丁辛醇生產(chǎn)方法

丁醇的主要生產(chǎn)方法有發(fā)酵法、乙醛縮合法和丙烯羰基合成法。

糧食或其他淀粉質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品，經(jīng)水解得到發(fā)酵液，在丙酮-丁醇菌的作用下發(fā)酵得到丙酮-丁醇和乙醇的混合物，然后經(jīng)精餾分離即得到相應(yīng)產(chǎn)品。該法設(shè)備簡單、投資少，但消耗糧食多，生產(chǎn)能力小，因而限制了該方法的發(fā)展。

隨著生物技術(shù)工程的發(fā)展，采用固定化細(xì)胞生產(chǎn)丁醇、丙酮的生產(chǎn)能力已有很大的提高。預(yù)計(jì)未來，原料將會更加多樣化，各種木質(zhì)纖維素原料將在丙酮、丁醇生產(chǎn)中大量使用，丁醇的產(chǎn)量將會有更大的提高。

乙醛在堿性條件下進(jìn)行液相縮合制得2-羥基丁醛，然后經(jīng)脫水成為丁烯醛(俗稱巴豆醛)，丁烯醛再經(jīng)催化加氫制得正丁醇。此法操作壓力低，無異構(gòu)生產(chǎn)，但流程長、步驟多、設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，生產(chǎn)成本較高，只有少數(shù)廠家采用此法生產(chǎn)。

此法又分為高壓法和低壓法。高壓法是烯烴和一氧化碳、氫氣在催化劑作用下，反應(yīng)壓力為20-30Mpa，并在一定溫度下，進(jìn)行羰基合成反應(yīng)生成脂肪醛，再經(jīng)催化加氫、蒸餾分離制得產(chǎn)品丁醇。該法較前兩種方法有較大進(jìn)步，但也有不少缺點(diǎn)，如副產(chǎn)物多，由于壓力高而投資和操作費(fèi)用高，操作困難，維修量大等。

低碳羰基合成的核心技術(shù)是采用銠催化劑，從而反應(yīng)壓力大大大降低。因而，工廠的投資及維修費(fèi)用低，丙烯生成正丁醛的選擇性高，反應(yīng)速率快，產(chǎn)品收率高，原料消耗少，催化劑用量省，操作容易，腐蝕性小，環(huán)境污染少(接近無害工藝)。因此，這種生產(chǎn)方法在世界范圍內(nèi)以顯著地優(yōu)勢而迅速發(fā)展，是生產(chǎn)丁醇和辛醇的主要方法。

丁醇(butyl alcohol)和辛醇(異辛醇俗稱辛醇，2-乙基己醇;2-ethyl hexanol)由于可以在同一套裝置中用羥基合成的方法生產(chǎn)，故習(xí)慣稱為丁辛醇。丁辛醇均為無色透明、易燃的油狀液體，具有特殊的氣味，能與水及多種化合物形成共沸物，均有中等毒性。

丁辛醇是合成精細(xì)化工產(chǎn)品的重要原料，主要用于生產(chǎn)增塑劑、溶劑、脫水劑、消泡劑、分散劑、浮選劑、石油添加劑(如: 等)及合成香料等。

高壓羰基合成技術(shù)由于選擇性較差、副產(chǎn)品(丙烷和高沸物)多，已被以銠為催化劑的低壓羰基合成技術(shù)所取代。具有競爭力的羰基合成技術(shù)有魯爾化學(xué)的中壓技術(shù)以及伊士曼、三菱化成和戴維的低壓技術(shù)。

世界新建丁辛醇裝置均采用改性銠系催化劑低壓法，具有溫度低、壓力低、速率高、正異構(gòu)比高、副反應(yīng)少、銠催化劑用量少、壽命長、催化劑可回收使用、設(shè)備少、投資省以及丁醇和辛醇可切換生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。

丁辛醇羰基合成工藝以丙烯、合成氣和氫氣為原料，在催化劑作用下生成混合丁醛，分離出催化劑循環(huán)使用，分離出正/異丁醛經(jīng)加氫生成正丁醇和異丁醇，經(jīng)精餾分離得到正丁醇和異丁醇產(chǎn)品:正丁醛在氫氧化鈉的催化作用下縮合脫水生成辛烯醛，辛烯醛加氫生產(chǎn)出粗辛醇，經(jīng)過精餾得到產(chǎn)品辛醇。

研究結(jié)論及建議

2010年我國是世界上主要的丁辛醇進(jìn)口國家，正丁醇和辛醇的凈進(jìn)口量分別為62.3萬t和46.1萬t，預(yù)計(jì)2015年我國正丁醇和辛醇的市場供需缺口分別約為24.8萬t和11.2萬t，我國仍將是世界上主要的丁辛醇進(jìn)口國，產(chǎn)品具有較好的市場發(fā)展?jié)摿Α?/p>

我國丁辛醇產(chǎn)業(yè)"十二五"期間的發(fā)展趨勢主要包括:

(1)生產(chǎn)規(guī)模大型化。我國丁辛醇生產(chǎn)裝置趨于大型化、經(jīng)濟(jì)規(guī)?；?、上下游一體化(依托丙烯和造氣裝置)，向綜合節(jié)能型方向發(fā)展。因此，"十二五"期間我國新建或規(guī)劃丁辛醇生產(chǎn)裝置必須具有一定的經(jīng)濟(jì)規(guī)模，否則難以取得較強(qiáng)的市場競爭力。

(2)深入開展工藝技術(shù)開發(fā)。我國丁辛醇裝置生產(chǎn)技術(shù)是在引進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上改造的，國內(nèi)自主研發(fā)的丁辛醇?xì)庀嗉託浯呋瘎┚C合指標(biāo)達(dá)到國際先進(jìn)水平，可以逐步實(shí)現(xiàn)丁辛醇催化劑的國產(chǎn)化，降低丁辛醇生產(chǎn)成本。在設(shè)備方面，天津堿廠丁辛醇項(xiàng)目(2010年建成投產(chǎn))兩臺超大型加氫反應(yīng)器采用國產(chǎn)化設(shè)備。國內(nèi)丁辛醇生產(chǎn)工藝綜合水平達(dá)到國際先進(jìn)水平。

"十二五"期間，我國丁辛醇生產(chǎn)企業(yè)以及相關(guān)科研機(jī)構(gòu)將進(jìn)一步開發(fā)研究成套自主工藝技術(shù)，保持與世界丁辛醇先進(jìn)技術(shù)同步的水平。工藝技術(shù)的研究重點(diǎn)集中在催化劑領(lǐng)域，主要包括高效銠催化劑、非銠催化劑或高效新型配位體、辛烯醛液相加氫鎳系催化劑、辛烯醛氣相加氫銅系催化劑和鎳/銅系催化劑的配合使用，使丁辛醇產(chǎn)品向效益型方向轉(zhuǎn)變。

(3)優(yōu)化下游產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。我國丁辛醇下游附加值高、技術(shù)含量高的衍生物產(chǎn)品的開發(fā)與國外存在較大差距。例如，特種增塑劑大多需要依賴進(jìn)口產(chǎn)品滿足國內(nèi)消費(fèi)需求。"十二五"期間我國丁辛醇上下游行業(yè)將加大開發(fā)下游高附加值產(chǎn)品的力度，以進(jìn)一步提高丁辛醇行業(yè)的整體經(jīng)濟(jì)效益。