三羥甲基丙烷結構式?
作者:化工綜合網發布時間:2023-05-20分類:橡膠制品瀏覽:596
一、三羥甲基丙烷結構式?
結構簡式:CH3CH2C(CH2OH)3
拓展:三羥甲基丙烷三(3-巰基丙酸)酯是工業有機中間體,可用作為連接劑、聚合改性劑和光固化劑,被廣泛應用于光固化涂料、感光材料、印刷線路板或其它功能材料方面。本品應用于光固化涂層體系中,可以改善涂層的附著力、硬度、韌性等性能,提高涂層的固化性能和表觀性能。同時,本品可作為乙烯基類、(甲基)丙烯酸類、多異(硫)氰酸酯類等聚合物的光固化共聚單體或光固化劑,制備光學透明材料,提高樹脂的透明度和折射率,改善樹脂的耐沖擊性能、染色性和加工性等。
①化學名:三羥甲基丙烷
②分子式:C6H14O3,分子量:134.17
③結構簡式:CH3CH2C(CH2OH)3
④結構式如圖所示:
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三、丙醛氧化成丙酸的活化能是多少
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丙醛氧化成丙酸的活化能是多少
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輕油氧化法和低碳烴氧化法基本相同。此路線雖然原料來源廣泛且價格便宜,但由于反應生成物中組分復雜,使得分離提純部分必須采取特殊措施,如萃取、共沸蒸餾等,遠比其它方法流程長、投資大,再加此路線是以生產醋酸為主副產丙酸,裝置的開工率受制于醋酸市場的影響,因此該生產方法對于以主產品為丙酸的裝置是不適宜的。
雷泊一步合成法是以乙烯、一氧化碳和水為原料,在催化劑作用下反應,一步直接生成丙酸。該合成方法又分為高壓法和低壓法,但是由于低壓法至今尚未實現工業化,只有德國巴斯夫(BASF)高壓法用于工業生產。雷泊高壓一步合成法工藝過程僅為反應、分離、產品精制三部分,工藝流程較短、原料消耗少、產品成純拆老本較低,這是該法的最大優勢。但此法需高壓高溫,又有水存在,設備腐蝕嚴重,不僅設備制造和維修費高,而且操作相當困難,所以開工率較低,至今未能得以推廣。
丙醛在空氣或其它氧化劑存在下很容易氧化成丙酸,因此丙醛液相氧化法生產丙酸反應條件溫和、轉化率和選擇性都比較高、腐蝕性輕且不需高壓設備,自美國聯碳公司于1975年建成丙醛丙酸生產裝置后,在世界各地迅速得到推廣,已成為生產丙酸的主要方法。此路線又可細分為有無催化劑、使用氧氣或空氣進行氧化等幾種情況。由于不用催化劑做升的各項指標與用催化劑的基本相同,但減少了催化劑配置和回收系統,更利于工業生產。至于使用氧氣氧化還是使用空氣氧化,雖然直接使用空氣氧化無氧氣供應問題,但與氧氣相比,空氣用量大大增加,除需要大功率空壓機外,氧化塔和尾氣冷凝吸收系統的設備都須增大,尾氣中丙醛、丙酸損失量也相應增加。因此一般情況下,最好采用氧氣氧化以減少氣量和損失量。同時采用氧化塔頂通氮氣, 自動檢測御改控制尾氣中氧含量在安全范圍內,純氧氧化是安全的。因此,丙酸生產以采用丙醛無催化劑液相純氧氧化的工藝技術路線較先進。我國由原化工部北京化工研究院和原化工部第六設計院共同開發的丙酸工藝技術路線即為此工藝技術路線,國內開發技術單位產品消耗指標已基本達到美國聯碳公司的消耗指標,已基本達到當前世界的先進水平。
丙醛液相氧化反應生成丙酸的主反應式為:
CH3CH2CHO+1/2O2→CH3CH2COOH
其工藝過程可分為氧化、精制、和丙醛回收三部分,現分別簡述如下。
(1)氧化
由丙醛生產單元送來的丙醛連續的進入氧化塔與氧氣進行液相氧化反應,反應熱由列管殼程的循環冷卻水移出,塔頂通入氮氣,以控制尾氣中含氧量在安全范圍內。反應后的氧化液中含有少量過酸,經過酸破壞器加熱使其分解,過酸破壞后的氧化液送到精制系統。
(2)精制
在精制系統,經過酸破壞后的氧化液,首先進入輕組分塔將低沸物從塔頂蒸出,冷凝后凝液大部分回流,小部分送丙醛回收塔,塔底粗丙酸送到丙酸精餾塔,塔頂得丙酸成品,塔釜液排入高沸物貯槽,定期送出統一回收處理。
(3)丙醛回收
從輕組分塔頂來的輕組分中含有丙醛,將其送入丙醛回收塔,從塔頂得到回收丙醛,返回氧化塔繼續使用,塔釜殘液同樣定期送出統一回收處理。
摘自
催化干氣稀乙烯制丙醛及丙醛市場前景
王彥偉 劉曉欣 徐舒言(中國石化石家莊煉油化工股份有限公司,050032)根據丙醛國內外生產和市場情況,從技術和經濟兩個方面探討了利用煉廠副產干氣生產丙醛的可行性,認為利用煉廠副產干氣生產丙醛在技術上是可靠的,在經濟上是可行的。建議有關煉廠可以建立規模為20 kt/a和采用國產技術的丙醛裝置。關鍵詞:催化裂化干氣 丙醛 生產 市場催化裂化干氣中含有氫氣、甲烷、乙烷、乙烯等組分,其中,乙烯的質量分數為12%~19%。對于無乙烯裝置的純煉油企業如何利用其中的乙烯,以生產高附加值的產品一直是煉油企業中的科技人員和管理人員所關注的課題。中國科學院大連化物所開發的催化裂化干氣直接制乙苯技術(工業化裝置在撫順石化公司)、北京大學等開發的催化裂化干氣稀乙烯提純制環氧乙烷技術(工業化裝置在濟南煉油廠)等都是成功的案例,本文擬就催化裂化干氣稀乙烯制丙醛的可行性進行分析。丙醛是一種重要的有機合成原料,外觀為無色透明易燃液體,有窒息性氣味,分子式C3H60,熔點-81 ℃,沸點49 ℃,相對密度0.870 1,折光率1.363 6,閃點-9 ℃,大鼠口服LD50為1.4 g/kg,溶于水,可與醇和醚混溶。主要用于生產丙酸、丙醇、三羥基甲基乙烷等中間體,廣泛應用于橡膠、油漆、塑料、醫藥、香料、農業、食品、輕紡、飼料等行業。1 丙醛的主要用途以環烷酸鈷、環烷酸錳、醋酸銅、鉻酸銅等為催化劑,在溫度6O ℃左右,丙醛進行常壓氧化反應生成丙酸,丙酸是一種重要的精細化學品,也是生產其他精細化學品的重要中間體,用途十分廣泛。丙酸及其鹽類用于防止谷物結塊、糧食保鮮、飼料防腐等效果十分顯著。用丙酸可制取有機化工原料及中間體丙酸酐、丙酰氯、α-氯丙酸、2,2-二氨基丙酸和α-溴丙酸等。丙酸酐可制得抗癌藥丙酸羥甲雄酮、抗生素丙酸角沙霉素、無味紅霉素、睪丸丙酸酯等,可用作香料酯化劑、硫化反應和硝化反應的脫水劑,用于醇酸樹脂和染料;由丙酰氯可制得利膽醇、苯乙醇、甲妥因等;α-氯丙酸可用作合成除草劑的中間體,也可用作有機合成原料。丙酸和乙苯基汞反應生成的丙酸苯基汞是一種良好的涂料殺菌劑。甘油三丙酸是香煙過濾嘴的增塑劑。丙酸銨能降低粘度,可用作照相技術中鹵化銀膠乳的濕潤劑。丙酸鋅和丙酸鉻可用作生產對苯二甲酸酯的聚酯類用催化劑。在香料工業上,丙酸可用于制取香料丙酸異戊酯、芳樟酯、丙酸香葉酯、丙酸乙酯、丙酸芐酯等;由丙酸、醋酸和纖維素反應可生產用作薄膜、牙刷柄、毛刷柄和眼鏡框的醋酸丙酸纖維素;含丙酸鈣15%的散劑、含丙酸鈣12.3%的軟膏或溶液,可治療皮膚寄生性霉菌引起的疾病,亦可用作醫藥中間體。此外,丙酸還可用于制備維生素B6、用作電鍍助劑、乳化劑、硝酸纖維素溶劑等。
以丙醛和多聚甲醛為原料,在堿性條件下加熱制得的1,1,1-三羥甲基乙烷,可用來制造清漆、醇酸樹脂、氨基醇酸烘漆以及聚酯樹脂、合成干性油等。丙醛和甲醛反應得二羥甲基丙醛,再用雙氧水氧化可制得二羥甲基丙酸,它主要用作聚氨酯乳液的優良穩定劑,加入后乳液儲存期可由不到半年延長至1年以上。由丙醛經加氫制得的丙醇,在醫藥工業中可用于生產丙磺舒、丙戊酸鈉、紅霉素、癲健安、粘合止血劑BCA、丙谷胺、2,5-吡啶二甲酸二丙酯等。由丙醇合成的酯可用作食品添加劑、增塑劑、香料等。由丙醇衍生的胺類化合物可用于生產農藥安磺靈、菌達滅、異丙樂靈、滅草猛、磺樂靈、氟樂靈等。丙醇還用于生產醋酸丙酯、乙二醇醚和直接作為溶劑,用于生產正丙胺等。丙醛經縮合得到的2-甲基2-戊烯醛是一種重要的有機合成中間體,在有機合成中應用廣泛。此外,丙醛還廣泛用于生產脂肪烴的單體、多氧化物、胺類等,用作塑料、橡膠加工助劑、染料添加劑、聚合物鏈傳遞劑及乳液穩定劑等。2 丙醛生產工藝路線丙醛自20世紀50年代實現工業化生產以來,研制開發出許多種制備方法。目前生產方法主要有羰基合成法、丙醇氧化法、環氧丙烷異構化法、烯醛加氫法和副產法。2.1 羰基合成或乙烯氫甲酰化法該法是以乙烯、一氧化碳、氫氣為原料,以鈷和銠膦絡合物為催化劑,反應溫度100 ℃,壓力為1.27~1.47 MPa條件下反應生成丙醛,收率可達到94%。自1975年美國聯合碳化物公司采用該法建成第一個年產45 kt丙醛的大型生產裝置后,羰基合成法已逐漸成為生產丙醛的主要方法和發展方向。該法的主要特點是產品純度高,無異構體產生,分離簡便。目前國外大部分廠家采用此法進行生產。它又可分為以Co為催化劑的高壓羰基合成法和以銠膦(Rh-P)為催化劑的低壓羰基合成法。與高壓法相比,乙烯轉化率達97%,丙醛收率95%,加氫產物乙烷達3%,催化劑活性高、選擇性好,反應條件溫和,生產過程中不產生腐蝕性介質,原料及公用工程消耗低,設備投資費用少,該項技術成熟。盡管國外把以乙烷為原料生產丙醛研究作為科研方向,但相信在未來一定時間內,乙烯低壓羰基合成法工藝技術或已改進的乙烯低壓羰基合成法工藝技術仍然是市場的主角。
2.2 其他生產方法其他的生產方法包括采用丙醇、重鉻酸鉀、稀硫酸的丙醇氧化法,以鉻釩為催化劑的環氧丙烷異構化法,丙烯醛加氫法和丙烯氧化制丙酮副產丙醛法等。因規模較小,收率低,成本高,有淘汰危險。3 丙醛的生產及消費結構3.1 國外丙醛的生產能力及消費結構目前,世界丙醛的總生產能力約為250 kt/a,總消費量約為200 kt/a,年均增長率為2.5%,其中美國約為180 kt/a,年均增長率為2.6%,西歐為18 kt/a,年均增長率為1.8%,日本約為1 kt/a,消費量變化很小。國外丙醛主要生產廠家情況見表1。表1 國外丙醛的生產情況
國家 公司名稱 生產能力/kt.a-1 生產工藝
美國 Eastman Kodak 60 銠催化劑羰基化法
Hoechst-celanese 45.4 銠催化劑羰基化法
Union Carbide 92 銠催化劑羰基化法
德國 BASF 25 鈷催化劑羰基化法
Hoechst AG 18 鈷催化劑羰基化法
日本 三菱油化 1.4 丙烯氧化制丙酮副產法
協和化學 1.1 丙烯氧化制丙酮副產法
合計 243
美國是世界上最大的丙醛生產和消費國,其生產能力為222.4 kt/a,消費量約為183 kt/a,占世界丙醛消費總量的90%以上,年均增長率為2.6%。美國的丙醛主要用于生產丙醇和丙酸。其中用于丙醇的比例為65.6%~68.6%,用于丙酸的比例為27.1%~30.3%,用于三羥甲基乙烷的比例為2.5%~2.6%,其他為1.6%~1.9%。美國丙酸主要用作飼料防腐劑,飼料包括干草、青飼料和谷物。在食品方面,主要用于烘烤食品和干酪。丙酸在除草劑、醋酸丙酸纖維素和藥物合成中用作中間體,用作烷基丙酸酯的溶劑。少量丙酸酯用作調味品和香料。保存飼料和糧食用占45%,制丙酸鈣和丙酸鈉用占21%,除草劑用占19%,醋酸丙酸纖維素(CAP:Cellulose Acetate Propionate)用占11%,其他用途占4%。
在西歐,丙醛主要生產公司是德國BASF公司,產量為13 kt左右,產品主要用于生產丙醇,其他用于生產LDPE改性劑等。西歐的丙酸不是由丙醛生產的,因此西歐丙醛的消費量不大。預計今后幾年西歐丙醛的消費量將以年均2%~3%的速度增長。日本丙醛主要用來生產三羥甲基乙烷,少量用來生產丙酸酯。3.2 國內丙醛生產及消費結構我國丙醛生產基本上屬于空白,進口也很少,由于丙醛常溫下易氧化,必須在低溫保護下貯存,故只能進口下游產品(如丙酸、丙醇等)。一些必須以丙醛為原料的企業,只得自建小裝置生產丙醛備用,如江蘇太倉苗苗香料廠年產丙醛約150 t,重慶西南第二制藥廠生產能力約80 t/a。盡管如此我國自1994年以來,每年進口量都在20 kt以上。近幾年我國丙醛下游產品丙酸等進口情況見表2。而目前我國丙酸僅有撫順化工三廠、上海試劑一廠、重慶化學試劑廠、黑龍江肇東化工廠、山東東營懇利化肥廠和湖北全昌公司等少數廠家生產,總產量每年僅幾百噸,由于原料供應緊張、設備腐蝕嚴重相繼停產,遠遠不能滿足實際生產的需求。表2 近幾年我國丙醛下游產品進口情況
年份 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001
丙酸 7 918 6 543 6 162 7 835 9 107 10 035 10 078
丙酸鹽及酯 1 101 955 1 554 1 099 1 585 2 826 3 109
4 項目可行性4.1 原料優勢對于如石家莊煉廠這種純煉油無乙烯裝置的煉廠,乙烯原料可采用催化干氣中稀乙烯。石煉催化干氣的典型組成為(體積百分比):氫氣55.31%,一氧化碳0.25%,乙烯含量8.9%。而合成氣可采用焦化干氣進制氫車間中變器前轉化氣,將氫氣與一氧化碳分離,再經PSA吸附,分別得到氫氣和一氧化碳,再將其按1s1的比例混合,從而得到合成氣。或者單獨上合成氣制備裝置
目前,工業上生產丙酸主要有四種方法,即丙醛液相氧化法、雷泊(Reppe)高壓一步合成法、輕油氧化法和低碳烴氧化法。
輕油氧化法和低碳烴氧化法基本相同。此路線雖然原料來源廣泛且價格便宜,但由于反應生成物中組分復雜,使得分離提純部分必須采取特殊措施,如萃取、共沸蒸餾等,遠比其它方法流程長、投資大,再加此路線是以生產醋酸為主副產丙酸,裝置的開工率受制于醋酸市場的影響,因此該生產方法對于以主產品為丙酸的裝置是不適宜的。
雷泊一步合成法是以乙烯、一氧化碳和水為原料,在催化劑作用下反應,一步直接生搜慎成丙酸。該合成方法又分為高壓法和低壓法,但是由于低壓法至今尚未實現工業化,只有德國巴斯夫(BASF)高壓法用于工業生產。雷泊高壓一步合成法工藝過程僅為反應、分離、產品精制三部分,工藝流程較短、原料消耗少、產品成本較低,這是該法的最大優勢。但此法需高壓高溫,又有水存在,設備腐蝕嚴重,不僅設備制造和維修費高,而且操作相當困難,所以開工率較低,至今未能得以推廣。
丙醛在空氣或其它氧化劑存在下很容易氧化成丙酸,因此丙醛液相氧化法生產丙酸反應條件溫和、襲侍轉化率和選擇性都比較高、腐蝕性輕且不需高壓設備,自美國聯碳公司于1975年建成丙醛丙酸生產裝置后,在世界各地迅速得到推廣,已成為生產丙酸的主要方法。此路線又可細分為有無催化劑、使用氧氣或空氣進行氧化等幾種情況。由于不用催化劑的各項指標與用催化劑的基本相同,但減少了催化劑配置和回收系統,更利于工業生產。至于使用氧氣氧化還是使用空氣氧化,雖然直接使用空氣氧化無氧氣供應問題,但與氧氣相比,空氣用量大大增加,除需要大功率空壓機外,氧化塔和尾氣冷凝吸收系統的設備都須增大,尾氣中丙醛、丙酸損失量也相應增加。因此一般情況下,最好采用氧氣氧化以減少氣量和損失量。同時采用氧化塔頂通氮氣, 自動檢測控制尾氣中氧含量在安全范圍內,純氧氧化是安全的。因此,丙酸生產以采用丙醛無催化劑液相純氧氧化的工藝技術路線較先進。我國由原化工部北京化工研究院和原化工部第六設計院共同開發的丙酸工藝技術路線即為此工藝技術路線,國內開發技術單位產品消耗指標已基本達到美國聯碳公司的消耗指標,已基本達到當前世界的先進水平。
丙醛液相氧化反應生成丙酸的主反應式為:
CH3CH2CHO+1/2O2→CH3CH2COOH
其工藝過程可分為氧化、精制、和丙醛回收三部分,現分別簡述如下。
(1)氧化
由丙醛生產單元送來的丙醛連續的進入氧化塔與氧氣進行液相氧化反應,反應熱由列管殼程的循環冷卻水移出,塔頂通入氮氣,以控制尾氣中含氧量在安全范圍內。反應后的氧化液中含有少量過酸,經過酸破壞器加熱使其分解,過酸破壞后的氧化液送到精制系統。
(2)精制
在精制系統,經過酸破壞后的氧化液,首先進入輕組分塔將低沸物從塔頂蒸出,冷凝后凝液大部分回流,小部分送丙醛回收塔,塔底粗丙酸送到丙酸精餾塔,塔頂得丙酸成品,塔釜液排入高沸物貯槽,定期送出統一回收處理。
(3)丙醛回收
從輕組分塔頂來的輕組分中含有丙醛,將其送入丙醛回收塔,從塔頂得到回收丙醛,返回氧化塔繼續使用,塔釜殘液同樣定期送出統一回收處理。
摘自
催化干氣稀乙烯制丙醛及丙醛市場前景
王彥偉 劉曉拍漏吵欣 徐舒言(中國石化石家莊煉油化工股份有限公司,050032)根據丙醛國內外生產和市場情況,從技術和經濟兩個方面探討了利用煉廠副產干氣生產丙醛的可行性,認為利用煉廠副產干氣生產丙醛在技術上是可靠的,在經濟上是可行的。建議有關煉廠可以建立規模為20 kt/a和采用國產技術的丙醛裝置。關鍵詞:催化裂化干氣 丙醛 生產 市場催化裂化干氣中含有氫氣、甲烷、乙烷、乙烯等組分,其中,乙烯的質量分數為12%~19%。對于無乙烯裝置的純煉油企業如何利用其中的乙烯,以生產高附加值的產品一直是煉油企業中的科技人員和管理人員所關注的課題。中國科學院大連化物所開發的催化裂化干氣直接制乙苯技術(工業化裝置在撫順石化公司)、北京大學等開發的催化裂化干氣稀乙烯提純制環氧乙烷技術(工業化裝置在濟南煉油廠)等都是成功的案例,本文擬就催化裂化干氣稀乙烯制丙醛的可行性進行分析。丙醛是一種重要的有機合成原料,外觀為無色透明易燃液體,有窒息性氣味,分子式C3H60,熔點-81 ℃,沸點49 ℃,相對密度0.870 1,折光率1.363 6,閃點-9 ℃,大鼠口服LD50為1.4 g/kg,溶于水,可與醇和醚混溶。主要用于生產丙酸、丙醇、三羥基甲基乙烷等中間體,廣泛應用于橡膠、油漆、塑料、醫藥、香料、農業、食品、輕紡、飼料等行業。1 丙醛的主要用途以環烷酸鈷、環烷酸錳、醋酸銅、鉻酸銅等為催化劑,在溫度6O ℃左右,丙醛進行常壓氧化反應生成丙酸,丙酸是一種重要的精細化學品,也是生產其他精細化學品的重要中間體,用途十分廣泛。丙酸及其鹽類用于防止谷物結塊、糧食保鮮、飼料防腐等效果十分顯著。用丙酸可制取有機化工原料及中間體丙酸酐、丙酰氯、α-氯丙酸、2,2-二氨基丙酸和α-溴丙酸等。丙酸酐可制得抗癌藥丙酸羥甲雄酮、抗生素丙酸角沙霉素、無味紅霉素、睪丸丙酸酯等,可用作香料酯化劑、硫化反應和硝化反應的脫水劑,用于醇酸樹脂和染料;由丙酰氯可制得利膽醇、苯乙醇、甲妥因等;α-氯丙酸可用作合成除草劑的中間體,也可用作有機合成原料。丙酸和乙苯基汞反應生成的丙酸苯基汞是一種良好的涂料殺菌劑。甘油三丙酸是香煙過濾嘴的增塑劑。丙酸銨能降低粘度,可用作照相技術中鹵化銀膠乳的濕潤劑。丙酸鋅和丙酸鉻可用作生產對苯二甲酸酯的聚酯類用催化劑。在香料工業上,丙酸可用于制取香料丙酸異戊酯、芳樟酯、丙酸香葉酯、丙酸乙酯、丙酸芐酯等;由丙酸、醋酸和纖維素反應可生產用作薄膜、牙刷柄、毛刷柄和眼鏡框的醋酸丙酸纖維素;含丙酸鈣15%的散劑、含丙酸鈣12.3%的軟膏或溶液,可治療皮膚寄生性霉菌引起的疾病,亦可用作醫藥中間體。此外,丙酸還可用于制備維生素B6、用作電鍍助劑、乳化劑、硝酸纖維素溶劑等。
以丙醛和多聚甲醛為原料,在堿性條件下加熱制得的1,1,1-三羥甲基乙烷,可用來制造清漆、醇酸樹脂、氨基醇酸烘漆以及聚酯樹脂、合成干性油等。丙醛和甲醛反應得二羥甲基丙醛,再用雙氧水氧化可制得二羥甲基丙酸,它主要用作聚氨酯乳液的優良穩定劑,加入后乳液儲存期可由不到半年延長至1年以上。由丙醛經加氫制得的丙醇,在醫藥工業中可用于生產丙磺舒、丙戊酸鈉、紅霉素、癲健安、粘合止血劑BCA、丙谷胺、2,5-吡啶二甲酸二丙酯等。由丙醇合成的酯可用作食品添加劑、增塑劑、香料等。由丙醇衍生的胺類化合物可用于生產農藥安磺靈、菌達滅、異丙樂靈、滅草猛、磺樂靈、氟樂靈等。丙醇還用于生產醋酸丙酯、乙二醇醚和直接作為溶劑,用于生產正丙胺等。丙醛經縮合得到的2-甲基2-戊烯醛是一種重要的有機合成中間體,在有機合成中應用廣泛。此外,丙醛還廣泛用于生產脂肪烴的單體、多氧化物、胺類等,用作塑料、橡膠加工助劑、染料添加劑、聚合物鏈傳遞劑及乳液穩定劑等。2 丙醛生產工藝路線丙醛自20世紀50年代實現工業化生產以來,研制開發出許多種制備方法。目前生產方法主要有羰基合成法、丙醇氧化法、環氧丙烷異構化法、烯醛加氫法和副產法。2.1 羰基合成或乙烯氫甲酰化法該法是以乙烯、一氧化碳、氫氣為原料,以鈷和銠膦絡合物為催化劑,反應溫度100 ℃,壓力為1.27~1.47 MPa條件下反應生成丙醛,收率可達到94%。自1975年美國聯合碳化物公司采用該法建成第一個年產45 kt丙醛的大型生產裝置后,羰基合成法已逐漸成為生產丙醛的主要方法和發展方向。該法的主要特點是產品純度高,無異構體產生,分離簡便。目前國外大部分廠家采用此法進行生產。它又可分為以Co為催化劑的高壓羰基合成法和以銠膦(Rh-P)為催化劑的低壓羰基合成法。與高壓法相比,乙烯轉化率達97%,丙醛收率95%,加氫產物乙烷達3%,催化劑活性高、選擇性好,反應條件溫和,生產過程中不產生腐蝕性介質,原料及公用工程消耗低,設備投資費用少,該項技術成熟。盡管國外把以乙烷為原料生產丙醛研究作為科研方向,但相信在未來一定時間內,乙烯低壓羰基合成法工藝技術或已改進的乙烯低壓羰基合成法工藝技術仍然是市場的主角。
2.2 其他生產方法其他的生產方法包括采用丙醇、重鉻酸鉀、稀硫酸的丙醇氧化法,以鉻釩為催化劑的環氧丙烷異構化法,丙烯醛加氫法和丙烯氧化制丙酮副產丙醛法等。因規模較小,收率低,成本高,有淘汰危險。3 丙醛的生產及消費結構3.1 國外丙醛的生產能力及消費結構目前,世界丙醛的總生產能力約為250 kt/a,總消費量約為200 kt/a,年均增長率為2.5%,其中美國約為180 kt/a,年均增長率為2.6%,西歐為18 kt/a,年均增長率為1.8%,日本約為1 kt/a,消費量變化很小。國外丙醛主要生產廠家情況見表1。表1 國外丙醛的生產情況
國家 公司名稱 生產能力/kt.a-1 生產工藝
美國 Eastman Kodak 60 銠催化劑羰基化法
Hoechst-celanese 45.4 銠催化劑羰基化法
Union Carbide 92 銠催化劑羰基化法
德國 BASF 25 鈷催化劑羰基化法
Hoechst AG 18 鈷催化劑羰基化法
日本 三菱油化 1.4 丙烯氧化制丙酮副產法
協和化學 1.1 丙烯氧化制丙酮副產法
合計 243
美國是世界上最大的丙醛生產和消費國,其生產能力為222.4 kt/a,消費量約為183 kt/a,占世界丙醛消費總量的90%以上,年均增長率為2.6%。美國的丙醛主要用于生產丙醇和丙酸。其中用于丙醇的比例為65.6%~68.6%,用于丙酸的比例為27.1%~30.3%,用于三羥甲基乙烷的比例為2.5%~2.6%,其他為1.6%~1.9%。美國丙酸主要用作飼料防腐劑,飼料包括干草、青飼料和谷物。在食品方面,主要用于烘烤食品和干酪。丙酸在除草劑、醋酸丙酸纖維素和藥物合成中用作中間體,用作烷基丙酸酯的溶劑。少量丙酸酯用作調味品和香料。保存飼料和糧食用占45%,制丙酸鈣和丙酸鈉用占21%,除草劑用占19%,醋酸丙酸纖維素(CAP:Cellulose Acetate Propionate)用占11%,其他用途占4%。
在西歐,丙醛主要生產公司是德國BASF公司,產量為13 kt左右,產品主要用于生產丙醇,其他用于生產LDPE改性劑等。西歐的丙酸不是由丙醛生產的,因此西歐丙醛的消費量不大。預計今后幾年西歐丙醛的消費量將以年均2%~3%的速度增長。日本丙醛主要用來生產三羥甲基乙烷,少量用來生產丙酸酯。3.2 國內丙醛生產及消費結構我國丙醛生產基本上屬于空白,進口也很少,由于丙醛常溫下易氧化,必須在低溫保護下貯存,故只能進口下游產品(如丙酸、丙醇等)。一些必須以丙醛為原料的企業,只得自建小裝置生產丙醛備用,如江蘇太倉苗苗香料廠年產丙醛約150 t,重慶西南第二制藥廠生產能力約80 t/a。盡管如此我國自1994年以來,每年進口量都在20 kt以上。近幾年我國丙醛下游產品丙酸等進口情況見表2。而目前我國丙酸僅有撫順化工三廠、上海試劑一廠、重慶化學試劑廠、黑龍江肇東化工廠、山東東營懇利化肥廠和湖北全昌公司等少數廠家生產,總產量每年僅幾百噸,由于原料供應緊張、設備腐蝕嚴重相繼停產,遠遠不能滿足實際生產的需求。表2 近幾年我國丙醛下游產品進口情況
年份 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001
丙酸 7 918 6 543 6 162 7 835 9 107 10 035 10 078
丙酸鹽及酯 1 101 955 1 554 1 099 1 585 2 826 3 109
4 項目可行性4.1 原料優勢對于如石家莊煉廠這種純煉油無乙烯裝置的煉廠,乙烯原料可采用催化干氣中稀乙烯。石煉催化干氣的典型組成為(體積百分比):氫氣55.31%,一氧化碳0.25%,乙烯含量8.9%。而合成氣可采用焦化干氣進制氫車間中變器前轉化氣,將氫氣與一氧化碳分離,再經PSA吸附,分別得到氫氣和一氧化碳,再將其按1s1的比例混合,從而得到合成氣。或者單獨上合成氣制備裝置,利用重油
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丙醛氧化成丙酸的活化能是多少
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輕油氧化法和低碳烴氧化法基本相同。此路線雖然原料來源廣泛且價格便宜,但由于反應生成物中組分復雜,使得分離提純部分必須采取特殊措施,如萃取、共沸蒸餾等,遠比其它方法流程長、投資大,再加此路線是以生產醋酸為主副產丙酸,裝置的開工率受制于醋酸市場的影響,因此該生產方法對于以主產品為丙酸的裝置是不適宜的。
雷泊一步合成法是以乙烯、一氧化碳和水為原料,在催化劑作用下反應,一步直接生成丙酸。該合成方法又分為高壓法和低壓法,但是由于低壓法至今尚未實現工業化,只有德國巴斯夫(BASF)高壓法用于工業生產。雷泊高壓一步合成法工藝過程僅為反應、分離、產品精制三部分,工藝流程較短、原料消耗少、產品成本較低,這是該法的最大優勢。但此法需高壓高溫,又有水存在,設備腐蝕嚴重,不僅設備制造和維修費高,而且操作相當困難,所以開工率較低,至今未能得以推廣。
丙醛在空氣或其它氧化劑存在下很容易氧化成丙酸,因此丙醛液相氧化法生產丙酸反應條件溫和、轉化率和選擇性都比較高、腐蝕性輕且不需高壓設備,自美國聯碳公司于1975年建成丙醛丙酸生產裝置后,在世界各地迅速得到推廣,已成為生產丙酸的主要方法。此路線又可細分為有無催化劑、使用氧氣或空氣進行氧化等幾種情況。由于不用催化劑的各項指標與用催化劑的基本相同,但減少了催化劑配置和回收系統,更利于工業生產。至于使用氧氣氧化還是使用空氣氧化,雖然直兄空基接使用空氣氧化無氧氣供應問題,但與氧氣相比,空氣用量大大增加,除需要大功率空壓機外,氧化塔和尾氣冷凝吸收系統的設備都須增大,尾氣中丙醛、丙酸損失量也相應增加。因此一般情況下,最好采用氧氣氧化以減少氣量和損失量。同時采用氧化塔頂通氮氣, 自動檢測控制尾氣中氧含量在安全范圍內,純氧氧化是安全的。因此,丙酸生產以采用丙醛無虧銷催化劑液相純氧氧化的工藝技術路線較先進。我國由原化工部北京化工研究院和原化工部第六設計院共同開發的丙酸工藝技術路線即為此工藝技術路線,國內開發技術單位產品消耗指標已基本達到美國聯碳公司的消耗指標,已基本達到當前世界的先進水平。
丙醛液相氧化反應生成丙酸的主反應式為:
CH3CH2CHO+1/2O2→CH3CH2COOH
其工藝過程可分為氧化、精制、和丙醛回收三部分,現分別簡述如下。
(1)氧化
由丙醛生產單元送來的丙醛連續的進入氧化塔與氧氣進行液相氧化反應,反應熱由列管殼程的循環冷卻水移出,塔頂通入氮氣,以控制尾氣中含氧量在安全范圍內。反應后的氧化液中含有少量過酸,經過酸破壞器加熱使其分解,過酸破壞后的氧化液送到精制系統。
(2)精制
在精制系統,經過酸破壞后的氧化液,首先進入輕組分塔將低沸物從塔頂蒸出,冷凝后凝液大部分回流,小部分送丙醛回收塔,塔底粗丙酸送到丙酸精餾塔,塔頂得丙酸成品,塔釜液排入高沸物貯槽,定期送出統一回收處理。
(3)丙醛回收
從輕組分塔頂來的輕組分中含有丙醛,將其送入丙醛回收塔,從塔頂得到回收丙醛,返回氧化塔繼續使用,塔釜殘液同樣定期送出統一回收處理。
摘自
催化干氣稀乙烯制丙醛及丙醛市場前景羨謹
王彥偉 劉曉欣 徐舒言(中國石化石家莊煉油化工股份有限公司,050032)根據丙醛國內外生產和市場情況,從技術和經濟兩個方面探討了利用煉廠副產干氣生產丙醛的可行性,認為利用煉廠副產干氣生產丙醛在技術上是可靠的,在經濟上是可行的。建議有關煉廠可以建立規模為20 kt/a和采用國產技術的丙醛裝置。關鍵詞:催化裂化干氣 丙醛 生產 市場催化裂化干氣中含有氫氣、甲烷、乙烷、乙烯等組分,其中,乙烯的質量分數為12%~19%。對于無乙烯裝置的純煉油企業如何利用其中的乙烯,以生產高附加值的產品一直是煉油企業中的科技人員和管理人員所關注的課題。中國科學院大連化物所開發的催化裂化干氣直接制乙苯技術(工業化裝置在撫順石化公司)、北京大學等開發的催化裂化干氣稀乙烯提純制環氧乙烷技術(工業化裝置在濟南煉油廠)等都是成功的案例,本文擬就催化裂化干氣稀乙烯制丙醛的可行性進行分析。丙醛是一種重要的有機合成原料,外觀為無色透明易燃液體,有窒息性氣味,分子式C3H60,熔點-81 ℃,沸點49 ℃,相對密度0.870 1,折光率1.363 6,閃點-9 ℃,大鼠口服LD50為1.4 g/kg,溶于水,可與醇和醚混溶。主要用于生產丙酸、丙醇、三羥基甲基乙烷等中間體,廣泛應用于橡膠、油漆、塑料、醫藥、香料、農業、食品、輕紡、飼料等行業。1 丙醛的主要用途以環烷酸鈷、環烷酸錳、醋酸銅、鉻酸銅等為催化劑,在溫度6O ℃左右,丙醛進行常壓氧化反應生成丙酸,丙酸是一種重要的精細化學品,也是生產其他精細化學品的重要中間體,用途十分廣泛。丙酸及其鹽類用于防止谷物結塊、糧食保鮮、飼料防腐等效果十分顯著。用丙酸可制取有機化工原料及中間體丙酸酐、丙酰氯、α-氯丙酸、2,2-二氨基丙酸和α-溴丙酸等。丙酸酐可制得抗癌藥丙酸羥甲雄酮、抗生素丙酸角沙霉素、無味紅霉素、睪丸丙酸酯等,可用作香料酯化劑、硫化反應和硝化反應的脫水劑,用于醇酸樹脂和染料;由丙酰氯可制得利膽醇、苯乙醇、甲妥因等;α-氯丙酸可用作合成除草劑的中間體,也可用作有機合成原料。丙酸和乙苯基汞反應生成的丙酸苯基汞是一種良好的涂料殺菌劑。甘油三丙酸是香煙過濾嘴的增塑劑。丙酸銨能降低粘度,可用作照相技術中鹵化銀膠乳的濕潤劑。丙酸鋅和丙酸鉻可用作生產對苯二甲酸酯的聚酯類用催化劑。在香料工業上,丙酸可用于制取香料丙酸異戊酯、芳樟酯、丙酸香葉酯、丙酸乙酯、丙酸芐酯等;由丙酸、醋酸和纖維素反應可生產用作薄膜、牙刷柄、毛刷柄和眼鏡框的醋酸丙酸纖維素;含丙酸鈣15%的散劑、含丙酸鈣12.3%的軟膏或溶液,可治療皮膚寄生性霉菌引起的疾病,亦可用作醫藥中間體。此外,丙酸還可用于制備維生素B6、用作電鍍助劑、乳化劑、硝酸纖維素溶劑等。
以丙醛和多聚甲醛為原料,在堿性條件下加熱制得的1,1,1-三羥甲基乙烷,可用來制造清漆、醇酸樹脂、氨基醇酸烘漆以及聚酯樹脂、合成干性油等。丙醛和甲醛反應得二羥甲基丙醛,再用雙氧水氧化可制得二羥甲基丙酸,它主要用作聚氨酯乳液的優良穩定劑,加入后乳液儲存期可由不到半年延長至1年以上。由丙醛經加氫制得的丙醇,在醫藥工業中可用于生產丙磺舒、丙戊酸鈉、紅霉素、癲健安、粘合止血劑BCA、丙谷胺、2,5-吡啶二甲酸二丙酯等。由丙醇合成的酯可用作食品添加劑、增塑劑、香料等。由丙醇衍生的胺類化合物可用于生產農藥安磺靈、菌達滅、異丙樂靈、滅草猛、磺樂靈、氟樂靈等。丙醇還用于生產醋酸丙酯、乙二醇醚和直接作為溶劑,用于生產正丙胺等。丙醛經縮合得到的2-甲基2-戊烯醛是一種重要的有機合成中間體,在有機合成中應用廣泛。此外,丙醛還廣泛用于生產脂肪烴的單體、多氧化物、胺類等,用作塑料、橡膠加工助劑、染料添加劑、聚合物鏈傳遞劑及乳液穩定劑等。2 丙醛生產工藝路線丙醛自20世紀50年代實現工業化生產以來,研制開發出許多種制備方法。目前生產方法主要有羰基合成法、丙醇氧化法、環氧丙烷異構化法、烯醛加氫法和副產法。2.1 羰基合成或乙烯氫甲酰化法該法是以乙烯、一氧化碳、氫氣為原料,以鈷和銠膦絡合物為催化劑,反應溫度100 ℃,壓力為1.27~1.47 MPa條件下反應生成丙醛,收率可達到94%。自1975年美國聯合碳化物公司采用該法建成第一個年產45 kt丙醛的大型生產裝置后,羰基合成法已逐漸成為生產丙醛的主要方法和發展方向。該法的主要特點是產品純度高,無異構體產生,分離簡便。目前國外大部分廠家采用此法進行生產。它又可分為以Co為催化劑的高壓羰基合成法和以銠膦(Rh-P)為催化劑的低壓羰基合成法。與高壓法相比,乙烯轉化率達97%,丙醛收率95%,加氫產物乙烷達3%,催化劑活性高、選擇性好,反應條件溫和,生產過程中不產生腐蝕性介質,原料及公用工程消耗低,設備投資費用少,該項技術成熟。盡管國外把以乙烷為原料生產丙醛研究作為科研方向,但相信在未來一定時間內,乙烯低壓羰基合成法工藝技術或已改進的乙烯低壓羰基合成法工藝技術仍然是市場的主角。
2.2 其他生產方法其他的生產方法包括采用丙醇、重鉻酸鉀、稀硫酸的丙醇氧化法,以鉻釩為催化劑的環氧丙烷異構化法,丙烯醛加氫法和丙烯氧化制丙酮副產丙醛法等。因規模較小,收率低,成本高,有淘汰危險。3 丙醛的生產及消費結構3.1 國外丙醛的生產能力及消費結構目前,世界丙醛的總生產能力約為250 kt/a,總消費量約為200 kt/a,年均增長率為2.5%,其中美國約為180 kt/a,年均增長率為2.6%,西歐為18 kt/a,年均增長率為1.8%,日本約為1 kt/a,消費量變化很小。國外丙醛主要生產廠家情況見表1。表1 國外丙醛的生產情況
輕油氧化法和低碳烴氧化法基本相同。此路線雖然原料來源廣泛且價格便宜,但由于反應生成物中組分復雜,使得分離提純部分必須采取特殊措施,如萃取、共沸蒸餾等,遠比其它方法流程長、投資大,再加此路線是以生產醋酸為主副產丙酸,裝置的開工率受制于醋酸市場的影響,因此該生產方法對于以主產品為丙酸的裝置是不適宜的。
雷泊一步合成法是以乙烯、一氧化碳和水為原料,在催化劑作用下反應,一步直接生成丙酸。該合成方法又分為高壓法和低壓法,但是由于低壓法至今尚未實現工業化,只有德國巴斯夫(BASF)高壓法用于工業生產。雷泊高壓一步合成法工藝過程僅為反應、分離、產品精制三部分,工藝流程較短、原料消耗少、產品成本較低,這是該法的最大優勢。但此法需高壓高溫,又有水存在,設備腐蝕嚴重,不僅設備制造和維修費高,而且操作相當困難,所以開工率較低,至今未能得以推廣。
丙醛在空氣或其它氧化劑存在下很容易氧化成丙酸,因此丙醛液相氧化法生產丙酸反應條件溫和、轉化率和選擇性都比較高、腐蝕性輕且不需高壓設備,自美國聯碳公司于1975年建成丙醛丙酸生產裝置后,在世界各地迅速得到推廣,已成為生產丙酸的主要方法。此路線又可細分為有無催化劑、使用氧氣或空氣進行氧化等幾種情況。由于不用催化劑的各項指標與用催化劑的基本相同,但減少了催化劑配置和回收系統,更利于工業生產。至于使用氧氣氧化還是使用空氣氧化,雖然直接使用空氣氧化無氧氣供應問題,但與氧氣相比,空氣用量大大增加,除需要大功率空壓機外,氧化塔和尾氣冷凝吸收系統的設備都須增大,尾氣中丙醛、丙酸損失量笑態也相應增加。因此一般情況下,最好采用氧氣氧化以減少氣量和損失量。同時采用氧化塔頂通氮氣, 自動檢測控制尾氣中氧含量在安全范圍內,純氧氧化是安全的。因此,丙酸生產以采用丙醛無催化劑液相純氧氧化的工藝技術路線較先進。我國由原化工部北京化工研究院和原化工部第六設計院共同開發的丙酸工藝技術路線即為此工藝技術路線,國內開發技術單位產品消耗指標已基本達到美國聯碳公司的消耗指標,已基本達到當前世界的先進水平。
丙醛液相氧化反應生成丙酸的主反應式為:
CH3CH2CHO+1/2O2→CH3CH2COOH
其工藝過程可分為氧化、精制、和丙醛回收三部分,現分別簡述如下。
(1)氧化
由丙醛生產單元送來的丙醛連續的進入氧化塔與氧氣進行液相氧化反應,反應熱由列管殼程的循環冷卻水移出,塔頂通入氮氣,以控制尾氣中含氧量在安全范圍內。反應后的氧化液中含有少量過酸,經過酸破壞器加熱使其分解,過酸破壞后的氧化液送到精制系統。
(2)精制
在精制系統,經過酸破壞后的氧化液,首先進入輕組分塔將低沸物從塔頂蒸出,冷凝后凝液大部分回流,小部分送丙醛回收塔,塔底粗丙酸送到丙酸精餾塔,塔頂得丙酸成品,塔釜液排入高沸物貯槽,定期送出統一回收處理。
(3)丙醛回收
從輕組分塔頂來的輕組分中含有丙醛,將其送入丙醛回收塔,從塔頂得到回收丙醛,返回氧化塔繼續使用,塔釜殘液同樣定期送出統一回收處理。
摘自
催化干氣稀乙烯制丙醛及丙醛市場前景
王彥偉 劉曉欣 徐舒言(中國石化石家莊煉油化工股份有限公司,050032)根據丙醛國內外生產和市場情況,從技術和經濟兩個方面探討了利用煉廠副產干氣生產丙醛的可行性,認為利用煉廠副產干氣生產丙醛在技術上是可靠的,在經濟上是可行的。建議有關煉廠可以建立規模為20 kt/a和采用國產技術的丙醛裝置。關鍵詞:催化裂化干氣 丙帆空醛 生產 市場催化裂化干氣中含有氫氣、甲烷、乙烷、乙烯等組分,其中,乙烯的質量分數為12%~19%。對于態升瞎無乙烯裝置的純煉油企業如何利用其中的乙烯,以生產高附加值的產品一直是煉油企業中的科技人員和管理人員所關注的課題。中國科學院大連化物所開發的催化裂化干氣直接制乙苯技術(工業化裝置在撫順石化公司)、北京大學等開發的催化裂化干氣稀乙烯提純制環氧乙烷技術(工業化裝置在濟南煉油廠)等都是成功的案例,本文擬就催化裂化干氣稀乙烯制丙醛的可行性進行分析。丙醛是一種重要的有機合成原料,外觀為無色透明易燃液體,有窒息性氣味,分子式C3H60,熔點-81 ℃,沸點49 ℃,相對密度0.870 1,折光率1.363 6,閃點-9 ℃,大鼠口服LD50為1.4 g/kg,溶于水,可與醇和醚混溶。主要用于生產丙酸、丙醇、三羥基甲基乙烷等中間體,廣泛應用于橡膠、油漆、塑料、醫藥、香料、農業、食品、輕紡、飼料等行業。1 丙醛的主要用途以環烷酸鈷、環烷酸錳、醋酸銅、鉻酸銅等為催化劑,在溫度6O ℃左右,丙醛進行常壓氧化反應生成丙酸,丙酸是一種重要的精細化學品,也是生產其他精細化學品的重要中間體,用途十分廣泛。丙酸及其鹽類用于防止谷物結塊、糧食保鮮、飼料防腐等效果十分顯著。用丙酸可制取有機化工原料及中間體丙酸酐、丙酰氯、α-氯丙酸、2,2-二氨基丙酸和α-溴丙酸等。丙酸酐可制得抗癌藥丙酸羥甲雄酮、抗生素丙酸角沙霉素、無味紅霉素、睪丸丙酸酯等,可用作香料酯化劑、硫化反應和硝化反應的脫水劑,用于醇酸樹脂和染料;由丙酰氯可制得利膽醇、苯乙醇、甲妥因等;α-氯丙酸可用作合成除草劑的中間體,也可用作有機合成原料。丙酸和乙苯基汞反應生成的丙酸苯基汞是一種良好的涂料殺菌劑。甘油三丙酸是香煙過濾嘴的增塑劑。丙酸銨能降低粘度,可用作照相技術中鹵化銀膠乳的濕潤劑。丙酸鋅和丙酸鉻可用作生產對苯二甲酸酯的聚酯類用催化劑。在香料工業上,丙酸可用于制取香料丙酸異戊酯、芳樟酯、丙酸香葉酯、丙酸乙酯、丙酸芐酯等;由丙酸、醋酸和纖維素反應可生產用作薄膜、牙刷柄、毛刷柄和眼鏡框的醋酸丙酸纖維素;含丙酸鈣15%的散劑、含丙酸鈣12.3%的軟膏或溶液,可治療皮膚寄生性霉菌引起的疾病,亦可用作醫藥中間體。此外,丙酸還可用于制備維生素B6、用作電鍍助劑、乳化劑、硝酸纖維素溶劑等。
以丙醛和多聚甲醛為原料,在堿性條件下加熱制得的1,1,1-三羥甲基乙烷,可用來制造清漆、醇酸樹脂、氨基醇酸烘漆以及聚酯樹脂、合成干性油等。丙醛和甲醛反應得二羥甲基丙醛,再用雙氧水氧化可制得二羥甲基丙酸,它主要用作聚氨酯乳液的優良穩定劑,加入后乳液儲存期可由不到半年延長至1年以上。由丙醛經加氫制得的丙醇,在醫藥工業中可用于生產丙磺舒、丙戊酸鈉、紅霉素、癲健安、粘合止血劑BCA、丙谷胺、2,5-吡啶二甲酸二丙酯等。由丙醇合成的酯可用作食品添加劑、增塑劑、香料等。由丙醇衍生的胺類化合物可用于生產農藥安磺靈、菌達滅、異丙樂靈、滅草猛、磺樂靈、氟樂靈等。丙醇還用于生產醋酸丙酯、乙二醇醚和直接作為溶劑,用于生產正丙胺等。丙醛經縮合得到的2-甲基2-戊烯醛是一種重要的有機合成中間體,在有機合成中應用廣泛。此外,丙醛還廣泛用于生產脂肪烴的單體、多氧化物、胺類等,用作塑料、橡膠加工助劑、染料添加劑、聚合物鏈傳遞劑及乳液穩定劑等。2 丙醛生產工藝路線丙醛自20世紀50年代實現工業化生產以來,研制開發出許多種制備方法。目前生產方法主要有羰基合成法、丙醇氧化法、環氧丙烷異構化法、烯醛加氫法和副產法。2.1 羰基合成或乙烯氫甲酰化法該法是以乙烯、一氧化碳、氫氣為原料,以鈷和銠膦絡合物為催化劑,反應溫度100 ℃,壓力為1.27~1.47 MPa條件下反應生成丙醛,收率可達到94%。自1975年美國聯合碳化物公司采用該法建成第一個年產45 kt丙醛的大型生產裝置后,羰基合成法已逐漸成為生產丙醛的主要方法和發展方向。該法的主要特點是產品純度高,無異構體產生,分離簡便。目前國外大部分廠家采用此法進行生產。它又可分為以Co為催化劑的高壓羰基合成法和以銠膦(Rh-P)為催化劑的低壓羰基合成法。與高壓法相比,乙烯轉化率達97%,丙醛收率95%,加氫產物乙烷達3%,催化劑活性高、選擇性好,反應條件溫和,生產過程中不產生腐蝕性介質,原料及公用工程消耗低,設備投資費用少,該項技術成熟。盡管國外把以乙烷為原料生產丙醛研究作為科研方向,但相信在未來一定時間內,乙烯低壓羰基合成法工藝技術或已改進的乙烯低壓羰基合成法工藝技術仍然是市場的主角。
2.2 其他生產方法其他的生產方法包括采用丙醇、重鉻酸鉀、稀硫酸的丙醇氧化法,以鉻釩為催化劑的環氧丙烷異構化法,丙烯醛加氫法和丙烯氧化制丙酮副產丙醛法等。因規模較小,收率低,成本高,有淘汰危險。3 丙醛的生產及消費結構3.1 國外丙醛的生產能力及消費結構目前,世界丙醛的總生產能力約為250 kt/a,總消費量約為200 kt/a,年均增長率為2.5%,其中美國約為180 kt/a,年均增長率為2.6%,西歐為18 kt/a,年均增長率為1.8%,日本約為1 kt/a,消費量變化很小。國外丙醛主要生產廠家情況見表1。表1 國外丙醛的生產情況
國家 公司名稱 生產能力/kt.a-1 生產工藝
美國 Eastman Kodak 60 銠催化劑羰基化法
Hoechst-celanese 45.4 銠催化劑羰基化法
Union Carbide 92 銠催化劑羰基化法
德國 BASF 25 鈷催化劑羰基化法
Hoechst AG 18 鈷催化劑羰基化法
日本 三菱油化 1.4 丙烯氧化制丙酮副產法
協和化學 1.1 丙烯氧化制丙酮副產法
合計 243
美國是世界上最大的丙醛生產和消費國,其生產能力為222.4 kt/a,消費量約為183 kt/a,占世界丙醛消費總量的90%以上,年均增長率為2.6%。美國的丙醛主要用于生產丙醇和丙酸。其中用于丙醇的比例為65.6%~68.6%,用于丙酸的比例為27.1%~30.3%,用于三羥甲基乙烷的比例為2.5%~2.6%,其他為1.6%~1.9%。美國丙酸主要用作飼料防腐劑,飼料包括干草、青飼料和谷物。在食品方面,主要用于烘烤食品和干酪。丙酸在除草劑、醋酸丙酸纖維素和藥物合成中用作中間體,用作烷基丙酸酯的溶劑。少量丙酸酯用作調味品和香料。保存飼料和糧食用占45%,制丙酸鈣和丙酸鈉用占21%,除草劑用占19%,醋酸丙酸纖維素(CAP:Cellulose Acetate Propionate)用占11%,其他用途占4%。
在西歐,丙醛主要生產公司是德國BASF公司,產量為13 kt左右,產品主要用于生產丙醇,其他用于生產LDPE改性劑等。西歐的丙酸不是由丙醛生產的,因此西歐丙醛的消費量不大。預計今后幾年西歐丙醛的消費量將以年均2%~3%的速度增長。日本丙醛主要用來生產三羥甲基乙烷,少量用來生產丙酸酯。3.2 國內丙醛生產及消費結構我國丙醛生產基本上屬于空白,進口也很少,由于丙醛常溫下易氧化,必須在低溫保護下貯存,故只能進口下游產品(如丙酸、丙醇等)。一些必須以丙醛為原料的企業,只得自建小裝置生產丙醛備用,如江蘇太倉苗苗香料廠年產丙醛約150 t,重慶西南第二制藥廠生產能力約80 t/a。盡管如此我國自1994年以來,每年進口量都在20 kt以上。近幾年我國丙醛下游產品丙酸等進口情況見表2。而目前我國丙酸僅有撫順化工三廠、上海試劑一廠、重慶化學試劑廠、黑龍江肇東化工廠、山東東營懇利化肥廠和湖北全昌公司等少數廠家生產,總產量每年僅幾百噸,由于原料供應緊張、設備腐蝕嚴重相繼停產,遠遠不能滿足實際生產的需求。表2 近幾年我國丙醛下游產品進口情況
年份 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001
丙酸 7 918 6 543 6 162 7 835 9 107 10 035 10 078
丙酸鹽及酯 1 101 955 1 554 1 099 1 585 2 826 3 109
4 項目可行性4.1 原料優勢對于如石家莊煉廠這種純煉油無乙烯裝置的煉廠,乙烯原料可采用催化干氣中稀乙烯。石煉催化干氣的典型組成為(體積百分比):氫氣55.31%,一氧化碳0.25%,乙烯含量8.9%。而合成氣可采用焦化干氣進制氫車間中變器前轉化氣,將氫氣與一氧化碳分離,再經PSA吸附,分別得到氫氣和一氧化碳,再將其按1s1的比例混合,從而得到合成氣。或者單獨上合成氣制備裝置,利用重油
2013年9月宴前26日丙醛氧化制丙酸第232005年11摘要:以丙醛為原料,乙酸鈷為催化劑,六偏磷酸鈉為助催化劑,將丙醛氧化可...
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丙醛 - 百度文庫
8頁發布羨凳時間: 2022年05月22日
能得以推廣。 丙醛在空氣或其它氧化劑存在下很容易氧化成丙酸,因此丙醛液相氧化 法生產丙酸反應條件溫和、轉化率和...
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