丁辛醇的生产技术与发展趋势论文
1 丁辛醇的生产技术分析
丁辛醇是由丁醇和辛醇两种物质组成, 因这两种物质能够在同一套装置中以羰基合成法进行生产, 故此常将其称为丁辛醇, 它是一种无色、透明、易燃的油状特体, 气味较为特殊, 可与水及多种化合物发生反应生成共沸物, 毒性等级均为中等。在化工产品的合成中, 丁辛醇是不可或缺的重要原料之一, 其常被用于增塑剂、脱水剂等产品的生产。丁辛醇的生产技术有以下几种:
1.1 传统工艺
1.1.1 发酵法。
这是丁辛醇早期时最为常用的一种生产方式, 该方法是粮食、糖蜜等作为主要原料, 实践表明, 使用该方法生产1t丁辛醇大约需要消耗掉4t左右的粮食, 或是7t左右的糖蜜, 并且还需要消耗13t以上的蒸汽, 由于这种方法的资源消耗量较大, 加之其经济效益相对较低, 故此限制了该方法的应用与发展。近年来, 随着生物技术工程的出现, 固定化细胞在丁辛醇的生产中得到了应用, 其生产能力也随之获得了一定程度的提高, 相信在不久在将来, 发酵法可用的生产原料会更加多样化。
1.1.2 乙醛缩合法。
在碱性条件下, 对乙醛进行也想缩合能够制得2-羰基丁醛, 再经过脱水处理之后, 便可获得丁烯醛, 在此基础上通过催化加氢的方法可制得正丁醇。这种方法较为突出的特点是操作过程中所需的压力比较低, 并且无异构生产, 但是整个生产过程流程繁多, 且对设备的腐蚀较为严重, 生产成本较高, 从而限制了其推广应用。目前, 国内仅有极少数的厂家采用此方法进行丁辛醇生产。
1.1.3 Ziegler法
该方法是以德国著名的有机化学家齐格勒的名字命名的, 也被称之为齐格勒合成法, 其用乙烯作为基本的生产原料, 并与三烷基铝进行作用, 通过链增长及氧化制得铝醇化合物, 经过水解、中和及分馏等步骤, 便可制得脂肪醇, 同时产生副产品丁醇。虽然通过该方法得到的产品质量较高, 但其生产工艺流程较长, 技术也比较复杂, 前期需要投入较多的设备, 产品生产成本较高, 因此, 我国在该项技术上都是直接从国外引进生产装置。
1.2 现代工艺
羰基合成法是目前丁辛醇唯一的工业化生产方法, 其具体的工艺过程如下:采用丙烯原料与合成器进行氢甲酰化反应, 反应后可以生成正丁醛和异丁醛, 对丁醛进行催化加氢后可以获得正丁醇和异丁醇;对丁醛进行缩合脱水处理后, 能够生成2-乙基乙烯醛, 再进行催化加氢处理可获得辛醇。该技术在工业化生产中的应用, 推动了丁辛醇生产技术的进步, 其在产品质量、产能、成本等方面均优于其它生产技术。现阶段, 羰基合成法已经基本取代了丁辛醇传统工艺中的发酵法和乙醛缩合法, 不仅如此, 通过改变原料的品种, 还可借助该技术生产戊醛及2-丙基庚醇。羰基合成法又可分为以下几种:
1.2.1 高压法
具体是指以烯烃、CO、H2在催化剂的作用下, 并用20-30MPs的反应压力, 在一定的温度条件下, 进行羰基合成反应, 由此可以生成脂肪醛, 然后在对其进行催化加氢和蒸馏分离处理后, 便可制得丁醇。由于高压法的能耗较高, 加之对环境的污染较大, 与节能环保的理念相违背, 所以, 这种方法已经逐步被淘汰。
1.2.2 低压法
由于该方法是以铑作为催化剂, 从而使得反应压力大幅度降低。低压法的前期投资及维修费用较低, 丙烯势能成正丁醛具有较高的选择性, 反应速率较快, 收率高, 原料消耗少, 便于操作, 对装置的腐蚀性较小, 基本不会对环境造成污染, 十分接近无害化工艺。
2 丁辛醇生产技术的发展趋势
由于丁辛醇是精细化工产品中的重要原料, 随着化工领域的不断发展, 对丁辛醇的需求量必定会逐步增大, 为了满足这种需求, 必须不断提升丁辛醇的生产技术水平, 在确保产品质量的基础上, 提高产能。因低压羰基合成法已成为当前主流的产生技术, 因此, 在未来一段时期, 应当加大催化剂方面的研究力度。低压羰基合成法是以铑作为催化剂, 所以在未来一段时期, 应当在对单程循环工艺进行深入研究的基础上, 开发新型、高校的改性铑催化剂。虽然UCC/KPT的铑催化体系是目前较为先进的低压羰基合成技术, 但该技术在实际应用中, 仍然存在一些不足之处, 所以可在应用的过程中, 对其进行不断完善, 这有助于促进低压羰基合成技术的大范围推广使用。此外, 铑催化剂是以铑这种稀有金属作为主要原料, 由于铑资源较为贫乏, 从而使得其价格比较昂贵, 在大规模的工业化生产中, 会导致成本提高, 因此, 应当加大对非铑催化剂的低压羰基合成技术的研究力度。相关资料显示, 国外一些研究机构已经开发出以环烷基连结的双膦配位体铂系催化剂, 同时还开发除了一种水溶性钴族化合物催化剂, 其能够使烯烃在聚乙二醇的两相溶剂中, 完成氢甲酰化。因高碳烯烃对聚乙二醇具有良好的亲和力, 所以反应速率可获得进一步提升。
3 结语
综上所述, 作为化工产品中不可或缺的一种重要原料, 丁辛醇的生产技术备受世界各国所关注, 传统的生产工艺由于缺陷较多, 已经不再适用于丁辛醇生产, 现代工艺中的高压法因环境污染大、能耗高, 也逐步退出了历史舞台, 由此使得低压羰基合成技术成为丁辛醇工业化生产的主流技术。鉴于此, 有必要对与该技术有关的内容进行深入研究, 从而不断提升技术水平, 使其能够更好地为丁辛醇生产服务, 这对于丁辛醇产能和质量的提升意义重大。
摘要：文章首先从传统工艺和现代工艺两个方面对对丁辛醇的生产技术进行了简要分析, 并在此基础上展望了丁辛醇生产技术的发展趋势。期望通过本文的研究能够对促进丁辛醇生产技术水平的提升有所帮助。
关键词：丁辛醇,生产方法,发展趋势
参考文献
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