论丁辛醇装置的生产工艺思考

张晴 张文强

摘要：本文主要针对于丁辛醇装置的生产工艺进行特点分析以及针对性思考，进行对其生产过程的基本原理以及主要使用的工艺以及具体参数进行分析，发掘生产工艺的未来发展。

关键词：丁辛醇装置;生产工艺;生产过程;分析思考

丁辛醇是我国化工生产中使用较为普遍的醇类化工生产原材料，它其中所包含的种类主要有三种：正丁醇、2-乙基己醇、异丁醇，而正丁醇的作用主要是用来生产粘合剂以及生产涂料和增塑剂等等，异丁醇的具体作用跟正丁醇有部分重合，2-乙基己醇主要是用来生产pvc增塑剂以及粘合剂涂料等，并且这几种醇类产品也可以用来作为表面活性剂等等效用，因为它的基本用途较为广泛并且因为生产生活对于它的需求程度不断加大，所以它的技术发展速度也在不断提升，更新换代[1]。

一、丁辛醇装置

丁辛醇的生产装置主要是利用合成气跟丙烯的反应，将它们作为反应的原材料，然后通过羰基铑作为催化剂，或者是将三苯基膦络合物作为催化剂，从而进行羰基的合成方法，然后通过这种合成方法生产正丁醛以及异丁醛，也就是两种醛类的混合醛。第一种产物是丁醇的生产过程，丁醇的生产是吧最开始提到的混合丁醛进行加氢处理，经过加氢处理后的混合丁醛会转化为混合丁醇，然后再把混合丁醇进行精馏过程处理，在经过精馏过程处理之后，就可以进一步进行正丁醇跟异丁醇的生产，这两种物质的生产主要是使用轻重组分方式跟易构物分离方式。如果是在进行辛醇生产的过程中，就是利用混合丁醛进行易构物分离方式的处理，通过这种处理方式可以得到正丁醛，正丁醛也可以进行缩合反应，缩合反应所得到的物质是辛烯醛，辛烯醛进行整体加氢，再进行精馏然后再进行轻重组分，最后可以得到辛醇。

二、工艺技术分析

（一）乙醛缩合法

乙醛缩合方式也可以被叫做醇醛缩合方式，这种方式的核心反应内容就是利用两分子乙醛作为原材料，将两分子乙醛进行缩合方式反应，形成丁醇醛。然后再将丁醇醛进行整体脱水过程，在丁醇醛进行脱水后可以形成巴豆醛。巴豆醛再进行加氢，就可以形成正丁醛，再讲正丁醛二次加氢，就可以形成正丁醇。最后再把正丁醇进行缩合以及脱水之后可以得到辛烯醛这种物质，把辛烯醛在此刻加氢可以得到辛醇。并且，乙醛缩合方式的原材料只有乙醛跟氢气两种物质，但是因为最开始的原材料是乙烯，但是乙烯的价格比较贵，而且整体工艺流程所花费的时间比较长[2]，而且生产成本还不低，所以随着生产技术的发展，逐渐被丙烯羰基合成法所取代。

（二）发酵法

发酵法主要适用糖蜜进行发酵生产，除了糖蜜之外，也可以使用玉蜀黍以及甘薯等富含淀粉的农业产品作为生产原料，并且把这些生产原材料进行粉碎处理，并且要把粉碎处理之后的反应原材料进行加水处理，制作成为发酵胶液，然后通过将发酵胶液进行高压状态下的高温蒸汽灭菌处理，然后在进行高温处理之后冷却处理，然后进行菌种的接入，通过接入菌种从而进行36摄氏度-37摄氏度的整体发酵过程，在发酵过程中产生的气体大部分都是二氧化碳和氢气。并且在这个发酵液体中主要包含乙醇、丁醇、丙酮三种物质，这三种物质的物质比通常是6：3：1。并且精馏过程之后也可以得到乙醇、丁醇跟丙酮，利用发酵法制作丁醇，制造产量比较低，生产产品的杂质也比较多，对于生产原材料的利用程度比较低，所以伴随着时代发展进步，发酵法的身影也逐渐消失[3]。

（三）羰基合成法

羰基合成方式的主要作用方式是根据丙烯与一氧化碳跟氢氣的混合气体进行整体化反应，并且通过这种反应从而得到丁醛这种物质，然后在丁醛中通过加入氢从而得到丁醇，然后利用两分子丁醛进行综合性脱水处理形成辛醛。然后对辛醛进行加氢就可以得到辛醇。

羰基合成方式主要是利用高压钴法以及改良型新型钴法以及后续的改良铑法，以及低压铑法等几种合成方法，最开始的高压法主要是在五十年代被成功开发，在六十年代中进行了大量生产设备的建设，而在七十年代中所出现的低压铑法是羰基合成法的发展史中的一次重大突破，最开始的低压铑法羰基合成工艺主要是在波多黎各进行生产成功，并且因为铑法自身所具有特点，在七十年代后期利用这种方法进行建厂生产以及对传统技术的改造逐年递增。在目前国内的丁辛醇装置生产中所采用的也主要是低压羰基合成工艺[4]烯烃一步羰基合成丁醇，故称一步法.由于此法仅能生产丁醇，催化剂生产能力较低，单耗较高，只有日本丁醇公司采用。

三、技术发展分析

（一）多相反应技术

多相反应技术是由鲁尔公司等研究团队进行开发的，这种多相反应的新型技术主要采用水溶性膦作为配位体，利用水溶性膦的配位体可以经过芳基膦磺化而得到，这种方式是在苯环上方接入一个磺酸基团，然后可以使催化剂融水，最终达成对于催化剂的分离改变为相分离。在发展中后期，利用早先的实验基础。这一种类的催化剂在进行羰化反应时的条件是，适用于五十摄氏度到一百五十摄氏度之间的反应过程，同时需要在十巴到一百巴之间且铑的浓度含量范围应该在10ppm到1000ppm中间的位置，而且在反应过程中，膦跟铑的整体是300/1这种比例。且水溶液的酸碱程度利用ph值进行表达就是保持在4-10中间的位置，要保证一氧化碳跟氢气的含量比值可以在一个动态区间内变化，羰化装置的主要作用机理就是利用气体分离反应器以及一个相分离器还有一台汽提塔进行组合形成的，在正式的反应过程中，烯烃会经过一段时间的预热，然后再跟合成气体一起被输入进反应仪器当中，然后跟合成气体在催化剂水溶液中进行反应过程，从而产生出粗醛，粗醛也会从反应仪器的顶端流出，在反应中产生的气体会通过气体分离器进行气体分离。然后在这个过程后会有大部分气体进入反应仪器中，小部分气体会进行排出燃烧作为燃料，含有醛的相从气体分离器分离出来之后会进入相分离器，通过相分离器把催化剂跟粗醛进行分离。催化剂的水溶液经过热反应产生蒸汽，又由回路返回反应器中[5]。

（二）非铑催化剂

非铑催化剂的产生条件很现实，因为铑催化剂的价格太过于昂贵，所以人们开始进行非铑催化剂的研究工作，对于这项工作，国外已经进行了很多年的研究开发，但是依旧没有什么实质性的进展，并且在实际的工业生产中依旧没有投入使用，其中产出的铂系催化剂是由日本工业技术研究所进行研究的，同样的还有钼系催化剂等等，但是依旧没有办法达到铑系催化剂的作用。

（三）新一代铑基催化剂系统

在1995年中，联碳公司进行了對于新一代铑基催化剂系统的成功研发，这种研发也就是把铑系催化剂的配位体也就是三苯基膦进行三苯基亚磷酸盐的替换，最终得以形成新的铑基催化剂的低压羰基合成液相循环工艺。在最新的铑基催化剂系统研发中，新系统将催化剂的整体活性进行了大幅度提升，至少提升一倍以上，并且使得新型催化剂的选择性更加强大，并且使生成醛类物质时的正异构比达到了三十，并且在实际操作过程中大大降低铑的投入浓度，并且使得整体反应过程中的转化率大幅度提升，并且这种催化剂也可以使用在碳醛以及醇类物质的制作过程中，并且可以在实际生产中将整体投资以及整体的操作费用大幅度降低[6]。

结束语：

因为在我国国内的现状中进行分析，高压钴法以及低压铑法的装置运用已经承载了太多年的生产，在这些生产中所积累的经验已经越来越多，在国内进行生产技术以及科研技术的提升过程中，在对于整体生产过程的设计过程中，也做了很多的吸收与发展工作，所以在以后的新建装置设备可以通过对于国外先进技术的引进以及自主生产部分设备的条件下，将国家内部的工程设计水准进行提升，并且将大部分生产设备国产化，丁辛醇生产装置的关键性部分是在于羰基的整体合成阶段。在这个阶段中的核心过程是对于催化剂以及反应器进行设计的过程，我们国家要组织生产技术以及科研技术等单位进行对于催化剂部分的研发。

参考文献：

[1]孙晓龙.关于丁辛醇装置生产过程汽提废水回收再利用的探讨[J].建材与装饰，2018（48）：136-137.

[2]王伟，吴宽亮，高常春.VAH气相醛加氢催化剂在8.5万t/a辛醇生产装置的工业应用[J].能源化工，2018，39（04）：38-42.

[3]王青龙.丁辛醇装置回收残液及尾气中丙烯丙烷工艺生产技术要点[J].山东化工，2017，46（24）：128-129..

[4]魏丹丹，张钊，许承杰，吴全贵.丁辛醇生产装置中原料丙烯的净化精制[J].石化技术，2015，22（11）：12+85.

[5]张文，赵传喜，刘立斌，曹全福，李玉芳.丁辛醇装置生产运行情况及影响因素分析[J].精细与专用化学品，2014，22（10）：48-51.

[6]张伏生. 低压羰基合成生产丁辛醇装置的模拟[D].北京化工大学，2005.