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丁辛醇         ★★★ 【字体:
丁辛醇
作者:ningxia    内容来源:本站原创    点击数:    更新时间:2007-10-11
    丁醇为无色透明的油状液体,有微臭,可以与水形成共沸物,沸点117.7℃,主要用途是作为树脂、油漆和粘接剂的溶剂和增塑剂的原料(如邻苯二甲酸二甲酯),此外还可用作选矿用的消泡剂、洗涤剂、脱水剂和合成香料的原料。    
   
    2-乙基己醇简称辛醇,是无色透明的油状液体,有特臭,与水形成共沸物,沸点185℃,主要用于制备增塑剂,也是许多合成树脂和天然树脂的溶剂。其它还可作油漆原料的分散剂、润滑油的添加剂、消毒剂和杀虫剂的减缓蒸发剂、以及在印染等工业中作消泡剂。         丁醇、辛醇可以用乙炔、乙烯或者丙烯和粮食为原料进行生产。各种生产方法的简单过程如表6-9(P276)所示。丁醇为无色透明的油状液体,有微臭,可以与水形成共沸物,沸点117.7℃,主要用途是作为树脂、油漆和粘接剂的溶剂和增塑剂的原料(如邻苯二甲酸二甲酯),此外还可用作选矿用的消泡剂、洗涤剂、脱水剂和合成香料的原料。丁醇、辛醇可以用乙炔、乙烯或者丙烯和粮食为原料进行生产。

一、生产技术
    丁辛醇是随着石油化工、聚氯乙烯材料工业以及羰基合成工业技术的发展而迅速发展起来的。丁辛醇的工业化生产方法主要有乙醛缩合法、发酵法、齐格勒法和羰基合成法等。

1、乙醛缩合法
    乙醛缩合法是乙醛在碱性条件下进行缩合和脱水生成丁烯醛(巴豆醛),丁烯醛加氢制得丁醇,然后经选择加氢得到丁醛,丁醛经醇醛缩合、加氢制得2-乙基己醇(辛醇)。由于生产成本高,此方法已基本被淘汰。

2、发酵法
    发酵法是粮食或其它淀粉质农副产品,经水解得到发酵液,然后在丙酮-丁醇菌作用下,经发酵制得丁醇、丙酮及乙醇的混合物,通常的比例为6:3:1,再经精馏得到相应产品。由于石油化工业的迅猛发展,发酵法已很难与以丙烯为原料的羰基合成法竞争,因此近年来已很少采用该方法生产丁辛醇产品。从长远看,发酵法的生存取决于其原料与丙烯的相对价格以及生物工程的发展程度。
3、齐格勒法
    齐格勒丁辛醇生产方法是以乙烯为原料,采用齐格勒法生产高级脂肪醇,同时副产丁醇的方法。

4、羰基合成法
    羰基合成法是当今最主要的丁辛醇生产技术。丙烯羰基合成生产丁辛醇工艺过程:丙烯氢甲酰化反应,粗醛精制得到正丁醛和异丁醛,正丁醛和异丁醛加氢得到产品正丁醇和异丁醇;正丁醛经缩合、加氢得到产品辛醇。丙烯羰基合成法又分为高压法、中压法和低压法。

二、丙烯羰基合成法的主流技术专利商如下:

   •高压法:鲁尔 (Ruhr)技术、巴斯夫(BASF)技术、三菱(MCC)技术、壳牌(Shell)技术。
   •中压法:壳牌(Shell)技术、鲁尔-化学(Ruhr-chemic)技术、三菱(MCC)铑法技术。
   •低压法:雷普法(Reppe)技术、伊士曼(Eastman)技术、戴维(Davy UCC Johnson Matthey)技术、三菱化成(MCC)技术。

    高压的羰基合成技术由于选择性较差、副产品(丙烷和高沸物)多,已被以铑为催化剂的低压羰基合成技术所取代。低压羰基合成技术是在20世纪70年代中期出现的,是丁辛醇生产技术的一大突破。1976年Davy Mc-Kee、UCC、Johnson Matthey 3家公司联合开发的低压铑法羰基合成丁醛工业装置在波多黎各投产成功。自低压铑法问世以来,该法在丁辛醇工业领域独领风骚,先后转让给9个国家,共建设了25套装置,占羰基合成技术总能力的55%。目前所有新建装置全部采用低压铑法,该法正以其技术优势逐步淘汰高压铑法。

    就世界范围而言,目前具有竞争力的羰基合成技术有鲁尔-化学的中压技术以及伊士曼、三菱化成和戴维的低压技术。中压的鲁尔-化学技术消耗最低,正异比最高,技术水平最高,但因其技术转让晚,目前世界上采用该技术的装置能力仅占世界羰基合成能力的9%。伊士曼技术具有产品可依市场灵活调节的优点,但没有成套技术转让的经验。戴维技术自70年代以后便在世界迅速发展,在美国、瑞典、日本、波兰、匈牙利、南朝鲜、德国等欧亚及北美地区就有13套装置应用该种专利技术。戴维的铑法工艺技术占低压羰基合成技术总能力的69%,在世界羰基合成工业中占领先地位。

    进入90年代,丙烯羰基合成技术又取得新的进展,UCC/Davy(现在的Kvaemer Process Technology KPT)开发了一种双亚磷酸盐改性Rh催化剂,应用该技术的装置于1995年在美国Taft建成投产。由于该催化剂具有极高的活性,丙烯单程转化率达98.7%以上,装置可以“单程”运转(不需要循环),产物正异比高达30:1。该装置不仅投资少,而且适于用较高的烯烃,也就是说,既可以采用丙烯为原料生产丁辛醇,也可以采用正丁烯为原料生产2-丙基庚醇。该技术的这一进展格外引人注目,它使羰基合成技术取得了又一个新的突破。
丁辛醇主要生产工艺的比较见表1。

表1  丁辛醇主要生产工艺的比较
项目名称
UCC/DAVY工艺
三菱化成工艺
鲁尔工艺
BASF工艺
主要原料
丙烯、一氧化碳、氢气
丙烯、一氧化碳、氢气
丙烯、一氧化碳、氢气
丙烯、一氧化碳、氢气
催化剂
铑、三苯基膦
铑、三苯基膦
醋酸铑、三苯基膦三磺酸钠盐
铑、三苯基膦
溶剂
正异构丁醛
甲苯
正异构丁醛、
高沸物
反应压力/Mpa
1.6~1.8
≥1.7
5.0~7.0
~2.0
反应温度/℃
100~110
100~120
110~130
~100
转化率/%
91~93
95
 
>99
正异构比例
10:1
10:1可调8:1
19:1
9:1~8:1
催化剂循环方式
蒸发分离
液相循环
蒸发分离
液相循环
水相循环
蒸发分离
液相循环
反应器形式
槽式带搅拌、2台串联
槽式、塔式、
串联
内装若干个降膜蒸发器的搅拌釜
塔式(1台)
催化剂活性
异构比
工艺消耗定额
操作温度压力
工艺流程
设备数量
是否需要特殊材质
维修量
较高
不需要
较高
不需要
较长
较多
少量
较高
较高
较长
较多
不需要

三、丁辛醇技术发展趋势
    随着世界经济全球化及规模生产经济最大化,丁辛醇工业发展的重点将集中在催化剂的研究和开发上。其技术发展趋势是:
    1、铑催化技术是当前丁醛衍生醇领域的主流技术。今后,其发展方向为研究开发单程不循环工艺以及开发新型高效配位体改性铑催化剂。UCC/KPT的以双亚磷酸盐为配位体的铑催化体系的羰基合成技术是当今世界最先进的羰基合成生产技术,尚需进一步完善;

    2、由于铑金属资源贫乏,价格昂贵,还将进一步开发使用高效非铑催化剂的羰基合成技术。
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