中文名: 丁辛醇
外 觀: 無色透明的油狀液體
應 用: 生產(chǎn)增塑劑、溶劑、脫水劑、消泡劑等等
危險性描述: 易燃
基本概念
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。
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。
① 發(fā)酵法
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產(chǎn)品。該法設備簡單、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。
隨著生物技術工程的發(fā)展,采用固定化細胞生產(chǎn)丁醇、丙酮的生產(chǎn)能力已有很大的提高。預計未來,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。
② 乙醛縮合法
乙醛在堿性條件下進行液相縮合制得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,無異構生產(chǎn),但流程長、步驟多、設備腐蝕嚴重,生產(chǎn)成本較高,只有少數(shù)廠家采用此法生產(chǎn)。
③ 丙烯羰基法
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,反應壓力為20-30Mpa,并在一定溫度下,進行羰基合成反應生成脂肪醛,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步,但也有不少缺點,如副產(chǎn)物多,由于壓力高而投資和操作費用高,操作困難,維修量大等。
低碳羰基合成的核心技術是采用銠催化劑,從而反應壓力大大大降低。因而,工廠的投資及維修費用低,丙烯生成正丁醛的選擇性高,反應速率快,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。
發(fā)展狀況
高壓羰基合成技術由于選擇性較差、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所取代。具有競爭力的羰基合成技術有魯爾化學的中壓技術以及伊士曼、三菱化成和戴維的低壓技術。
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、正異構比高、副反應少、銠催化劑用量少、壽命長、催化劑可回收使用、設備少、投資省以及丁醇和辛醇可切換生產(chǎn)等優(yōu)點。
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。
研究結論及建議
2010年我國是世界上主要的丁辛醇進口國家,正丁醇和辛醇的凈進口量分別為62.3萬t和46.1萬t,預計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口國,產(chǎn)品具有較好的市場發(fā)展?jié)摿Α?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)濟規(guī)模化、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)濟規(guī)模,否則難以取得較強的市場競爭力。
(2)深入開展工藝技術開發(fā)。我國丁辛醇裝置生產(chǎn)技術是在引進技術的基礎上改造的,國內(nèi)自主研發(fā)的丁辛醇氣相加氫催化劑綜合指標達到國際先進水平,可以逐步實現(xiàn)丁辛醇催化劑的國產(chǎn)化,降低丁辛醇生產(chǎn)成本。在設備方面,天津堿廠丁辛醇項目(2010年建成投產(chǎn))兩臺超大型加氫反應器采用國產(chǎn)化設備。國內(nèi)丁辛醇生產(chǎn)工藝綜合水平達到國際先進水平。
“十二五”期間,我國丁辛醇生產(chǎn)企業(yè)以及相關科研機構將進一步開發(fā)研究成套自主工藝技術,保持與世界丁辛醇先進技術同步的水平。工藝技術的研究重點集中在催化劑領域,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)品結構。我國丁辛醇下游附加值高、技術含量高的衍生物產(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口產(chǎn)品滿足國內(nèi)消費需求。“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,以進一步提高丁辛醇行業(yè)的整體經(jīng)濟效益。