第30卷第4期山西化工Vo.l30No.42010年8月SHANXICHEMICALINDUSTRYAug.2010收稿日期:2010204227作者简介:梁小元,男,1965年出生,2007年毕业于太原理工大学,工程硕士学位,现任山西三维集团股份有限公司丁二醇分厂厂长,主要从事1,42丁二醇生产工艺及下游产品的研究。科研与开发1,42丁二醇生产工艺条件对正丁醇含量的影响梁小元(山西三维集团股份有限公司,山西洪洞041603摘要:利用小型加氢评价装置,通过在Raney2Ni催化剂上对丁炔二醇加氢反应过程中的物料浓度、pH值、反应压力、温度、搅拌速度等工艺条件的调整,考察了各工艺条件对丁炔二醇加氢效果及正丁醇产生的影响。关键词:1,42丁二醇;1,42丁炔二醇;正丁醇;Raney2Ni催化剂中图分类号:TQ223.162文献标识码:A文章编号:100427050(20100420030204引言1,42丁二醇(BDO是一种用途广泛的基本有机化工和精细化工中间体,也是过去10年间发展最快的主要化工产品之一。在Reppe法生产BDO工艺中,乙炔与甲醛反应生成1,42丁炔二醇水溶液(BYD,BYD低压加氢生成1,42丁二醇,同时生成副产物正丁醇。正丁醇作为低压加氢的一种副产物,严重影响着后续反应、精馏及生产的经济效益。因此,减少副产物正丁醇的产生,对于提高反应的经济性和丁二醇的选择性、进一步实现绿色化工生产具有极为重要的意义。无论是在贵金属催化剂还是在Raney2Ni催化剂上,都不可避免地会发生生成羟基丁醛及正丁醇的副反应。目前,在丁炔二醇低压加氢合成丁二醇过程中,关于正丁醇形成机理的研究并不多见。因此,如何通过对反应条件(物料浓度、pH值、反应压力、反应温度、搅拌速度等的控制,实现丁炔二醇高转化率的同时,尽量减小包括正丁醇在内的各种副产物的产生,成为一项值得研究的课题。在丁炔二醇低压加氢合成丁二醇的过程中,形成正丁醇的途径可能有2种:一是醇的加氢氢解,二是所生成的副产C2羟基丁醛加氢氢解。因此,在加氢过程中控制丁烯二醇及C2羟基丁醛的产生,可能会对最终控制正丁醇的产量起到关键的作用[123]。丁炔二醇加氢过程中反应物料浓度、pH值、反应压力、反应温度、搅拌速度等因素均对C2羟基丁醛及正丁醇的产生具有影响作用。本研究利用小型加氢评价装置,考察了在Raney2Ni催化剂上各种工艺条件对丁炔二醇加氢效果及正丁醇产生的影响,为工业生产中降低正丁醇含量提供了必要的实验数据。1实验部分1.1加氢反应装置加氢反应在0.25L高压釜中间歇进行,装置前部有YT22压力调节器,后有减压放空装置。加氢反应装置见第31页图1。1.2实验方法1在反应釜中加入一定量的丁炔二醇溶液及定量催化剂,将釜装好,密封。依照图1安装实验设备,接通电源,设定温度。2氮气清扫加完料的密闭反应釜,再用氢气置换氮气。充入实验所需压力的氢气后,开搅拌,开冷图1加氢反应装置图凝水,开始升温。3至设定反应温度后开始计时,随时补充实验中消耗的氢气。反应一定时间后,停止加热及搅拌,停冷凝水。4待冷却后取样,进行色谱分析。2结果与讨论2.1原料质量分数的影响反应压力3MPa,pH=9~11,反应温度70e条件下,恒温反应2h,100mL反应釜,加料量30mL,催化剂用量0.3g。考察原料液原料质量分数23.2%~47.8%时,对丁二醇选择性及副产物正丁醇、羟基丁醛产生的影响,结果见表1。实验发现,副产物正丁醇维持在一个较低的水平,但丁二醇选择性在原料质量分数大于35%后开始发生明显的变化。表1原料质量分数对加氢反应的影响丁炔二醇质量分数/%BDO选择性/%正丁醇质量分数/%羰基值23.297.81.310.528.996.91.511.235.297.51.29.841.390.31.310.347.882.51.410.7由表1可知,1原料质量分数大于35%后,丁二醇选择性大大降低。考虑到产品的经济性,选择35%的反应液质量分数;2在较宽的原料质量分数范围内,正丁醇含量没有明显的变化,因此可以断定,原料质量分数基本不影响最终的正丁醇转化率。2.2搅拌速度的影响考察了不同转速对丁炔二醇转化率及各种副产(丁烯二醇、羟基丁醛、正丁醇含量的影响。反应条件为:丁炔二醇水溶液质量分数35.3%,反应压力3MPa,加入NaOH控制pH=9,反应温度70e,恒温反应2h,100mL反应釜,加料量30mL,催化剂用量0.3g。转速对加氢反应的影响见表2。表2转速对加氢反应的影响转速/r#min-1BDO选择性/%丁烯二醇质量分数/%正丁醇质量分数/%...
