丁辛醇装置生产原理及工艺.学习资料
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丁辛醇合成工艺评价及选择摘要:本文介绍了合成丁辛醇技术,对丁辛醇装置主要专利技术的特点做了评价,并举例炼油化工一体化企业中建设丁辛醇装置技术选择及总体平衡。
关键词:羰基法丁辛醇工艺技术炼化一体化一、概述丁辛醇是重要的基本有机原料,包括正丁醇、异丁醇和辛醇(或称2-乙基己醇)三个重要品种。
正丁醇可作溶剂、生产邻苯二甲酸二丁脂、醋酸丁脂、磷酸脂类增塑剂、丁醛、丁酸、丁胺和和乳酸丁酯等化工产品。
异丁醇可以用于生产石油添加剂、抗氧剂、醋酸异丁酯等有机产品;辛醇主要用于制造邻苯二甲酸二辛酯(DOP)和对苯二甲酸二辛酯,还用于柴油添加剂、合成润滑剂、抗氧剂、溶剂、消泡剂等。
二、丁辛醇生产工艺情况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。
1.乙醛缩合法二战期间,德国开发了乙醛缩合法(Aldol)法。
利用乙醛在碱性条件下进行缩合和脱水,生产丁烯醛(巴豆醛),丁烯醛加氢制得丁醇,丁醇经选择性加氢得到丁醛,丁醛经醇醛缩合、加氢制得辛醇。
由于此方法工艺流程长、收率低、生产成本高,现已基本被淘汰。
2.发酵法利用粮食或其它淀粉农副产品,经水解得到发酵醇,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,再经精馏得到相应的产品。
由于近几十年石油化工的高速发展,发酵法已经难于以丙烯为原料的羰基合成法竞争,因此近年来很少采用该方法生产丁辛醇产品。
3.齐格勒法该方法以乙烯为原料,利用齐格勒法(Ziegler)生产高级脂肪醇,同时副产丁醇的方法。
4.羰基合成法羰基合成法主要以丙烯与合成气(一氧化碳和氢气)为原料生产丁辛醇,其主要工艺过程为①丙烯氢甲酰化反应,粗醛精制得到正丁醛和异丁醛;②正丁醛和异丁醛加氢得到产品正丁醇和异丁醇;③正丁醛经缩合,加氢得到产品辛醇。
④进行反应生成丁醛,加氢得到丁醇。
丙烯羰基合成法又分为高压法、中压法和低压法。
4.1高压法高压法羰基合成技术是四十年代开发成功的,六十年代建了大量装置,主要技术专利商有鲁尔(Ruhr)技术、巴斯夫(BASF)技术、三菱(MCC)技术、壳牌(Shell)技术。
丁辛醇装置控制系统设计与研究摘要:丁辛醇是合成精细化工产品的重要原料,应用范围广,主要用于生产增塑剂、溶剂、脱水机、消泡剂、分散剂、浮选剂、石油添加剂以及合成香料等,在人们的日常生活和工作中起到十分重要的作用。
本文主要丁辛醇装置多、工艺复杂、控制复杂,对丁辛醇控制系统进行设计与研究,对提高丁辛醇控制系统的稳定可靠性、高精准度和易操作性具有重要的意义。
关键词:丁辛醇;控制系统;设计与研究一.丁辛醇基本概念丁醇和辛醇由于可以在同一套装置中用羟基合成的方法生产,所以也称之为丁辛醇。
丁辛醇无色透明、带有特殊的气味、呈液体状、易燃、能够与水及多种化合物形成共沸物,并且都带有中等毒性。
丁辛醇作为重要的基本的有机化工原料,应用范围广泛,主要用于生产增塑剂、溶剂、脱水剂、消泡剂、分散剂、浮选剂、石油添加剂(如:等)及合成香料等。
二.丁辛醇的生产方法丁辛醇主要生产方法有以下三种:(一)发酵法。
发酵法是主要是产品通过水解发酵,在丙酮-丁醇菌的作用下发酵得到丙酮-丁醇和乙醇的混合物,然后经精馏分离即得到相应产品。
但是这种方法还比较传统,虽然设备、投资少,但是使用面积也小,生产能力小,该生产方法受到了一定程度上的限制。
伴随着生物技术工程的发展,发酵法将会发挥它自身的作用,原料产品的多样化,都给发酵法的发展和利用创造更多的生产空间。
(二)乙醛缩合法。
这种生产方法主要是以乙醛为原料,巴豆醛缩合加氢法,但是,目前这种方法已经基本上被淘汰,主要是乙醛缩合法对设备影响大,并且工艺时间较长,不经济,不适应现在社会对丁辛醇生产的需求。
(三)丙烯羰基合成法。
这种方法是以丙烯为原料的羰基合成法。
是目前应用最广,使用最普遍的一种方式。
本文主要采用的就是丙烯羰基合成方法,其工艺路线如下图1所示。
图1丁辛醇工艺路线图三.丁辛醇装置控制技术的发展状况随着我国经济的发展,丁辛醇的应用范围不断的扩大,对许多行业的发展都起到重要的影响,但是,我国的丁辛醇生产质量、品质等各方面都无法满足市场的需求,丁辛醇生产技术受到限制,造成生产与市场需求供不应求的局面。
关于丁辛醇装置加氢催化剂国产化研究的探讨摘要:在使用丁辛醇装置进行生产的过程中,加氢反应发挥着非常重要的作用,而催化剂的形态、类别等都会对加氢反应的效果产生直接影响。
本文对加氢反应催化剂的分类情况和制备方法进行了分析,并就加氢催化剂的国产化进行了研究,结果表明,现阶段,丁辛醇装置加氢催化剂的国产化在技术方面已经趋于成熟,相比进口催化剂存在一定差距,不过同样能够满足生产需求,而且性价比更高,完全可以取代进口催化剂。
关键词:丁辛醇装置;加氢催化剂;国产化前言:某化工企业主要的产品是丁醛和辛烯醛,采用的是50万t级别的丁辛醇装置,实际生产中采用的是低压羰基合成工艺技术,丁醇和辛烯醛加氢环节采用的是气相加氢的方法,使用的催化剂是铜锌催化剂。
在以往的生产中,企业使用的都是进口催化剂,但是其价格比较昂贵,在一定程度上影响了企业的经济利润。
对此,加快对于加氢催化剂的国产化研究非常关键。
1丁辛醇装置的生产原理丁辛醇装置主要是将丙烯以及合成气体作为原料,将三苯基膦络合物作为催化剂,运用低压羰基合成的方式,生产混合丁醛,混合丁醛在进入到加氢系统后,可以生成混合丁醇,经过精馏装置脱出轻重组分,对异构物进行分离,可以得到正丁醇和异丁醇。
如果是进行辛醇的生产,需要先对混合丁醛中存在的异构物进行分离,然后将分离出的正丁醛进行缩合,得到辛烯醛,加氢和精馏脱出轻重组分,可以得到辛醇。
在该企业中,丁辛醇装置辛烯醛生产中采用的是气相法为主的加氢工艺,借助辛烯醛气相加氢反应器,从蒸发器中出来的辛烯醛会被加热到120℃以上,然后从反应器的底部进入到反应器中,接触到催化剂后开始加氢,得到的粗辛醇则会通过冷凝的方式从顶部出来,通过这样的方式,可以实现与循环气的气液分离。
2加氢反应催化剂的分类情况在生产过程中,加氢反应要求具备足够的反应速率,这就必然会用到催化剂。
可以被应用到有机物加氢反应中的催化剂多种多样,如果依照形态对其进行分类,大致可以分成五种类型:(1)骨架催化剂。
25万吨/年丁辛醇工艺分析及优化
丁辛醇是重要基本的有机化工原材料,在化工、石油、医药等方面具有非常广泛的用途。
以惠生(南京)化工有限公司年产25万吨丁辛醇装置研究为对象,通过分析比较不同丁辛醇合成工艺及装置的特点和运行要求,选择了 DAVY/DOW 丙烯铑低压羰基合成-液相循环工艺技术,确定了工艺流程,计算该工艺的生产消耗及物料平衡。
根据年产25万吨丁辛醇生产要求,设计了羰基合成反应器,研究了影响羰基合成反应的因素,包括原料杂质、合成气中氢碳比、温度、压力、三苯基膦浓度及铑催化剂失活对羰基合成反应的影响,并提出了相应改善措施,以保证装置安全、稳定、长周期、满负荷、优化运行。
介绍了羰基合成催化剂失活原因,并简单阐述了本装置催化剂回收方式。
丁辛醇产能丁辛醇,也称为十六烷基丙二醇,是一种重要的有机化合物。
它是一种无色液体,具有特殊的香气,广泛应用于化妆品、润滑剂、塑料等领域。
本文将从丁辛醇的产能方面进行探讨。
丁辛醇的主要生产方式是通过石化工艺制备。
在工业上,丁辛醇的合成主要依靠丁烯和异辛醇的反应。
具体而言,首先将丁烯与异辛醇进行酸催化反应,生成丁辛醇。
这种方法效率高、成本低,因此被广泛采用。
全球丁辛醇的产能逐年增加。
以中国为例,中国是丁辛醇的主要生产国之一。
根据统计数据显示,中国丁辛醇的年产能已经达到数百万吨。
随着中国经济的快速发展和市场需求的增加,丁辛醇的产能还将继续扩大。
丁辛醇的产能除了受到市场需求的影响外,还受到原材料供应和生产工艺的制约。
首先,丁烯和异辛醇是丁辛醇的主要原料。
因此,原材料的供应情况直接影响到丁辛醇的产能。
其次,生产工艺的改进和优化也可以提高丁辛醇的产能。
随着科技的进步,新的生产工艺不断涌现,使得丁辛醇的产能得到提高。
值得一提的是,丁辛醇的产能增加也带来了一些问题。
首先,丁辛醇的生产过程中会产生大量的废水和废气。
这些废物的处理对环境保护提出了新的挑战。
其次,丁辛醇的大规模生产也增加了能源消耗和二氧化碳排放量。
因此,如何减少生产过程中的环境影响成为了一个新的课题。
为了应对这些问题,丁辛醇生产企业需要采取一系列措施。
首先,可以通过改进生产工艺,减少废物的产生。
例如,引入新的催化剂和反应条件,提高反应效率。
其次,可以建立废物处理系统,对产生的废水和废气进行处理和回收利用。
此外,还可以加强能源管理,采用清洁能源替代传统能源,降低二氧化碳排放。
丁辛醇作为一种重要的有机化合物,在化妆品、润滑剂、塑料等领域具有广泛的应用前景。
丁辛醇的产能随着市场需求的增加而不断扩大,但同时也面临着环境影响等问题。
为了解决这些问题,丁辛醇生产企业需要采取有效的措施,改进生产工艺,减少废物产生,并加强环境保护意识,推动可持续发展。
山 东 化 工 收稿日期:2017-10-25作者简介:王青龙(1982—),助理工程师,2005年毕业于湖北长江大学化工学院化工机械专业,现在山东建兰股份有限公司丁辛醇车间从事一线技术工作。
丁辛醇装置回收残液及尾气中丙烯丙烷工艺生产技术要点王青龙(建兰股有限公司,山东淄博 255438)摘要:采用丁醛吸收丙烯丙烷技术回收丁辛醇装置残夜及尾气中的丙烯丙烷,根据本文工艺建成的尾气残液回收装置已经开车成功,正常平稳运行,取得较好经济效益和生态效益。
关键词:丙烯;丙烷;残液;吸收;冷凝;分离中图分类号:X786 文献标识码:A 文章编号:1008-021X(2017)24-0128-02TheButylAunitIsUsedtoRecovertheResidualLiquidandthePropylenePropaneintheTailGasTechnicalPointsofProcessProductionWangQinglong(JianlanSharesCo.,Ltd.,Zibo 255438,China)Abstract:Objective:Inthispaper,usingbutylaldehydeabsorbpropyleneoxidetechnologyrecycledbutyloctylalcoholdevicepropyleneoxideinthenightandexhaustgas,accordingtotheresidualliquidrecoveryunithasbeenbuiltinthispaper,processexhausttodrivesuccess,normalrunningsmoothly,obtaingoodeconomicbenefitandecologicalbenefit.Keywords:propylene;propane;residue;absorption;condensation;separation 山东某大型煤化工丁辛醇装置,其低压羰基合成生产丁辛醇产生的尾气中丙烯丙烷含量在百分之50%左右,一套年产20万吨的丁辛醇装置产生的尾气中的丙烯大约在3000t/a左右,吧丙烷1500t/a左右。
浅析丁辛醇装置的工艺与技术改造摘要:本文介绍了丁辛醇装置的工艺,并以某化工厂丁辛醇车间丁辛醉装置工艺技术为例对其丁辛醇装置的工艺技术改造进行了分析。
关键词:丁辛醇装置;工艺;技术改造1 改进开车时拨基合成反应系统升温工艺路线1.1 工艺介绍丁辛醇装置羰基合成单元停车4小时以上,反应器必须进行降温操作,温度降至50℃以下,所以装置再次开车时,在投入C3H8(丙烷)原料前,需要将羰基合成反应器中物料与羰基合成催化剂的混合物温度升至85℃以上。
原工艺设计操作步骤是:建立羰基合成反应器内ROPAC(铑派克)催化剂及羰基合成液循环,由高、低压蒸发器提供热源,对反应器中物料进行升温,设计升温时间为8-10小时,期间装置所用的合成气全部排放到火炬系统烧掉。
为降低生产成本,保护铑派克(ROPAC)催化剂的活性及最大限度地实现节能减排,某化工厂针对丁辛醇装置开车升温时间过长的问题,通过查阅及核实1#羰基合成反应器冷却器的设计及操作数据,于2012年实施了技术改造,即将1#羰基合成反应器下部的冷却器改为加热器。
1#反应器冷却器设计及操作数据,见表1.l。
表1.11#反应器冷却器设计及操作数据1.2 改造前工艺流程将1#、2#反应器中溶有铑派克催化剂的BAL(丁醛)溶液,通过物料泵及系统压差送入高、低压蒸发器,间接加热到80-125℃,然后返回至l#羰基合成反应器,对l#反应器溶液进行升温,通过该过程的持续循环,直到反应器温度达到工艺要求指标以上。
1.3 改造后工艺流程把装置内的蒸汽冷凝液配置到1#反应器底部冷却器的循环水管线上,在羰基合成单元升温期间,将90-100℃的蒸汽冷凝液引至1#反应器下部冷却器内,把冷却器临时改为加热器,改造后不仅缩短了羰基合成单元的物料升温时间约4小时,而且对溶有铑派克的催化剂活性还起到了很好的保护作用,同时该改造得到了丁辛技术专利商DAVY/DOW公司的高度认可,其在随后的技术转让中得以推广应用。
丁辛醇装置铑催化剂的失活与活化摘要:国内大部分丁辛醇装置采用DAVY/DOW低压法催化剂羰基合成工艺。
该工艺以丙烯、合成气为原料,在铑催化剂作用下反应生成混合丁醛,其中正丁醛经缩合反应后生成辛烯醛(EPA),EPA再通过加氢生成辛醇;混合丁醛加氢生产丁醇。
羰基合成单元是丁辛醇生产装置的核心,反应过程中采用均相络合物铑膦催化体系,以铑原子为活性中心,以三苯基膦为配位体,在一定条件下添加过量的三苯基膦时可使产物的正异构比提高到20∶1以上。
但贵重金属铑资源稀少、制作工艺复杂,价格十分昂贵。
在正常生产中,少部分催化剂随产品带走,其活性亦随生产周期的延长及毒物的积累逐渐降低,直至完全失活而无法使用,使用寿命设计约为1.5a。
关键词:丁辛醇装置;铑催化剂;失活;活化;分析引言::2017年之前原料丙烯主要为化工一厂裂解聚合级丙烯和化学级丙烯,随着烯烃裂解工艺改进,化学级丙烯产量越来越少,而聚合级丙烯还要供应异丁醛装置和新上聚丙烯装置,烯烃裂解丙烯产量已不能满足丁辛醇装置生产负荷的要求。
因此,2017年初针对将炼油厂气体分离装置所产丙烯用做丁辛醇装置原料进行了可研分析,并在2017年上半年完成了相应的设计与改造。
炼油厂丙烯应用于丁辛醇生产在之前尚无先例,无经验可借鉴。
目前国内大部分丁辛醇生产装置都是采用英国戴维工艺技术有限公司的低压羰基合成工艺,其中的羰基合成反应是整个工艺的核心。
羰基合成反应的铑催化剂是以铑(Rh)原子为中心,三苯基膦和一氧化碳作为配位体的络合物,为淡黄色结晶体,它的主要特点为:异构化能力弱、加氢活性低、选择性高、反应速度快,几乎为钴催化剂的102-103倍。
其铑催化剂的活性对整个反应至关重要,影响着整个装置的经济效益。
1.试验部分1.1铑膦催化剂失活原理铑膦催化剂是以铑(Rh)原子为中心、三苯基膦(TPP)和一氧化碳作为配位体的络合物,淡黄色结晶体。
其主要特点:异构化能力弱、加氢活性低、选择性高、反应速度快,几乎为钴催化剂的100-1000倍。
丁辛醇生产技术及市场丁醇和辛醇(2-乙基己醇)都是有机化工原料,用途广泛。
丁醇主要用于生产邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸丁苄酯(BBP)、脂肪族二元酸酯类等增塑剂和醋酸丁酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯等,还是生产丁醛、丁酸以及醚类、胺类等的原料。
辛醇主要用于生产邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、对苯二甲酸二辛酯(DOTP)、己二酸二辛酯(DOA)等增塑剂和丙烯酸辛酯、表面活性剂等,可用作照相造纸涂料和纺织等行业的溶剂,柴油和润滑油的添加剂,陶瓷行业釉浆分散剂、矿石浮选剂、消泡剂、清净剂等。
据统计,2004年全球丁醇产能323.7万t/a,辛醇产能318.7万t/a。
全球丁辛醇主要生产装置采用丙烯羰基合成法,可根据市场需要调整丁醇辛醇的产量。
生产技术现状和进展随着石化工业和羰基合成技术的发展,早期淀粉质农副产品发酵路线和乙醛缩合路线相继淘汰,羰基合成法(即丙烯氢甲酰化法)生产丁辛醇迅速发展起来,其生产过程为丙烯和合成气(一氧化碳和氢气)羰基合成粗醛,精制得到正丁醛和异丁醛;分别加氢得到产品正丁醇和异丁醇;两分子正丁醛缩合脱水生成辛烯醛,加氢得到产品辛醇。
根据羰基化反应压力和催化剂的不同,羰基合成法可分为高压钴法、中压法(改进钴法、改良铑法)、低压法(低压铑法、改进铑法)等工艺。
其中低压铑法具有温度低、压力低、速度高、正异构比高、副反应少、铑催化剂用量少、寿命长、催化剂可回收再用以及设备少、投资省、丁醇和辛醇可切换生产等优点,现已取代高压法成为丁辛醇合成技术的主流。
低压丙烯羰基合成法的主要专利商有戴维(Davy)、三菱化成(MCC)、巴斯夫(BASF)及伊士曼(Eastman)等。
低压改进铑法分为气相循环和液相循环两种方法。
液相循环低压改性铑法是当今世界最先进、最广泛使用的丁辛醇合成技术。
对液相循环改性铑法技术加以改进,发展形成各有特色的具有竞争力的专有技术,目前有Davy工艺、三菱化成工艺和BASF工艺。
化学工艺学第八章-4丙烯羰基化合成丁醇、辛醇第八章羰基化过程8(4 丙烯羰基化合成丁醇、辛醇 8(4(1 烯烃氢甲酰化反应的基本原理8(4(1(1 反应过程烯烃氢甲酰化主反应是生成正构醛,由于原料烯烃和产物醛都具有较高的反应活性,故有连串副反应和平行副反应发生。
平行副反应主要是异构醛的生成和原料烯烃的加氢,这两个反应是衡量催化剂选择性的重要指标。
主要连串副反应是醛加氢生成醇和缩醛的生成。
以丙烯氢甲酰化为例说明。
主反应CH= CHCH+CO+H?CHCHCHCHO (8—39) 232322副反应CH=CHCH+CO+H (CH3)CHCHO (8—40) 2222异丁醛CH2=CHCH+HCHCHCH (8—41) 22323CHCHCHCHO+H?CHCHCHCHOH (8—42) 322232222CHCHCHCHO?CHCHCHCH(OH)CH(CH())CHCH (8—43) 32232223缩二丁醛CHCHCHCHO+(CH)CHCHO ? 32232CHCH(CH)33CH(OH)CH(CHO)CHCH 23缩醛 (8—44)在过量丁醛存在下,在反应条件下,缩丁醛又能进一步与丁醛化合,生成环状缩醛、链状三聚物,缩醛很容易脱水生成另一种副产物烯醛CHCHCH(OH)CH(CHO)CHCH?CHCHCHCH—C(CH)CHO +HO CH32223322252(8—45) 8(4(1(2 催化剂各种过渡金属羰基配位化合物催化剂对氢甲酰反应均有催化作用,工业上经常采用的有羰基钴和羰基铑催化剂,现分别讨论如下。
1.催化剂及特性催化剂名称活性组分缺点HCO(CO) 羰基钴催化剂热稳定性差,容易分解析出钴而失去4活性HCO(CO).[P(n-R)] 膦羰基钴催化33剂可看作是[P(n-R)]取催化剂的热稳定性好,直链正构醛的3代了HCO(CO)中的选择性佳,加氢活性高、醛缩合及醇4CO.(R为烷基、芳基、醛缩合等连串副反应少等优点。