丁二酸生产技术新进展
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十二烯基丁二酸添加剂的制备工艺十二烯基丁二酸添加剂的制备工艺介绍•十二烯基丁二酸是一种常用的添加剂,在化工领域具有广泛的应用。
•本文将介绍十二烯基丁二酸添加剂的制备工艺,帮助读者了解该工艺的步骤和相关技术。
•十二烯基丁二酸添加剂的制备工艺的研究和应用,将为相关行业提供更多的可靠解决方案。
制备工艺步骤1.原料准备–准备十二烯和丁二酸的原料,确保原料的纯度和质量。
–对原料进行分析和测试,以确保其符合生产要求。
2.预处理–将十二烯和丁二酸按照一定的比例加入到反应釜中。
–在适当的温度下进行搅拌,以保证原料充分混合。
3.催化反应–在预处理完成后,将催化剂加入到反应釜中。
–控制反应温度和压力,以便实现理想的反应条件。
–对反应过程进行监控和控制,确保反应进行顺利。
4.分离和提纯–反应结束后,对反应产物进行分离和提纯。
–利用合适的分离方法,将所需的产物从反应混合物中分离出来。
–进行进一步的提纯,以获得高纯度的十二烯基丁二酸添加剂。
5.包装和贮存–将制备好的十二烯基丁二酸添加剂进行包装和标识。
–选择合适的包装材料和尺寸,以确保添加剂的安全性和保存期限。
–按照相关要求进行贮存,避免高温、潮湿和阳光直射等不利因素。
技术要点•需要合适的反应设备和催化剂,以实现高效的反应过程。
•控制反应温度和压力,以确保反应条件的稳定性和安全性。
•对反应过程进行监控和控制,通过实时数据反馈进行调整和优化。
•选择合适的分离和提纯方法,以提高产品质量和纯度。
•注意工艺的环保性和安全性,遵守相关的法律法规和规范要求。
总结•十二烯基丁二酸添加剂的制备工艺是一个复杂的过程,需要合理的工艺设计和严格的操作控制。
•通过本文的介绍,读者可以了解到制备工艺的主要步骤和技术要点。
•在实际的生产过程中,应根据具体情况进行调整和优化,以达到最佳的生产效果。
•十二烯基丁二酸添加剂的制备工艺的研究和应用,将为相关行业的发展和进步提供有力支持。
持续改进与创新•制备工艺的持续改进与创新是提高产品质量和生产效率的关键。
丁二酸成分丁二酸(succinic acid)是一种有机化合物,在化学中通常以其分子式C4H6O4表示。
它是一种无色结晶固体,可溶于水和许多有机溶剂。
丁二酸广泛应用于化学、医药和食品工业中,具有重要的经济价值和应用前景。
一、丁二酸的化学性质丁二酸是一种二羧酸,具有两个羧基(-COOH)和四个碳原子。
它在水中能够部分离解,生成丁二酸根离子(C4H4O4-)。
丁二酸的溶液呈酸性,可以与碱反应生成相应的盐。
二、丁二酸的生产方法丁二酸的主要生产方法有两种:化石燃料和生物质燃料。
化石燃料法是通过对石油或天然气进行催化氧化反应得到丁二酸。
而生物质燃料法是通过将生物质经过发酵和氧化反应获得丁二酸。
三、丁二酸的应用领域1. 化学工业:丁二酸是合成树脂、染料和涂料的重要原料。
它可以与乙二醇反应生成聚酯,用于制备聚酯纤维和聚酯塑料。
丁二酸还可以与氨反应生成丁二酸二乙酯,用于制备染料和涂料。
2. 医药工业:丁二酸具有抗氧化、抗炎和抗菌的作用,被广泛应用于医药领域。
它可以作为药物的原料或辅料,用于制备抗生素、抗肿瘤药物和抗癌药物等。
3. 食品工业:丁二酸是一种食品酸味剂,常被用作食品酸化剂和增酸剂。
它可以改善食品的口感和保鲜效果,广泛应用于饮料、果汁、酸奶和糖果等食品中。
4. 环境保护:丁二酸是一种可再生资源,可以通过生物质燃料法生产,对环境友好。
利用丁二酸作为替代品,可以减少对传统石油资源的依赖,降低二氧化碳排放,对环境起到积极的保护作用。
四、丁二酸的安全性和环境影响丁二酸在正常使用条件下对人体和环境无毒、无害。
然而,在高浓度或长期接触的情况下,丁二酸可能对皮肤和眼睛产生刺激作用。
因此,在使用丁二酸时,应注意个人防护和安全操作,避免直接接触。
丁二酸作为一种重要的有机化合物,具有广泛的应用领域和经济价值。
随着科学技术的不断进步和应用的拓展,丁二酸的应用前景将更加广阔。
我们有理由相信,在未来的发展中,丁二酸将为人类的生产和生活带来更多的便利和创新。
生物质发酵生产丁二酸项目调研一、项目可行性报告(一)立项的背景和意义丁二酸(Succinic Acid)又称琥珀酸,是一种重要的“C4平台化合物”,广泛存在于动植物和微生物体内,是TCA循环的中间产物之一,它作为有机合成原材料、中间产物或专用化学品可应用于食品、医药、农药、染料、香料、油漆、塑料和材料工业等众多领域。
其中医药领域,主要用于生产琥乙红霉素等药品;农业领域,主要用于生产植物生长调节剂、杀菌剂等;食品领域,主要用于液体调味品及炼制品的风味改良剂等;染料领域,主要用于生产高级有机颜料酞菁红等,2010年丁二酸在这四个领域总价值超过24亿美元。
除此之外,丁二酸的主要潜在应用领域是基础化工原料,它可以作为许多重要的中间产物和专业化学制品,还可以取代很多基于苯和石化中间产物的化学品,这可减少在超过300种苯基化学制品的生产和消费过程中所产生的污染,丁二酸的结构是饱和的二羧酸,可以转化为包括l,4-丁二醇(BDO)、四氢呋喃(THF)、γ-丁内酯(GBL)、己二酸和N-甲基吡咯烷酮等一系列重要的工业化学品。
据统计丁二酸全世界市场需求量可高达2700万t/a,美国能源部发布的报告中将丁二酸列为12 种最有潜力的大宗生物基化学品的第一位。
图1.1是以丁二酸及其衍生物为原料的化学制品路线图。
图 1.1 丁二酸及其衍生物路线简图采用生物法制备丁二酸的技术将填补了国内生物法路线生产丁二酸的空缺。
丁二酸通过加氢还原反应可以制取1,4丁二醇,丁二酸分别与1,4-丁二醇和己二醇进行聚合即可得到生物可降解塑料PBS (聚丁二酸丁二醇酯)和PHS(聚丁二酸己二醇酯)。
假如过程中使用的氢气和热量也是使用生物质分解和发酵产生的话,那整个聚酯多元醇领域的原料和能量就应该可以算是与传统能源完全分离了,该项目将成为生物质循环利用的示范性工程。
另外,由于石油危机及环境污染的双重压力,生物质发酵法生产丁二酸以其具有节约大量的石油资源并且可以降低由石化方法产生的污染等优点而备受国内外专家学者的重点关注。
己二酸生产工艺
己二酸(Adipic Acid),又称为丁二酸,是一种重要的有机化学品,广泛应用于聚酯和尼龙纤维等合成材料的生产中。
己二酸的生产工艺主要包括氧化沉淀法和环己酮氧化法两种。
氧化沉淀法是目前主要采用的己二酸生产工艺。
该工艺主要分为气相氧化和液相氧化两个步骤。
气相氧化是将环己烷通过加热蒸汽使其汽化,然后与空气中的氧气混合进入氧化炉,在催化剂(通常为钒、铌、钨等混合催化剂)的作用下进行氧化反应。
反应生成的气体通过冷却装置进行冷却,并通过洗涤塔和吸收塔将有机酸吸收。
吸收液中的己二酸通过进一步的酸化和浓缩,得到溶液。
随后,溶液中的己二酸经过蒸馏和结晶,最终得到纯净的己二酸。
液相氧化是将环己酮先与过氧化氢反应生成氢醌,然后再与过量的氢氧化钠溶液反应得到钠盐。
氢醌钠盐在酸性环境下再与氢醌反应,生成己二酸。
反应结束后,通过过滤、蒸发和结晶,得到纯净的己二酸。
环己酮氧化法是一种新型的己二酸生产工艺。
该工艺通过将环己酮与氧气在催化剂的作用下进行氧化反应,得到己二酸和水。
催化剂通常为钯或其他贵金属催化剂。
该工艺具有反应速度快、选择性高、环境友好等优点,但目前其产量较低,仍在研究和开发阶段。
以上是己二酸的两种主要生产工艺。
氧化沉淀法是目前主流和
商业化应用较广的生产工艺,而环己酮氧化法则是一种新兴的绿色化工生产技术。
随着科技的进步和工艺的改进,己二酸的生产工艺将不断优化和完善,为合成材料行业的发展提供更多的选择和可能性。
聚丁二酸丁二醇酯(PBS)制备技术及应用前景分析论文1.1 聚丁二酸丁二醇酯(PBS)定义聚丁二酸丁二醇酯(PBS)作为一种新型塑料材料,结构是丁二酸与丁二醇经常复分解反响后形成的酯,分子式为:HO-[CO-(CH2)2-CO-O-(CH2)4-O]n-H,具有生物降解性优异、用途广泛等特点,常用于塑料包装、食用餐具、农用薄膜、医用高分子材料等领域。
与其他降解型塑料相比,PBS的本钱低、性能良好,能非常好地与其他不同材料进行有效聚合,因此其工业应用前景非常广阔,具有很好的市场与经济价值。
研究说明,聚丁二酸丁二醇酯(PBS)以二元酸以及二元醇等化学物质为主要原料,通过一系列化学反响而合成。
经过多年的科学实验与工业声场,PBS的加工性能已经比拟成熟,可在绝大多数塑料设备上开展任何形式、任何类型加工。
此外,PBS也可以与碳酸钙、淀粉等廉价填料共混,以此来以降低生产质保本钱。
研究说明,聚丁二酸丁二醇酯(PBS)塑料除了具有普通塑料的性能外,同时还具有透明性好、光泽度强以及印刷性能好等多种特点,是目前被公认为最有前景的绿色环保型高分子材料。
具体来说,聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的性能主要表现在以下四个方面:1.3 聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的应用由于聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的上述性能,使它具有非常广的应用范围。
1.3.1 聚丁二酸丁二醇酯(PBS)广泛应用于包装领域,主要有包装垃圾袋、食品袋、各种冷热饮瓶子、农用薄膜、种植器具与植被网等。
1.3.3 由于聚丁二酸丁二醇酯(PBS)具有生物相容性与可降解性等特点,从而广泛应用于医疗行业,如用于人造软骨、手术缝合线、手术支架等医用设备。
化学合成法在聚丁二酸丁二醇酯(PBS)合成中的应用最广泛,主要有溶液缩聚法、熔融缩聚法、扩链法、酯交换聚合法等。
此外,聚丁二酸丁二醇酯(PBS)也可采用生物发酵法进行合成,但其本钱较高,应用范围不广。
2.1 溶液聚合法溶液聚合法的具体原理如下:在一定温度与催化剂条件下,使丁二酸与丁二醇发生化学反响,完成二者的酯化反响,在反响过程中使用不同的溶剂,减少反响生成的水分,然后在高温条件下发生缩聚反响。
第4期陈丽:丁二酸生产技术的比较•15•丁二酸生产技术的比较陈丽(河南能源化工集团有限公司,河南义马472300)摘要:从工业应用角度介绍了几种不同的丁二酸生产工艺技术,并进行了不同工艺的比较,分析了丁二酸市场现状,对丁二酸发展前景进行展望。
关键词:丁二酸;工艺技术;比较中图分类号:TQ225.8文献标识码:A文章编号:1043-3466(246))44-0416-46Comparison of Production Technology of Succinic AciOCHEN LO(Henan Energy and Chemicai Industry Group Co.Ltd,Yima472300,China) Abstroct:Severai diUereri proUcction ecOnolopies of succmic aciU are introUccer from the pnspectee of anplication.The diUereri ecOnolopms are011X306..The mareet sees of spccinlc aciU is ana-lyzef.The developmeri pgspnt of schmic aciU U forecastef.Key worOo:spccmU aciU;peers tecOnolopz;compacson1丁二酸性质及用途丁二酸又称琥珀酸,丁二酸是一种重要的有机化工原料,主要应用于:医药行业中抗生素、维生素等产品的生产;农业中杀菌剂、植物生长调节剂等产品的生产;在食品行业中用作酸化剂、抗菌剂和风味改良剂等;用作表面活性剂、清洁剂、添加剂和起泡剂;用作离子鳌合剂,用于电镀行业防止金属的溶蚀和点蚀;用作有机化工合成的原料,来生产12-丁二醇(BDO)、四氢咲喃(THF)及聚丁二酸丁二醇酯(PBS)等下游产品。
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丁二酸生产技术新进展
周冬京易娇曾文广李庆华
(湖南长岭石化科技开发有限公司,湖南岳阳 414012)
摘要对丁二酸现有生产技术——发酵法、电解法、间歇催化加氢法及湖南长岭石化科技开发有限公司的新技术——连续催化加氢法进行了介绍,并将连续催化加氢法与目前国内主要生产方法——电解法进行对比。
结果表明:连续催化加氢法具有非常明显的优势,其生产成本低,可大规模化生产,是一种低耗能绿色环保工艺。
关键词
丁二酸连续催化加氢法电解法发酵法
丁二酸(succinic acid,简称SA)俗名琥珀酸,是一种重要的精细化工产品和有机合成中间体,广泛应用于塑料、橡胶、医药、食品等领域中。
其中最具有发展前景的领域为合成塑料,它是生物可降解塑料聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的主要原料。
目前以丁二酸为原料合成PBS 生物可降解塑料的技术在德国巴斯夫公司、日本三菱公司、中国清华大学、中科院理化研究所都已开发成功并投入批量生产。
PBS 与其他生物可降解塑料相比,不仅力学性能十分优异,而且价格合理,市场需求量大。
目前国内已有多家企业正在积极筹备上马PBS项目。
而安庆和兴公司则领先一步,率先与清华大学达成合作意向,已实现3000吨/年PBS的生产规模;随着生PBS制造厂不断建成,丁二酸的年需求量会翻番的大增,据估计,在未来几年内,丁二酸的年需求将达到100万吨以上。
因此,研究和开发丁二酸的新工艺具有重要的现实意义,并将极大的推动丁二酸生产技术的发展。
1 生产技术
丁二酸的生产方法很多,但在工业上应用的方法只有发酵法、电解法及催化加氢法。
1.1 发酵法
发酵法是以玉米、秸秆[1~3]、木材[4]等为基本原料,利用细菌或微生物发酵制备丁二酸。
由于发酵法生产丁二酸是利用可再生糖源和二氧化碳作为主要原料,它开辟了温室气体二氧化碳利用的新途径,且环境友好[5],成为国内外研究的热点。
发酵法制备丁二酸的一个关键步骤是优良菌种的选择,它将会直接影响到产品的收率以及分离纯化的过程。
关于菌种的培养,国外已进行大量研究[6~8],国内在这方面的研究还处于起步阶段[9~13]。
要想得到一种经济上可行的丁二酸发酵、分离工艺路线短、成本低的提取工艺是极为关键的。
由于在丁二酸的发酵过程中通常需要用碱调节pH,发酵产物是有机酸盐;另外,发酵罐中的不溶性物质(例如死细胞、蛋白等) 需要从最终产品中除去。
因此,典型的下游过程包括除去细胞和蛋白一类的杂质,浓缩,将丁二酸盐转化为游离的丁二酸,将游离的丁二酸提高到所需的浓度等过程。
过去产品提取、浓缩、酸化、纯化过程中效率不高,使得以发酵为基础的生产工艺不能实现。
目前通过对工艺的不断改进,并结合一些最近的新技术,发酵法从碳水化合物生产以丁二酸为基础的化学制品,并将其从它的稀发酵液中提取和纯化成为现实,但生产成本昂贵。
总之,该方法还存在产品提取效率低、产酸率和转化率低、生产成本昂贵、产生的废水量大(据估计每生产1 t 丁二酸产生的废水将达到10 t 以上)等缺点,其很难满足工业生产的需要,需进一步的研究和完善。
目前,国内生物转化法生产丁二酸仅限于实验室研究阶段,工业化生产尚需时日。
国外有小规模化生产,但生产成本高。
1.2 电解法
电解法是以顺丁烯二酸酐为原料电解还原制备丁二酸,20 世纪30 年代已实现工业化生产[14],目前,我国丁二酸生产主要还是采用该技术。
但该方法电流效率和转化率不高,电极腐蚀严重,电解槽维修困难。
国内外对电解合成丁二酸的电极材料、电解装置和电解工艺等做了大量研究,以求提高产率、转化率,降低能耗,提高电流效率。
经过近80年的发展,电解合成技术和工艺较成熟,电解收率、电流效率和转化率较高,能制得高纯的丁二酸产品,同时实现母液循环技术。
目前,已开发出了隔膜法[15]、无隔膜法[16~18]和成对电合成[19~20]等多种合成丁二酸的电化学技术。
但该技术耗电量大、污水排放量大、占地面积大且不利于大规模生产。
其反应基本原理如下:
阴极反应:
HOOCCH=CHCOOH + 2H+ + 2e → HOOCH2CH2COOH
阳极反应:
H2O → 2H+ + 1/2O2 + 2e
总反应:
HOOCCH=CHCOOH + H2O → HOOCH2CH2COOH +1/2O2
1.3 催化加氢法
催化加氢法是顺丁烯二酸酐或酸在催化剂作用下发生加氢反应,生成丁二酸,然后经分离得到成品,催化剂为镍或贵金属。
其可分为间歇和连续催化加氢法。
1.3.1 间歇催化加氢法
间歇催化加氢法是在高压釜内,以顺丁烯二酸酐或酸为原料,在催化剂作用下发生加氢反应生成丁二酸,国内由于采用的工艺主要为电解法,对于催化加氢法的专利及文献报道甚少。
俄罗斯专利[21~22]RU2129540、RU2237056介绍了用Pd-Ni或Pd-Fe为活性组分的催化剂来催化加氢制备丁二酸。
该催化剂用于制备丁二酸具有较好的加氢效果,但该催化剂制备复杂,催化剂为粉末状,催化剂回收利用率低。
目前,国内陕西宝鸡宝玉化工有限公司采用的是间歇催化加氢技术,为不连续的釜式反应工艺,需进行产品与催化剂的分离,生产成本高,难以实现大规模生产。
1.3.2 连续催化加氢法
湖南长岭石化科技开发公司由前中石化长岭分公司研究院改制而来,具有30多年从事加氢催化剂及加氢工艺的研究经验。
该公司开发了连续催化加氢法生产丁二酸的新工艺,该工艺是在固定床上,以顺丁烯二酸酐或酸为原料连续进料,在催化剂作用下发生加氢反应生成丁二酸,其克服了釜式间歇反应生产成本高的缺点,催化剂寿命长,产品达食品医药级标准、收率高,无三废污染,可大规模生产。
该技术将于2011年投入工业化生产。
2 生产技术比较
国内发酵法制取丁二酸起步较晚,尚未应用于实际生产,目前主要是顺酐间歇催化加氢法及电解法,而顺酐间歇催化加氢法工艺不连续,需进行产品与催化剂的分离,催化剂回收利用率低,生产成本高。
以下就湖南长岭石化科技开发公司开发的顺酐连续催化加氢法与目前国内主要生产方法——电解法进行对比。
电解法:在电解槽(含一定浓度的硫酸及马来酸的水溶液)内60℃完成电解反应,自然冷却,降温,产品结晶析出,过滤,母液循环,结晶物水洗,结晶,过滤,水循环使用。
连续催化加氢法:顺酐先水解生成顺丁烯二酸,在一定氢压及催化剂存在下, C=C双键发生加氢反应,生成丁二酸。
冷却、结晶后过滤得丁二酸产品和母液,母液水溶液循环利用。
两者比较:
1)电解法需自制电解氢;而连续催化加氢法可利用外来氢资源,如炼厂为丁二酸加氢生产工艺提供充足、廉价氢源。
2)电解法相比连续催化加氢法具有规模效应小的特点,其通常是先做一个电解槽进行电解
反应,然后根据市场需要上电解槽,将电解槽组合起来,形成规模生产。
对于小规模生产,电解法具有一定的抵抗市场风险的能力。
但是对于上万吨的规模装置,连续催化加氢法具有很好的投资规模效应和生产成本规模效应,能够显著降低总生产成本。
3)电解法最新技术采用无隔膜电解技术,每生产1吨丁二酸可节约直流电600千瓦时以上,节能效率达25%以上。
但每生产1吨丁二酸还需耗电2000度以上。
对于万吨级以上丁二酸生产很多地区都难以满足电量的供应,且生产1吨丁二酸需耗顺酐0.95吨,其生产成本大大提升,另外,废水及废气排放量大,严重污染环境。
而湖南长岭石化科技开发公司开发的连续催化加氢法生产1吨丁二酸只需顺酐0.83吨,且整个工艺过程无废水废气产生,该工艺是一条绿色环保低碳的丁二酸生产工艺路线。
由以上比较可知:湖南长岭石化科技开发公司开发的新工艺——连续催化加氢法与现有技术对比具有明显的优势:原料利用率高、无污染、能耗低、生产成本低。
且相对于大规模的丁二酸生产,连续催化加氢法具有更好的经济效益,随着丁二酸市场的迅猛增大,连续催化加氢法更具有无可比拟的优越性。
3 展望
随着未来我国PBS年需求量的不断攀升,丁二酸作为PBS的主要原料(生产1吨PBS需消耗0.62吨丁二酸),其市场增长空间非常巨大。
而湖南长岭石化科技开发公司开发的连续催化加氢法作为大规模丁二酸生产的主要工艺,为丁二酸的生产提供了一条绿色环保通道,其整个工艺过程以水为溶剂,母液水溶液循环利用,无环境污染,降低了能耗和生产成本。
由此可见,连续催化加氢法替代电解法势在必行。