論丁辛醇裝置的生產工藝思考

張晴 張文強

摘要：本文主要針對于丁辛醇裝置的生產工藝進行特點分析以及針對性思考，進行對其生產過程的基本原理以及主要使用的工藝以及具體參數進行分析，發掘生產工藝的未來發展。

關鍵詞：丁辛醇裝置;生產工藝;生產過程;分析思考

丁辛醇是我國化工生產中使用較為普遍的醇類化工生產原材料，它其中所包含的種類主要有三種：正丁醇、2-乙基己醇、異丁醇，而正丁醇的作用主要是用來生產粘合劑以及生產涂料和增塑劑等等，異丁醇的具體作用跟正丁醇有部分重合，2-乙基己醇主要是用來生產pvc增塑劑以及粘合劑涂料等，并且這幾種醇類產品也可以用來作為表面活性劑等等效用，因為它的基本用途較為廣泛并且因為生產生活對于它的需求程度不斷加大，所以它的技術發展速度也在不斷提升，更新換代[1]。

一、丁辛醇裝置

丁辛醇的生產裝置主要是利用合成氣跟丙烯的反應，將它們作為反應的原材料，然后通過羰基銠作為催化劑，或者是將三苯基膦絡合物作為催化劑，從而進行羰基的合成方法，然后通過這種合成方法生產正丁醛以及異丁醛，也就是兩種醛類的混合醛。第一種產物是丁醇的生產過程，丁醇的生產是吧最開始提到的混合丁醛進行加氫處理，經過加氫處理后的混合丁醛會轉化為混合丁醇，然后再把混合丁醇進行精餾過程處理，在經過精餾過程處理之后，就可以進一步進行正丁醇跟異丁醇的生產，這兩種物質的生產主要是使用輕重組分方式跟易構物分離方式。如果是在進行辛醇生產的過程中，就是利用混合丁醛進行易構物分離方式的處理，通過這種處理方式可以得到正丁醛，正丁醛也可以進行縮合反應，縮合反應所得到的物質是辛烯醛，辛烯醛進行整體加氫，再進行精餾然后再進行輕重組分，最后可以得到辛醇。

二、工藝技術分析

（一）乙醛縮合法

乙醛縮合方式也可以被叫做醇醛縮合方式，這種方式的核心反應內容就是利用兩分子乙醛作為原材料，將兩分子乙醛進行縮合方式反應，形成丁醇醛。然后再將丁醇醛進行整體脫水過程，在丁醇醛進行脫水后可以形成巴豆醛。巴豆醛再進行加氫，就可以形成正丁醛，再講正丁醛二次加氫，就可以形成正丁醇。最后再把正丁醇進行縮合以及脫水之后可以得到辛烯醛這種物質，把辛烯醛在此刻加氫可以得到辛醇。并且，乙醛縮合方式的原材料只有乙醛跟氫氣兩種物質，但是因為最開始的原材料是乙烯，但是乙烯的價格比較貴，而且整體工藝流程所花費的時間比較長[2]，而且生產成本還不低，所以隨著生產技術的發展，逐漸被丙烯羰基合成法所取代。

（二）發酵法

發酵法主要適用糖蜜進行發酵生產，除了糖蜜之外，也可以使用玉蜀黍以及甘薯等富含淀粉的農業產品作為生產原料，并且把這些生產原材料進行粉碎處理，并且要把粉碎處理之后的反應原材料進行加水處理，制作成為發酵膠液，然后通過將發酵膠液進行高壓狀態下的高溫蒸汽滅菌處理，然后在進行高溫處理之后冷卻處理，然后進行菌種的接入，通過接入菌種從而進行36攝氏度-37攝氏度的整體發酵過程，在發酵過程中產生的氣體大部分都是二氧化碳和氫氣。并且在這個發酵液體中主要包含乙醇、丁醇、丙酮三種物質，這三種物質的物質比通常是6：3：1。并且精餾過程之后也可以得到乙醇、丁醇跟丙酮，利用發酵法制作丁醇，制造產量比較低，生產產品的雜質也比較多，對于生產原材料的利用程度比較低，所以伴隨著時代發展進步，發酵法的身影也逐漸消失[3]。

（三）羰基合成法

羰基合成方式的主要作用方式是根據丙烯與一氧化碳跟氫氣的混合氣體進行整體化反應，并且通過這種反應從而得到丁醛這種物質，然后在丁醛中通過加入氫從而得到丁醇，然后利用兩分子丁醛進行綜合性脫水處理形成辛醛。然后對辛醛進行加氫就可以得到辛醇。

羰基合成方式主要是利用高壓鈷法以及改良型新型鈷法以及后續的改良銠法，以及低壓銠法等幾種合成方法，最開始的高壓法主要是在五十年代被成功開發，在六十年代中進行了大量生產設備的建設，而在七十年代中所出現的低壓銠法是羰基合成法的發展史中的一次重大突破，最開始的低壓銠法羰基合成工藝主要是在波多黎各進行生產成功，并且因為銠法自身所具有特點，在七十年代后期利用這種方法進行建廠生產以及對傳統技術的改造逐年遞增。在目前國內的丁辛醇裝置生產中所采用的也主要是低壓羰基合成工藝[4]烯烴一步羰基合成丁醇，故稱一步法.由于此法僅能生產丁醇，催化劑生產能力較低，單耗較高，只有日本丁醇公司采用。

三、技術發展分析

（一）多相反應技術

多相反應技術是由魯爾公司等研究團隊進行開發的，這種多相反應的新型技術主要采用水溶性膦作為配位體，利用水溶性膦的配位體可以經過芳基膦磺化而得到，這種方式是在苯環上方接入一個磺酸基團，然后可以使催化劑融水，最終達成對于催化劑的分離改變為相分離。在發展中后期，利用早先的實驗基礎。這一種類的催化劑在進行羰化反應時的條件是，適用于五十攝氏度到一百五十攝氏度之間的反應過程，同時需要在十巴到一百巴之間且銠的濃度含量范圍應該在10ppm到1000ppm中間的位置，而且在反應過程中，膦跟銠的整體是300/1這種比例。且水溶液的酸堿程度利用ph值進行表達就是保持在4-10中間的位置，要保證一氧化碳跟氫氣的含量比值可以在一個動態區間內變化，羰化裝置的主要作用機理就是利用氣體分離反應器以及一個相分離器還有一臺汽提塔進行組合形成的，在正式的反應過程中，烯烴會經過一段時間的預熱，然后再跟合成氣體一起被輸入進反應儀器當中，然后跟合成氣體在催化劑水溶液中進行反應過程，從而產生出粗醛，粗醛也會從反應儀器的頂端流出，在反應中產生的氣體會通過氣體分離器進行氣體分離。然后在這個過程后會有大部分氣體進入反應儀器中，小部分氣體會進行排出燃燒作為燃料，含有醛的相從氣體分離器分離出來之后會進入相分離器，通過相分離器把催化劑跟粗醛進行分離。催化劑的水溶液經過熱反應產生蒸汽，又由回路返回反應器中[5]。

（二）非銠催化劑

非銠催化劑的產生條件很現實，因為銠催化劑的價格太過于昂貴，所以人們開始進行非銠催化劑的研究工作，對于這項工作，國外已經進行了很多年的研究開發，但是依舊沒有什么實質性的進展，并且在實際的工業生產中依舊沒有投入使用，其中產出的鉑系催化劑是由日本工業技術研究所進行研究的，同樣的還有鉬系催化劑等等，但是依舊沒有辦法達到銠系催化劑的作用。

（三）新一代銠基催化劑系統

在1995年中，聯碳公司進行了對于新一代銠基催化劑系統的成功研發，這種研發也就是把銠系催化劑的配位體也就是三苯基膦進行三苯基亞磷酸鹽的替換，最終得以形成新的銠基催化劑的低壓羰基合成液相循環工藝。在最新的銠基催化劑系統研發中，新系統將催化劑的整體活性進行了大幅度提升，至少提升一倍以上，并且使得新型催化劑的選擇性更加強大，并且使生成醛類物質時的正異構比達到了三十，并且在實際操作過程中大大降低銠的投入濃度，并且使得整體反應過程中的轉化率大幅度提升，并且這種催化劑也可以使用在碳醛以及醇類物質的制作過程中，并且可以在實際生產中將整體投資以及整體的操作費用大幅度降低[6]。

結束語：

因為在我國國內的現狀中進行分析，高壓鈷法以及低壓銠法的裝置運用已經承載了太多年的生產，在這些生產中所積累的經驗已經越來越多，在國內進行生產技術以及科研技術的提升過程中，在對于整體生產過程的設計過程中，也做了很多的吸收與發展工作，所以在以后的新建裝置設備可以通過對于國外先進技術的引進以及自主生產部分設備的條件下，將國家內部的工程設計水準進行提升，并且將大部分生產設備國產化，丁辛醇生產裝置的關鍵性部分是在于羰基的整體合成階段。在這個階段中的核心過程是對于催化劑以及反應器進行設計的過程，我們國家要組織生產技術以及科研技術等單位進行對于催化劑部分的研發。

參考文獻：

[1]孫曉龍.關于丁辛醇裝置生產過程汽提廢水回收再利用的探討[J].建材與裝飾，2018（48）：136-137.

[2]王偉，吳寬亮，高常春.VAH氣相醛加氫催化劑在8.5萬t/a辛醇生產裝置的工業應用[J].能源化工，2018，39（04）：38-42.

[3]王青龍.丁辛醇裝置回收殘液及尾氣中丙烯丙烷工藝生產技術要點[J].山東化工，2017，46（24）：128-129..

[4]魏丹丹，張釗，許承杰，吳全貴.丁辛醇生產裝置中原料丙烯的凈化精制[J].石化技術，2015，22（11）：12+85.

[5]張文，趙傳喜，劉立斌，曹全福，李玉芳.丁辛醇裝置生產運行情況及影響因素分析[J].精細與專用化學品，2014，22（10）：48-51.

[6]張伏生. 低壓羰基合成生產丁辛醇裝置的模擬[D].北京化工大學，2005.