电子教案与课件：《化工工艺学》 4.21 丁醇和辛醇生产工艺流程
丁辛醇生产工艺
丁辛醇生产工艺丁辛醇的生产工艺有两种路线～一种是以乙醛为原料～巴豆醛缩合加氢法,另一种是以丙烯、合成气为原料的低压羰基合成法～该法是当今国际上最为先进的技术之一～目前世界丁辛醇70%是由丙烯羰基化法生产的。
它以丙烯、合成气为原料～经低压羰基合成生产粗丁醛～再经丁醛处理、缩合、加氢反应制得丁辛醇。
低压羰基合成法生产丁辛醇典型的流程包括:原料净化、羰基合成、丁醛精制、缩合、加氢、粗醇精馏等工序。
丁醛精制是指粗丁醛除去轻组分后在异构塔内精馏分离得正丁醛和异丁醛。
缩合是指正丁醛脱去重组分后进入缩合系统～在NaOH存在、120?和0.4MPa条件下～进行醛醛缩合生成辛烯醛(EPA)。
加氢一般是指正、异丁醛或混合丁醛或辛烯醛加氢生产相应的醇。
但是不论采用那一种方法～都必须经过丁烯醛/丁醛、辛烯醛加氢来制取丁醇和辛醇。
醛加氢是丁辛醇生产过程的重要组成部分～对丁辛醇的产品质量和生产过程的经济性都有很大的影响。
1丁辛醇加氢工艺路线丁醛加氢制备丁醇和辛烯醛加氢制备辛醇的工业化工艺路线主要有气相法和液相法两种。
液相加氢反应采用多段绝热固定床反应器～由于液相热容量较大～反应器内不用设置换热器。
根据反应条件～段间设置换热器移走反应热～防止醛的缩合反应。
BASF公司曾经采用过高压液相加氢～加氢的压力为25.33MPa。
高压加氢的唯一优点是氢气耗量较少～所用的液相加氢催化剂为70%Ni、25%Cu、5%Mn～该催化剂要求氢气分压不低于3.5MPa～所以总高压时～尾气的氢气浓度可降低～氢耗少。
但采用该高压工艺～原料氢气必须高压压缩～电耗大、设备费用大～目前已经被淘汰。
BASF公司和三菱化成工艺中醛的加氢采用中压液相加氢工艺～加氢压力为4.0-5.0MPa～加氢反应器形式采用填充床～反应温度为60-190?。
气相加氢法由于操作压力相对较低～工艺设备简单而被广泛应用。
目前～工业上丁辛醇装置上大多采用铜系催化剂气相加氢工艺。
如U.D.J联合工艺中采用低压气相加氢～压力为0.59-0.69MPa。
丁辛醇的生产工艺与技术路线的选择
丁/辛醇的生产工艺与技术路线的选择2.1 丁辛醇生产方法丁辛醇是随着石油化工、聚氯乙烯材料工业以及羰基合成工业技术的发展而迅速发展起来的。
丁辛醇的工业化生产方法主要有乙醛缩合法、发酵法、齐格勒法和羰基合成法等。
2.1.1乙醛缩合法二战期间，德国开发了乙醛缩合法(Aldo1)法。
……2.1.2发酵法发酵法是粮食或其它淀粉质农副产品，经水解得到发酵液，然后在丙酮-丁醇菌作用下，经发酵制得丁醇、丙酮及乙醇的混合物，通常的比例为……2.1.3齐格勒法齐格勒丁辛醇生产方法是以乙烯为原料，采用齐格勒法生产高级脂肪醇，同时副产丁醇的方法。
2.1.4羰基合成法……2.2 丁辛醇生产工艺技术比较及选择2.2.1 国外丁辛醇生产工艺对比……丁辛醇主要生产工艺的比较见表2.1。
表2.1 丁辛醇主要生产工艺的比较关于丁辛醇生产的几种主要工艺技术方法列表如下。
表2.2 丁辛醇工艺技术方案对比表2.2.2 国外丁辛醇生产工艺选择……2.3 丁辛醇合成工艺技术进展及发展趋势2.3.1 国外丁辛醇合成工艺技术进展丁醇和辛醇是用途广泛的重要精细化工原料，随着生产规模的不断扩大，丁辛醇技术发展重点集中在合成工艺和催化剂的研究和开发上，国外生产商改进丁辛醇合成工艺形成了各具特色的专有技术，引起了业内人士的极大关注。
……2.3.2 国内丁辛醇合成工艺技术进展……2.3.3 国内丁辛醇合成工艺技术发展趋势随着世界经济全球化及规模生产经济最大化，丁辛醇工业发展的重点将集中在催化剂的研究和开发上。
其技术发展趋势是:……2.4 丁辛醇质量指标2.4.1 丁醇质量指标工业正丁醇：执行标准：GB/T 6027/1998，该标准适用于合成法与发酵法生产的工业正丁醇。
要求：外观：透明液体，无可见杂质。
表2.3 正丁醇质量指标项目指标分析方法优等品一等品合格品色度，Hazen单位（铂-钴色号）≤10 15 GB/T3143密度（20℃）g/cm30.809～0.811 0.808～0.812 GB/T4472 沸程（0℃，101.325Kpa）包括（117.7℃），℃≤ 1.0 2.0 3.0 GB/T7534 正丁醇含量，% ≥99.5 99.0 98.0 色谱法硫酸显色试验（铂-钴色号）≤20 40 比色法酸度（以乙酸计），% ≤0.003 0.005 0.01 容量法水分，% ≤0.1 0.2 GB/T6283 蒸发残渣，% ≤0.003 0.005 0.01 重量法2.4.2 辛醇质量指标辛醇：执行标准：GB/T 6818/1993，本标准适用于由丙烯羰基合成法及乙醛缩合法制得的工业辛醇。
丁辛醇培训讲学
1. 生产丁醛过程中主、副反应（丙烯）
主： CH3CH=CH2 + H2 + CO
CH3CH2CH2CHO
副：
Байду номын сангаас
平行反应 a.异构醛 CH3CH=CH2 + H2 + CO CH3CH(CH3)CHO
b.加氢生成丙烷 CH3CH=CH2 + H2
CH3CH2CH3
连串反应：c.醛加氢生成醇
CH3CH2CH2CHO + H2
a.溶解催化剂
b.反应在气相中进行
c.移走反应热
第八章 丁辛醇
第二节 丁、辛醇的生产方法
一 生产过程：以丙烯为原料用氢甲酰化法生产(丁)辛醇， 主要包括下列三个反应过程：
1. 丙烯氢甲酰化合成丁醛：包括氢甲酰化反应，催化剂的 分离和醛的精制三个过程。
2. 丁醛在碱催化剂存在下缩合为辛烯醛。 3. 辛烯醛铜基催化加氢合成辛醇。包括加氢和产品精制
第八章 丁辛醇
（五）影响反应的因素 温度
T↑ ， r丁醛↑ ，正/异↓ ，重组分及醇↑催化剂失活速度↑ T不宜过高，T↓ ，催化剂活性低，用量大。
钴： 140－180℃ ，铑：100－110 ℃
压力
PCO ↑ ，r ↓ 总压不变： 1.8MPa
钴： PCO ↑ ，正/异↑ 铑： PCO ↑ ，正/异↓ PH2 ↑ ，r ↑ ，正/异↑ 溶剂
（3）氢酯化(与CO和ROH反应）
第八章 丁辛醇 第一节 概述
(一)丁辛醇性质、用途及合成途径
丁醇：无色透明油状液体，有微臭，沸点117.7℃ 辛醇（2-乙基己醇）：无色透明油状液体，有特臭，沸点185℃。
丁醇
邻 苯 二 甲 酸 二 丁醋酯酸、丁邻酯苯、二甲基甲丙酸烯酸丁酯 丁苄酯
正辛醇合成工艺流程_概述说明以及解释
正辛醇合成工艺流程概述说明以及解释1. 引言1.1 概述本篇长文旨在探讨正辛醇的合成工艺流程，并对其进行说明和解释。
正辛醇作为一种重要的有机化工产品，在化学、医药和日常生活等领域有广泛的应用。
因此，了解正辛醇的合成工艺流程及其相关技术变体和改进具有重要意义。
1.2 文章结构文章分为五个主要部分：引言、正辛醇合成工艺流程概述、正辛醇合成工艺解释、实验验证与结果分析以及结论和展望。
引言部分将介绍文章的整体目标和结构安排，为读者提供清晰的指导。
1.3 目的本篇长文的目的是系统地总结和阐述正辛醇合成工艺流程，并通过解释反应条件、催化剂选择以及反应机理等方面内容，深入探讨该过程。
同时，通过实验验证与结果分析，检验该工艺在实际操作中的可行性并对其优势和局限性进行评价。
最后，通过得出结论和展望，指出下一步研究的方向建议，促进该领域的发展。
以上就是“1. 引言”部分内容的详细清晰描述。
2. 正辛醇合成工艺流程概述2.1 正辛醇的用途和重要性正辛醇是一种重要的有机化学品，广泛应用于化学工业和日常生活中。
它可以被用作溶剂、溶媒和表面活性剂。
在某些行业，如油漆、涂料和清洁剂制造中，正辛醇也是必不可少的原料。
此外，正辛醇还可以用作药物合成的起始物质以及增塑剂。
2.2 工艺流程简介正辛醇的合成通常采用氢化反应来实现。
首先，选择适当的原料进行准备，通常使用丁烯作为起始材料。
然后，在特定的反应条件下，将丁烯与氢气通过催化剂进行反应，生成正辛醇。
2.3 工艺流程变体和改进随着科技进步和工艺优化需求，针对正辛醇合成工艺出现了一些变体和改进方法。
例如，引入新型催化剂或改变催化剂的载体材料可以提高反应效率和产品纯度。
此外，调节反应条件如温度、压力和反应时间等也可以对工艺流程进行改进。
这些变体和改进措施的引入可以进一步提高正辛醇合成的经济性和环境友好性。
总之，正辛醇合成工艺流程具有重要的意义和应用价值。
通过适当的原料选择、反应条件调节以及催化剂的运用，能够实现高效、低成本、高纯度的正辛醇产出。
化工工艺学课件第一章
两者相辅相承，密不可分
第12页，本讲稿共43页
1.1 化学工艺学的研究范畴
通过本课程的学习应做到：
在化工生产的理论与实践方面获得较为完整而清晰 的概念；
对化学工业概况有所了解，掌握化学工业与其它各
工业部门之间的关系； 了解化学工业的生产情况和发展趋势； 熟悉物理学、无机化学、有机化学和物理化学的某
甲乙酮
溶剂
烯
水合
仲丁醇
脱氢或氧化脱氢
丁二烯
第36页，本讲稿共43页
脱氢
正丁烯
深加工产品见上
正
异构化
丁
烷
氧化
异丁烷 顺酐、醋酸、乙醛、甲乙酮
蒸汽裂解
乙烯、丙烯、丁二烯等
异
烷基化
丁
脱氢
烷
蒸汽裂解
烷基化汽油
异丁烯
深加工产品见上
乙烯、丙烯、丁二烯等
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苯
加乙烯烷基化
加丙烯烷基化 加十二烯
设计环境友好新分子和新材料，使用无公害的原材料路线，开发 洁净、高效的新型反应、分离技术以及反应与分离集成技术，最终实 现零排放的绿色化学工艺，达到用新的反应与分离技术实现化学工业 的低能耗、无污染，同时研究天然产物分离纯化与合成。 高新技术用功能化学品的合成：
研制信息产业微电子用各类高纯化学品、航空航天用高能量密 度燃料，高效、高选择性催化材料，高性能膜材料，特种材料用单 体等，确保高新技术领域的发展需求。探索新型催化过程及机理， 研究界面反应与传递。
过程科学与工程技术：
开展分子热力学、过程系统工程、过程模拟放大等基础研究， 解决原型技术的工业放大。
第21页，本讲稿共43页
本学科五个稳定的研究方向：
丁醇和辛醇的生产工艺
② 催化剂和反应器
铜基催化剂 (气相加氢反应) (主要成分 CuO 和ZnO) 压力 0.6MPa； 温度 155℃ 反应器 管式固定床反应器(带有加热蒸发器，防止液体带入)
催化剂优点：加氢选择性好，副反应少，生产能力大；但催化剂力学性能差， 遇液体易破碎等。(即反应器外带有加热蒸发器)
4.20 丁醇和辛醇的生产工艺
① 乙醛为原料的路线 (如，乙醛发酵法和乙醛缩合法）现已淘汰 ② 丙烯为原料的路线（丙烯羰基合成法） (也称氢甲酰化合成法）
全球生产丁、辛醇的主要方法。
4.20 丁醇和辛醇的生产工艺
（3）丙烯羰基合成法制丁醇和辛醇的主要反应
① CH3CH=CH2 + CO+H2 催化→剂 CH3CH2CH2CHO ② CH3CH2CH2CHO +H2 O→H-1 CH3CH2CH2CH2OH
平行副反应
CH3CH=CH2+CO+H2 → (CH3)2CHCHO CH3CH =CH2+H2 →C3H8
连串副反应
CH3CH2CH2CHO+H2 →CH3CH2CH2CH2OH CH3CH2CH2CHO+CO+H2 →C4H9COOH 必须控制反应条件，拟制副反应
ΔHϴ298K= -123.8kJ/mol
3. 生产丁、辛醇的主要工艺条件
（1）丙烯羰基合成制丁醛的工艺条件
液相催化反应，反应条件比较温和。
➢ 原料
丙烯、合成气
➢ 催化剂
铑、三苯基膦
➢ 溶剂
正异构丁醛
➢ 操作压力 1.6～1.8MPa
➢ 反应温度 100～110℃
➢ 转化率
91～93%
➢ 反应选择性好，正/异丁醛超过(7~10) : 1。
丁辛醇生产工艺
丁辛醇的生产工艺有两种路线，一种是以乙醛为原料，巴豆醛缩合加氢法；另一种是以丙烯、合成气为原料的低压羰基合成法，该法是当今国际上最为先进的技术之一，目前世界丁辛醇70%是由丙烯羰基化法生产的。
它以丙烯、合成气为原料，经低压羰基合成生产粗丁醛，再经丁醛处理、缩合、加氢反应制得丁辛醇。
低压羰基合成法生产丁辛醇典型的流程包括：原料净化、羰基合成、丁醛精制、缩合、加氢、粗醇精馏等工序。
丁醛精制是指粗丁醛除去轻组分后在异构塔内精馏分离得正丁醛和异丁醛。
缩合是指正丁醛脱去重组分后进入缩合系统，在NaOH存在、120℃和0.4MPa条件下，进行醛醛缩合生成辛烯醛(EPA)。
加氢一般是指正、异丁醛或混合丁醛或辛烯醛加氢生产相应的醇。
但是不论采用那一种方法，都必须经过丁烯醛/丁醛、辛烯醛加氢来制取丁醇和辛醇。
醛加氢是丁辛醇生产过程的重要组成部分，对丁辛醇的产品质量和生产过程的经济性都有很大的影响。
1丁辛醇加氢工艺路线丁醛加氢制备丁醇和辛烯醛加氢制备辛醇的工业化工艺路线主要有气相法和液相法两种。
液相加氢反应采用多段绝热固定床反应器，由于液相热容量较大，反应器内不用设置换热器。
根据反应条件，段间设置换热器移走反应热，防止醛的缩合反应。
BASF公司曾经采用过高压液相加氢，加氢的压力为25.33MPa。
高压加氢的唯一优点是氢气耗量较少，所用的液相加氢催化剂为70%Ni、25%Cu、5%Mn，该催化剂要求氢气分压不低于3.5MPa，所以总高压时，尾气的氢气浓度可降低，氢耗少。
但采用该高压工艺，原料氢气必须高压压缩，电耗大、设备费用大，目前已经被淘汰。
BASF公司和三菱化成工艺中醛的加氢采用中压液相加氢工艺，加氢压力为4.0-5.0MPa，加氢反应器形式采用填充床，反应温度为60-190℃。
气相加氢法由于操作压力相对较低，工艺设备简单而被广泛应用。
目前，工业上丁辛醇装置上大多采用铜系催化剂气相加氢工艺。
如U.D.J联合工艺中采用低压气相加氢，压力为0.59-0.69MPa。
丁辛醇生产工艺
丁辛醇的生产工艺有两种路线，一种是以乙醛为原料，巴豆醛缩合加氢法；另一种是以丙烯、合成气为原料的低压羰基合成法，该法是当今国际上最为先进的技术之一，目前世界丁辛醇70%是由丙烯羰基化法生产的。
它以丙烯、合成气为原料，经低压羰基合成生产粗丁醛，再经丁醛处理、缩合、加氢反应制得丁辛醇。
低压羰基合成法生产丁辛醇典型的流程包括：原料净化、羰基合成、丁醛精制、缩合、加氢、粗醇精馏等工序。
丁醛精制是指粗丁醛除去轻组分后在异构塔内精馏分离得正丁醛和异丁醛。
缩合是指正丁醛脱去重组分后进入缩合系统，在NaOH 存在、120℃和0.4MPa条件下，进行醛醛缩合生成辛烯醛(EPA)。
加氢一般是指正、异丁醛或混合丁醛或辛烯醛加氢生产相应的醇。
但是不论采用那一种方法，都必须经过丁烯醛/丁醛、辛烯醛加氢来制取丁醇和辛醇。
醛加氢是丁辛醇生产过程的重要组成部分，对丁辛醇的产品质量和生产过程的经济性都有很大的影响。
1丁辛醇加氢工艺路线丁醛加氢制备丁醇和辛烯醛加氢制备辛醇的工业化工艺路线主要有气相法和液相法两种。
液相加氢反应采用多段绝热固定床反应器，由于液相热容量较大，反应器内不用设置换热器。
根据反应条件，段间设置换热器移走反应热，防止醛的缩合反应。
BASF公司曾经采用过高压液相加氢，加氢的压力为25.33MPa。
高压加氢的唯一优点是氢气耗量较少，所用的液相加氢催化剂为70%Ni、25%Cu、5%Mn，该催化剂要求氢气分压不低于3.5MPa，所以总高压时，尾气的氢气浓度可降低，氢耗少。
但采用该高压工艺，原料氢气必须高压压缩，电耗大、设备费用大，目前已经被淘汰。
BASF公司和三菱化成工艺中醛的加氢采用中压液相加氢工艺，加氢压力为4.0-5.0MPa，加氢反应器形式采用填充床，反应温度为60-190℃。
气相加氢法由于操作压力相对较低，工艺设备简单而被广泛应用。
目前，工业上丁辛醇装置上大多采用铜系催化剂气相加氢工艺。
如U.D.J联合工艺中采用低压气相加氢，压力为0.59-0.69MPa。
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4.21 丁醇和辛醇生产工艺流程
1. 丁、辛醇ห้องสมุดไป่ตู้产的工艺流程
低压液相循环改性铑法生产丁辛醇工艺流程示意图
1-原料净化单元 2-羰基合成单元 3-丁醇单元 4-辛醇单元
4.21 丁醇和辛醇生产工艺流程
1）原料净化单元（或称原料预处理）
➢ 原料
丙烯、合成气
➢ 预处理手段 催化转化
精馏 塔顶：异丁醇副产品 塔底：正丁醇产品
催化剂、反应物 丁醛及副产品混合物
氢气 丙烯
丁醛混合物
4）辛醇单元
➢ 正丁醛缩合脱水生成辛烯醛； （NaOH水溶液，120℃液相反应）
➢ 辛烯醛加氢生成辛醇。
精馏 塔顶：辛醇产品 (真空) 塔底：水相和辛烯醛
合成气
氢气
低压液相循环改性铑法生产丁辛醇 工艺流程示意图
氢气
2) 羰基合成单元 (液相催化反应)
丙烯
丁醛混合物 催化剂
丁醛混合物
➢ 产物丁醛混合物(夹带催化剂)
• 塔顶 正、异丁醛 • 塔底 正丁醛等。
合成气
氢气
低压液相循环改性铑法生产丁辛醇 工艺流程示意图
4.21 丁醇和辛醇生产工艺流程
3) 丁醇单元
丁醇由丁醛直接气相加氢生成。 (管式固定床反应器)