2-丁烯高值化开发利用综述
CO2 高值化利用新途径:铁基催化剂CO2加氢制烯烃研究进展
化工进展CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS2021年第40卷第2期CO 2高值化利用新途径:铁基催化剂CO 2加氢制烯烃研究进展张超1,张玉龙1,朱明辉1,孟博2,涂维峰2,韩一帆1,2(1化学工程联合国家重点实验室,华东理工大学,上海200237;2先进功能材料制造教育部工程中心,郑州大学,河南郑州450001)摘要:大气中CO 2浓度逐年升高,而其高值化利用是实现减排的重要途径之一。
低碳烯烃是重要的化工原料,CO 2作为碳源加氢制取烯烃(CTO )是缓解化石能源的消耗及温室效应的有效方法之一。
铁基催化剂因其优异的催化反应性能,被视为该反应最具应用前景的催化剂之一;但铁基催化剂烯烃选择性仍有待进一步提高。
本文综述了铁基催化剂CTO 反应研究进展,包括反应热力学分析、理论模型、催化剂设计与开发(助剂和载体对催化剂结构及性能的影响)、反应机理、构-效关系、失活机理等;提出未来催化研究方向,即借助Operando 技术聚焦反应过程中催化剂活性相的动态结构变化规律,探究外界因素引起的催化材料表界面的作用机制,为工业催化剂的理性设计提供思路。
关键词:二氧化碳;加氢;催化剂;选择性;失活;稳定性中图分类号:TQ032.4文献标志码:A文章编号:1000-6613(2021)02-0577-17New pathway for CO 2high-valued utilization:Fe-based catalysts forCO 2hydrogenation to low olefinsZHANG Chao 1,ZHANG Yulong 1,ZHU Minghui 1,MENG Bo 2,TU Weifeng 2,HAN Yifan 1,2(1State Key Laboratory of Chemical Engineering,East China University of Science and Technology,Shanghai 200237,China;2Engineering Research Center of Advanced Functional Material Manufacturing of Ministry of Education,ZhengzhouUniversity,Zhengzhou 450001,Henan,China)Abstract:The concentration of CO 2in the atmosphere is increasing year by year,and high value utilization of CO 2is an important path to reduce the carbon emissions.Low-carbon olefins are important chemical raw materials,and CO 2as a carbon source hydrogenation to olefins (CTO)is one of the most promising CO 2utilization technologies that can potentially mitigate the global greenhouse gas emission and reduce the dependence of chemical production on fossil fuels.The Fe-based catalysts are recognized as a promising candidate in CTO due to their low cost and excellent performance.However,the selectivity to lower olefins and the activity of the Fe-based catalysts currently haven ’t met the industrial requirements,and the mechanism of CTO reaction remains unclear.This article reviews the research progress of the iron-based catalysts for CTO reaction,including the reaction thermodynamic analysis,theoretical model,catalyst design and development (the influence of additives and supports on thestructure and performance of catalysts),reaction mechanism,structure-activity relationship,and特约评述DOI :10.16085/j.issn.1000-6613.32020-1403收稿日期:2020-07-20;修改稿日期:2020-10-28。
巴豆酸制备及其应用进展
物遇水后会形成一种凝胶[38-39],在药物使用过程 酸、丙烯腈等[951]。随后,Kang等以不同的催化
中可减缓药物的释放速率,同时也可减少某些刺 体系对巴豆酸进行热解(见表2),并发现巴豆酸
激中枢神经系统的兴奋剂药物的滥用。类似地, 热解后的产物除丙烯和二氧化碳外还有液态燃料
将巴豆酸-丙烯酸酰胺共聚物与农业化学药品混 (见图7)。其中,十二碳三钉对不饱和羧酸的脱
基在C=C的同一侧,造成空间位阻大,结构不稳 定,使得PHB在热解反应中更趋于生成反式巴 豆酸(图6)。
与目前工业生产法相比,PHB催化解聚制备 巴豆酸具有其独特的优势,主要包括原料可再生、 工艺过程简单、产率高、反应能耗低和环境污染小 等。以可再生生物质PHB为原料,采用热解的 方式高选择性获得巴豆酸,将成为替代现有生产 巴豆酸技术的极佳选择。 2 巴豆酸的应用
77
表1 PHB热解法主要产物
反应条件 室温〜338 0C,真空,0 C/min
主要产物 巴豆酸(35.3%)、二聚体、三聚体、四聚体、异巴豆酸
338〜500 C二真空,0 ' C/min 巴豆酸(34. 7%)、二聚体、三聚体、四聚体、异巴豆酸、丙烯、供丁内酯、水等
0〜500 C ,氮气,0 C /min 290 C ,30 min 300 C ,30 min
1.1 巴豆酸制备的现有工艺
现阶段,工业化生产巴豆酸的主要工艺是石
油裂解副产物乙烯多次氧化法( 见图 1)。
0
—亠裂解
氧化
II 氧化
石油----- > H2C =CH2-------- > H3c—CH---------
乙烯
乙醛
0
0
II氧化
II
丙烯、丁烯、丁二烯、甲苯、二甲苯、乙苯等的综合利用
丙烯、丁烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯的应用与进展吴汝佳 11031918乙烯以及丙烯、丁烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯等是石油化工最基本的原料,是生产各种重要的有机化工产品的基础。
下面简单介绍一下丙烯、丁烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯的应用与进展。
一、丙烯丙烯的来源:1.炼厂催化裂化气经蒸馏除去C2和C4馏分,得到丙烯、丙烷馏分,再经精馏得丙烯。
2.石油烃类经高温裂解的产物,是乙烯生产的联产品。
3.丙烷脱氢。
催化剂为氧化铬-氧化铝,反应温度635℃,丙烷转化率54%,丙烯选择性76%,回收率93%(分子比)。
丙烯是重要的化工原料。
丙烯气相氧化得到的丙烯醛,用于生产丙烯酸、烯丙醇、甘油醛、羟基乙醛以及重要的食品和饲料添加剂蛋氨酸;丙烯氨氧化得到的丙烯腈是合成纤维、合成橡胶和塑料的重要原料;丙烯氯化得到的氯丙烯可进而合成烯丙醇、丙烯二氯丙醇、氯丙腈等,用于生甘油、环氧树脂、氯醇橡胶、表面活笥剂等;丙烯烷基化得到异丙苯,是目前苯酚的主要中间体,在生产苯酚同时联产丙酮;丙烯经羰基合成得正丁醛和异丁醛,可衍生许多有机合成中间体,用于增塑剂、染料、溶剂、农药等;丙烯水合得到异丙醇,用于生产丙酮、用于生产丙酮、异丙胺及异丙酯;丙烯二聚得到乙烯、三聚得到千烯、聚合得到聚丙烯,丙烯四聚得到的十二碳烯是表面活性剂的中间体。
下面简单介绍一下以丙烯为原料生产的丙烯衍生物。
1)环氧丙烷丙烯、氯气与水于常压、60 °C加成产生氯丙醇,后者经氢氧化钙处理、凝缩、蒸馏,得到环氧丙烷。
乙苯、异丁烷或异丙苯氧化产生有机过氧化物如氢过氧化乙苯、叔丁基氢过氧化物或氢过氧化异丙苯等,再在环烷酸钼催化下与丙烯进行环氧化反应生成环氧丙烷。
世界环氧丙烷技术结构有如下明显趋势: ①氯醇法由于污染较大而逐渐被替代,所占比例呈明显下降趋势。
②共氧化法环氧丙烷增长迅速,尤其是乙苯共氧化法发展较快,近年来世界新建环氧丙烷装置基本上均采用PO /SM联产法。
正丁烯的开发与利用
正丁烯的开发与利用1、前言我国有近2 Mt/a的C4资源,其中来自炼油厂的约有1.3 Mt/a。
炼油厂的C4馏分主要山正丁‘烯(丁烯一1,顺丁‘烯一2、反丁‘烯一2)、异丁烯、正丁烷、异丁烷和丁二烯等组成。
其中,1,3- 丁二烯可以用抽提的方法分离出来,用作合成橡胶的原料,剩余C4统称为混合C4)馏分中的异丁烯可以通过醚化装置与甲醇反应生成甲基叔丁基醚MTBE)而得到有效利用。
而醚化后的C4馏分中的正丁烯有很多利用方向,自从德国的德士占公司Deuscho Texaco)开发成功正丁烯水合法生产甲乙酮的工艺后,解决了过去硫酸水合法生产甲乙酮带来的设备腐蚀问题,使甲乙酮的产量和应用范围迅速扩大,使正丁烯得到了有效合理的利用。
正丁烯的工业利用可分燃料和化工利用两个方而。
在化工利用方而,美国、西欧与日木用于生产仲丁醇和!甲乙酮的正丁烯占正丁烯消费比例的60 %左右。
在美国处于第2和第3位的利用是生产聚丁烯一1, 丁烯一1和庚烯;在西欧和日木,处于第2位的利用是生产顺丁烯二酸酐(顺酐)。
正丁烯及混合丁烯作为燃料,目前,在美国及西欧占有很大的比例。
美国烷基化油的总生产量约占原有处理量的6.2 %,催化裂化C4绝大部分用于制造烷基化油。
目前,我国对正丁烯的化工利用,主要是脱氢制丁二烯。
我国正丁烯的化工利用率还很低,丁烯衍生物不仅品种少,产量低,而且工艺技术落后。
特别是当前国外正丁烯化工利用的主要产品,在我国还是薄弱环节,甚至有相当数量的异戊橡胶、丁基橡胶、甲乙酮等产品还得依靠进口。
2、燃料方面的利用我国炼厂C4烯烃的利用以正丁烯与烷基化反应制烷基化汽友为主。
烷基化油辛烷值高、敏感性(研究法辛烷值与马达法辛烷值之差)小,具有理想的挥发性和清洁的燃烧性,是航空汽油和车用汽油的理想调合组分。
烷基化工艺具有充分利用炼厂气体资源的优点,是炼油厂中广泛应用的一种气体加工过程。
烷基化工艺有硫酸法烷基化和氢氟酸法烷基化两种,目前我国有硫酸法烷基化生产装置7套,总生产能力为443 kt/a,氢氟酸法烷基化装置12套,总生产能力为820 kt/a。
达建文-C4轻烃高附加值利用的方向与路径
2014年08月
目前国内烷基化生产工艺主要是液体酸烷基化、复合离子液 体烷基化和固体酸烷基化工艺。用于烷基化的主催化剂为 氢氟酸、硫酸、复合离子液体和Pt/沸石。 成熟的用于规模化生产烷基化油的烷基化工艺主要有硫酸法 和氢氟酸法,虽然这两种方法烷基化油产率高、选择性好, 但硫酸法工艺废酸排放量大,环境污染严重;氢氟酸是易 挥发的剧毒化学品,一旦泄漏将会给环境和周围生态系统 造成严重危害。此外,两种工艺都存在生产设备腐蚀等问 题。
=
1CH
2―
2CH―3CH
4 2― CH3
1CH +—3C―4CH 2 3
+H+
1CH 3 4 2―+ CH― CH3 2CH 3
–H + H–2CH2 ―
1CH 3― 3C+―4CH 3
H 2CH 2
1CH +―3CH―4CH 2 3
―
顺酐
顺丁烯二酸酐
顺丁烯二酸酐又称马来酸酐,简称顺酐,英文Maleic Anhydride, CAS编号108-31-6,分子式C2H2(CO)2O,是一种具有刺激性气味 的无色液体或白色固体,工业上主要采用苯或正丁烷选择氧化制 取,主要用于生产涂料和聚酯。
间接烷基化
国内外技术情况
国外间接烷基化技术以UOP、CDTECH和IFP公司为代表,目前有多套装置在运行。且 由于国外逐渐禁止MTBE装置,因此国外技术多倾向于对现有MTBE装置稍加改造,在 树脂催化剂的作用下,生产异辛烯,然后通过加氢生成高辛烷值异辛烷产品。 国内第一套异丁烯叠合装置为石家庄炼化建设的10万吨/年叠合装置。采用法国IFP技术, 运行时间较短,目前该装置闲置。 某石化研究院在九十年代开发了一种名为OilHyd的两段碳四烯烃齐聚-加氢间接烷基化 工艺,但由于反应温度高、压力高、催化剂寿命短等原因未实现工业化。
二异丁烯生产工艺及其下游产品应用
二异丁烯生产工艺及其下游产品应用二异丁烯是一种重要的有机中间体,广泛应用于合成橡胶用增粘剂、表面活性剂以及辛基酚、异壬基醇等领域。
随着子午线轮胎行业的快速发展,对辛基酚的需求也在迅速增长。
然而,我国缺乏生产辛基酚的基本原料——二异丁烯,不得不花费大量外汇进口这类产品,严重制约了后续发展。
因此,二异丁烯及其下游产品应用领域和市场前景备受关注。
在工业上,二异丁烯通常由混合C4中的异丁烯在固体酸催化剂作用下二聚生成。
生产技术主要有硫酸萃取工艺、多相固定床催化工艺、均相催化工艺、催化精馏工艺等。
其中,催化精馏工艺、MTBE装臵改产二异丁烯及催化剂性能的改进是最活跃的研究领域。
硫酸萃取工艺在20世纪60年代实现工业化生产,至80年代中期,这一工艺是工业上大部分二异丁烯的主要来源。
BASF公司的40~45%硫酸萃取工艺装臵的齐聚物收率不超过1%。
该工艺一般采用2~3段反应器,使异丁烯与45~65%的硫酸接触,生成的硫酸叔丁酯与正丁烯分离后,在再生塔中水解成异丁烯和叔丁醇,硫酸循环使用。
解吸硫酸萃取液得到异丁烯、少量的叔丁醇共沸液和少量的异丁烯二聚物。
硫酸萃取工艺的直接目的是实现正、异丁烯的分离,异丁烯低聚物(主要是二异丁烯)作为副产回收,其中二异丁烯的收率取决于所使用的萃取硫酸浓度。
Bayer丁烯齐聚工艺是___于1959年开始开发的树脂法分离异丁烯的工艺。
该工艺采用阳离子交换树脂为催化剂进行液相反应,反应温度为100℃,压力为1.5~2.0Mpa,异丁烯转化率达99%,正丁烯转化率约为10%。
反应产物经离心分离后,含20~30%催化剂的反应液循环回反应器,其余的澄清液经过滤后送往分离系统分出C4和齐聚物。
原料,不仅能够生产高纯度的二异丁烯,还能够同时生产MTBE和叠合产品,根据市场需求进行比例调节。
该工艺具有更高的选择性和辛烷值,并且催化剂稳定性更高,能够在纯醚化和联产两种工况间切换。
此外,该工艺对杂质耐受性好,不需要对原料进行特殊处理。
正丁烯的开发与利用
由表 ! 可以看出, KPEK 工艺每 % 顺酐的生产成 本比传统的固定床工艺约低 !"" 美元。
表!
工艺过程 传统的固定床工艺 阿卢苏伊塞固定床工艺
两种工艺的生产成本对比
顺酐生产成本 , 美元・ %C#
KPEK 流化床工艺
+F# FF# /+’
近年来,孟山都公司将流化床法直接改为移动 床法, 使顺酐收率进一步得到提高。 天津石化公司第二石化厂采用中科院山西煤化 所技术, 是我国目前唯一用炼油厂混合 I’ 馏分中的 正丁烯为原料生产顺酐的厂家, 生产能力为 #&/$% , - 。 另外,兰州炼油化工总厂正在兴建以炼油厂混合 I’ 馏分为原料、 流化床催化氧化法生产顺酐的装置, 生 产能力为 #&/ $% , - , 预计不久将投产。
表 / 两公司直接水合法主要工艺条件
公司名称 出光兴产公司 德士古公司 消耗正丁烯( )2, ) 0/ ・( 65 5 仲丁醇) 反应温度 反应压力
!"#"# 正丁烯直接氧化或仲丁醇脱氢制取甲乙酮 !"#"#"$ 正丁烯直接氧化法
上海石油化学研究所、 吉林大学等单位都进行过使用气固相非钯催化剂将 烯烃直接氧化成酮的研究。近年来, 国外采用分子工 程技术, 用纯氧一步法直接将丁烯氧化成甲乙酮, 工 艺过程包括原料净化、 染,目前正在兴建
现状进行了综述。 关键词
! 前 言
我国有近 ! +, - . 的 *( 资源, 其中来自炼油厂的 约有 #/& +, - . 。炼油厂的 *( 馏分主要由正丁烯( 丁 烯 0# 、 顺丁烯0!、 反丁烯 0! ) 、 异丁烯、 正丁烷、 异丁烷 和丁二烯等组成。其中, #1&0丁二烯可以用抽提的方 统称为 法分离出来, 用作合成橡胶的原料, 剩余 *( ( 混合 *()馏分中的异丁烯可以通过醚化装置与甲醇 反应生成甲基叔丁基醚( 而得到有效利用。 而 +234) 醚化后的 *( 馏分中的正丁烯有很多利用方向, 自从 德国的德士古公司( 开发成功正丁 56789:; 26<.9; ) 烯水合法生产甲乙酮的工艺后,解决了过去硫酸水 合法生产甲乙酮带来的设备腐蚀问题,使甲乙酮的 产量和应用范围迅速扩大,使正丁烯得到了有效合 理的利用。 正丁烯的工业利用可分燃料和化工利用两个方 面。在化工利用方面, 美国、 西欧与日本用于生产仲 丁 醇 和 甲 乙 酮 的 正 丁 烯 占 正 丁 烯 消 费 比 例 的 %" = 左右。在美国处于第 ! 和第 & 位的利用是生产聚丁 烯 0# 、 丁烯 0# 和庚烯; 在西欧和日本, 处于第 ! 位的 利用是生产顺丁烯二酸酐( 顺酐) 。正丁烯及混合丁 烯作为燃料, 目前1在美国及西欧占有很大的比例。 美 国烷基化油的总生产量约占原油处理量的 %/! = , 催 化裂化 *( 绝大部分用于制造烷基化油。 目前, 我国对正丁烯的化工利用, 主要是脱氢制 丁二烯。我国正丁烯的化工利用率还很低, 丁烯衍生 物不仅品种少, 产量低, 而且工艺技术落后。特别是 当前国外正丁烯化工利用的主要产品,在我国还是 薄弱环节, 甚至有相当数量的异戊橡胶、 丁基橡胶、 甲乙酮等产品还得依靠进口
丙烯、丁烯、丁二烯、甲苯、二甲苯、乙苯等的综合利用
丙烯、丁烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯的应用与进展吴汝佳 11031918乙烯以及丙烯、丁烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯等是石油化工最基本的原料,是生产各种重要的有机化工产品的基础。
下面简单介绍一下丙烯、丁烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯的应用与进展。
一、丙烯丙烯的来源:1.炼厂催化裂化气经蒸馏除去C2和C4馏分,得到丙烯、丙烷馏分,再经精馏得丙烯。
2.石油烃类经高温裂解的产物,是乙烯生产的联产品。
3.丙烷脱氢。
催化剂为氧化铬-氧化铝,反应温度635℃,丙烷转化率54%,丙烯选择性76%,回收率93%(分子比)。
丙烯是重要的化工原料。
丙烯气相氧化得到的丙烯醛,用于生产丙烯酸、烯丙醇、甘油醛、羟基乙醛以及重要的食品和饲料添加剂蛋氨酸;丙烯氨氧化得到的丙烯腈是合成纤维、合成橡胶和塑料的重要原料;丙烯氯化得到的氯丙烯可进而合成烯丙醇、丙烯二氯丙醇、氯丙腈等,用于生甘油、环氧树脂、氯醇橡胶、表面活笥剂等;丙烯烷基化得到异丙苯,是目前苯酚的主要中间体,在生产苯酚同时联产丙酮;丙烯经羰基合成得正丁醛和异丁醛,可衍生许多有机合成中间体,用于增塑剂、染料、溶剂、农药等;丙烯水合得到异丙醇,用于生产丙酮、用于生产丙酮、异丙胺及异丙酯;丙烯二聚得到乙烯、三聚得到千烯、聚合得到聚丙烯,丙烯四聚得到的十二碳烯是表面活性剂的中间体。
下面简单介绍一下以丙烯为原料生产的丙烯衍生物。
1)环氧丙烷丙烯、氯气与水于常压、60 °C加成产生氯丙醇,后者经氢氧化钙处理、凝缩、蒸馏,得到环氧丙烷。
乙苯、异丁烷或异丙苯氧化产生有机过氧化物如氢过氧化乙苯、叔丁基氢过氧化物或氢过氧化异丙苯等,再在环烷酸钼催化下与丙烯进行环氧化反应生成环氧丙烷。
世界环氧丙烷技术结构有如下明显趋势: ①氯醇法由于污染较大而逐渐被替代,所占比例呈明显下降趋势。
②共氧化法环氧丙烷增长迅速,尤其是乙苯共氧化法发展较快,近年来世界新建环氧丙烷装置基本上均采用PO /SM联产法。
二烯烃研究报告
二烯烃研究报告
二烯烃是一种具有双键的有机化合物,具有广泛的应用领域。
本研究报告将对二烯烃的结构、性质、合成方法、应用等方面进行综述。
一、二烯烃的结构和性质
二烯烃分子中有两个相邻的双键,常见的二烯烃包括丁二烯、异戊二烯、环戊二烯等。
二烯烃的双键使其具有较高的反应性,易于进行加成、环化、氧化等反应。
二烯烃的分子结构对其性质具有重要影响,例如双键的位置、数目、取代基等都会影响其物理化学性质。
二、二烯烃的合成方法
目前二烯烃的合成方法有很多种,常见的包括以下几种:
1.烷基化反应:利用碱金属或碱土金属催化剂,将烃类和卤代烃反应,生成二烯烃。
2.脱水反应:将醇类和强酸反应,生成醚类中间体,再经过脱水反应生成二烯烃。
3.加成-消除反应:利用有机金属催化剂,将烯烃和碘代烃反应生成二烯烃。
三、二烯烃的应用
二烯烃具有广泛的应用领域,常见的应用包括以下几种:
1.用于合成高分子材料:二烯烃可以通过聚合反应制备出具有良好性能的高分子材料,例如聚丁二烯、聚异戊二烯等。
2.用于制备有机化合物:二烯烃可以作为有机合成的重要原料,用于制备各种有机化合物,例如药物、香料、染料等。
3.用于生产橡胶:聚合后的丁二烯和异戊二烯可以作为橡胶生产的原料,具有优良的机械性能和抗老化性能。
综上所述,二烯烃是一种重要的有机化合物,在材料、化工、医药等领域具有广泛的应用前景。
未来还需要进一步深入研究其结构性质和应用,探索更多的合成方法和应用方向。
丁二烯生产应用与技术进展
cnki_脱氢法制丁二烯技术现状及展望_耿旺
脱氢法制丁二烯技术现状及展望耿旺,杨耀(东华能源股份有限公司,江苏南京210042)摘要:详细阐述了正丁烯催化脱氢、氧化脱氢,正丁烷一步法脱氢、二步法脱氢生产丁二烯的技术现状及最新进展。
介绍了全球正丁烯脱氢装置和正丁烷脱氢装置的最新动态及市场前景。
最后分析了正丁烯氧化脱氢工艺和正丁烷一步法脱氢工艺的优缺点,并指出正丁烯氧化脱氢制丁二烯工艺将是增产丁二烯的主要方法。
关键词:正丁烯 正丁烷 丁二烯 脱氢 技术现状 中图分类号:O626.32 文献标识码:A 丁二烯(BD)作为合成橡胶及塑料的主要原料,目前主要来自于乙烯裂解副产的碳四馏分。
近几年来美国页岩气行业的快速发展,促使了美国乙烯裂解装置原料轻质化,因此丁二烯的市场供应逐步呈现短缺的趋势。
截至2011年,美国丁二烯的产能为1.6Mt/a,而需求达到了1.9Mt/a。
仅2011年,美国就从加拿大、中国、韩国等国家进口了320kt以上的丁二烯[1]。
据GBI研究公司预测,2020年美国的丁二烯需求将达到2.4Mt/a,而同期其产能将仅为1.9Mt/a[2]。
对中国而言,尽管未来“十二五”期间国内丁二烯产能预计增加910kt/a,但即将投产或已开工建设的下游装置对丁二烯的需求量将达到1.46Mt/a,因此未来国内丁二烯也将保持供不应求的局面[3]。
另据ICIS News预测,到2016年,全球丁二烯的供应和产能的缺口将超过770kt[4]。
国际市场丁二烯价格从2011年初至今呈M型大幅震荡[5]。
受全球经济下行的影响,部分地区丁二烯的市场需求也有所萎缩。
但长远来看,剧烈的价格波动不会改变下游市场对丁二烯的巨大需求,因此国内外一些企业开始重新关注定向合成丁二烯的工艺,纷纷计划利用正丁烯或正丁烷为原料,脱氢生产丁二烯。
笔者详细阐述了脱氢法生产丁二烯的技术现状和最新动向,并展望了该技术未来在国内外的市场前景。
1 正丁烯脱氢制丁二烯工艺正丁烯脱氢制丁二烯作为一种重要的丁二烯来源,早在上世纪60年代就受到国内众多单位的关注,我国在1969年建成了千吨级规模的正丁烯氧化脱氢制丁二烯工业装置,随后在1971年建成了大型正丁烯氧化脱氢装置[6]。
丁烯氧化脱氢制丁二烯工艺技术简介
丁烯氧化脱氢制丁二烯工艺技术简介内部资料一、前言丁二烯通常指1,3一丁二烯,是碳四(C4)中最重要的组分之一。
在烯烃原料中的地位仅次于乙烯和丙烯。
是合成橡胶和树脂的重要原料之一。
丁二烯生产目前主要有两种,一种是从乙烯裂解装置副产的混合C4馏分中分离得到(丁二烯含量40~45%)。
另一种是从炼油厂C4馏分中分离丁烯,然后再将丁烯脱氢分离制得丁二烯(50~65%)。
我公司采用第二种方法生产丁二烯。
二、工艺路线本工艺采用丁烯氧化脱氢制备丁二烯技术路线。
主要步骤:丁烯制备(俗称前乙腈)、丁烯氧化脱氢反应、丁二烯抽提(俗称后乙腈)与精制。
反应器为流化床,分离均采用乙腈(CAN)法。
三、产品——丁二烯质量标准(企标)丁二烯含量% ≥99.5总炔烃PPm <20乙腈PPm 微量二聚物PPm ≤150T.B.C PPm ≤3(阻聚剂)H20值PPm ≤20含氧化合物PPm ≤10羟基化合物PPm ≤10硫化物(以H2S)计PPm <1四、原材料规格及动力配置名称规格原料;混合碳四分析项目碳二总量丙烷丙烯异丁烷正丁烷反-2-丁烯1-丁烯异丁烯顺-2-丁烯异戊烷正戊烷1,3-丁二烯甲醇含量二甲醚含量其他合计鲁深发0.052.60.8632.7412.7814.2713.88138.740.590.160.150.060.030.12100其他单位0.042.540.2622.2920.620.6716.83114.290.690.10.150.080.090.37100氧化脱氢反应用丁烯原料丁烯(重量):% ≤98% 异丁烯(重量):% ≤0.5 总碳三(重量):% ≤0.1 总碳五(重量):% ≤0.1 总硫(重量):PPm ≤3乙腈纯度(重量):% ≥98氢氰酸:PPm <50丙烯腈:PPm ≤500酸度(以醋酸计):PPm <50 水:(重量)% ≤0.5丙腈:% ≤1.0甲醇工业级亚销酸钠纯度:(重量)% ≥98水不溶物:% <0.01 NaNO3含量:(重量)% <1.5对叔丁基苯邻二酚(T.B.C)纯度(重量)%:≥99 熔点:℃≥52外观:白色或微黄晶体吸收油(正己烷)馏程:℃碘值:I2g/100g <0.1 水溶性酸碱中性脱氢催化剂铁系催化剂D-006催化剂外观:灰色不透明球状颗粒,水质量分数≤%氧气用空气生压机润滑油Iso-vg46动力规格:动力电:供生产装置用380伏。
C4资料
组分催化裂化C4蒸汽裂解C4异丁烷341正丁烷102异丁烯1522 1-丁烯1314 2-丁烯2811丁二烯48炔烃-2异丁烷由于其性质不活泼,深加工利用困难,因此在化工方面的应用较少,主要用于直接烷基化生产汽油。
正丁烷可通过过氧化制取顺丁烯二酸酐(顺酐)。
异丁烯应用最广的是与甲醇反应生成MTBE,现在以异丁烯为原料生产甲基丙烯酸甲酯(MMA)比较多。
正丁烯大多用于氧化脱氢制丁二烯、顺酐、制甲乙酮。
另外1-丁烯可作为聚乙烯单体、仲丁醇和加以统一及气相聚合产品的生产原料和生产顺酐的原料。
2-丁烯的主要用途:(1)利用间接烷基化技术生产烷基化汽油,这是2-丁烯的主要用途,约占2-丁烯用量的90%。
(2)由2-丁烯和乙烯生产丙烯。
(3)通过2-丁烯水合生成仲丁醇然后脱氢生成甲乙酮。
丁二烯从20世纪90年代初期全部用于生产合成橡胶逐渐扩大到生产合成树脂、热塑性弹性体、丁苯胶乳以及其它有机化工产品,尤其是在丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)树脂、苯乙烯与丁二烯的嵌段共聚物(SBS)热塑性弹性体合丁苯胶乳等产品的消费量增幅较大。
此外,丁二烯还可直接合成一些基本原料,如丁二醇、四氢呋喃、苯乙烯、己二腈、己内酰胺、丁醛/丁醇及2-乙基乙醇和1-辛烯/1-辛醇等。
现在扬巴二期工程扩建可研报告大概二个月前刚完成中咨公司评审,主要建设装置有乙烯、汽油加氢]、芳烃芳烃抽提、乙二醇、丁二烯、异丁烯、聚异丁烯、2-丙基庚醇、乙本醇丁醚、表面活性剂、醇胺联合装置、丙烯酸特种酯、高吸水性树酯、丁辛醇、丙酸等以芳构化反应生产三苯,收率大于45%,剩余的气体主要做车用液化气,干气做其他用途。
可以送去萃取抽提丁二烯,剩余的作为液化气可以作为乙烯裂解的原料,作为气态裂解原料乙、丙烯的收率都挺好的。
碳四芳构花化大连化物所做过,不过计算过成本,不赚钱,转化率低我公司的碳四处理流程是:先把丙烯提出来,然后是做MTBE,把异丁烯提出来,然后在把里面的异丁烷提出来,丁二烯抽提出来,丁烯做甲乙酮,最后剩下的掺到液化气中,从正丁烯的重点下游产品的市场分析及国内外发展趋势分析得出,甲乙酮、2-丙基庚醇、丁二烯、戊醛的市场前景较好。
CO2高值化利用新途径铁基催化剂CO2加氢制烯烃研究进展
CO2高值化利用新途径铁基催化剂CO2加氢制烯烃研究进展随着全球气候变化日益严重,减少二氧化碳(CO2)的排放已经成为世界范围内的紧迫任务。
为了有效减少CO2的排放量,科学家们正在努力寻找高效的CO2高值化利用途径。
其中,利用铁基催化剂进行CO2加氢制烯烃是一种备受关注的新途径。
本文将对这一领域的最新研究进展进行综述。
1.CO2加氢制烯烃的反应机理CO2加氢制烯烃是一种重要的化学反应,可以将CO2和氢气转化为高附加值的烯烃产品。
在这个反应中,铁基催化剂被广泛应用。
通常情况下,CO2在催化剂的表面吸附并与氢气发生加氢反应,生成CO和水。
然后,CO和水继续与氢气发生反应,生成烯烃产品。
铁基催化剂在这个过程中起到了至关重要的作用,可以有效地促进CO2的转化过程。
2.铁基催化剂在CO2加氢制烯烃中的应用研究近年来,越来越多的研究表明,铁基催化剂在CO2加氢制烯烃中具有良好的催化活性和稳定性。
其中,一些新型的铁基催化剂比传统的铁基催化剂具有更高的CO2加氢转化率和选择性。
例如,一些纳米级的铁基催化剂可以有效促进CO2加氢反应,并且具有较高的选择性,可以将CO2转化为高纯度的烯烃产品。
此外,一些改性的铁基催化剂也显示出了更好的催化性能,可以有效地抑制副反应的发生,提高反应的选择性。
3.CO2加氢制烯烃的应用前景CO2加氢制烯烃是一种非常有潜力的CO2高值化利用新途径。
随着铁基催化剂的不断优化,这种反应的效率和选择性将进一步提高。
未来,CO2加氢制烯烃有望成为一种商业化的CO2高值化利用技术,可以为化工行业提供可持续的碳资源,并帮助减少CO2的排放量。
4.结语总的来说,铁基催化剂在CO2加氢制烯烃方面的研究进展非常令人鼓舞。
这种新型的CO2高值化利用途径有望为全球应对气候变化提供有力支持。
未来,我们可以预期铁基催化剂在CO2加氢制烯烃领域的研究将会有更多的突破,为实现碳资源的可持续利用做出更大的贡献。
2-丁烯高值化开发利用综述
2-丁烯高值化开发利用综述D总转化率为85%~92%,丙烯的选择性>98%。
上海赛科90万吨乙烯装置副产的剩余C4即采用该技术生产丙烯。
IFP公司的CCR-Meta-4工艺使用高活性铼基催化剂,反应物中的粗C4物流通过三个步骤转化成丙烯和富异丁烯物流:第一,丁二烯和C4炔烃选择性加氢,1-丁烯同时加氢异构化;第二,异丁烯通过蒸馏或与甲醇醚化生成MTBE 脱除;第三,富2-丁烯与乙烯易位反应转化成丙烯。
该工艺中易位反应器的操作温度为35℃,压力为 6 MPa,通过C4馏分循环以提高2-丁烯的总转化率,2-丁烯总转化率达到90%,丙烯的选择性在 95%左右。
中国台湾的中油公司应用该技术。
上海石油化工研究院开发了S-OMT增产丙烯技术,在过渡金属氧化物的作用下,在300℃、3.0 MPa、C4重量空速2.4h-1的条件下通过2-丁烯与乙烯歧化增产丙烯,催化剂选择性>96%,2-丁烯初始转化率>70%,通过2-丁烯循环总转化率>90%,目前已与燕山石化签订协议,首套20万吨的工业装置预计2012年将在燕山石化实现工业化。
另外,大连化学物理研究所采用负载型MgMo/MCM22分子筛催化剂进行乙烯与2-丁烯歧化反应制丙烯,在固定床反应器上,60~70℃、1.0MPa、乙烯/2-丁烯=1.5~3(mol)的条件下,2-丁烯转化率为60%~90%,丙烯选择性达90%以上。
2.由2-丁烯催化裂化制丙烯Fina公司将丁烯和轻石脑油裂解的较重组份,在547℃、101.3kPa、空速10h-1的条件下,通过硅沸石催化剂转化成丙烯,丙烯质量收率可达到39.9%。
若该工艺与具有过量丁烯的装置(如MTBE装置的残液)结合起来生产丙烯,把线性丁烯类混合物转化为丙烯,比异构化为异丁烯具有更高的经济效益。
Lurgi公司的 Propylur工艺采用择形非均相ZSM-5型分子筛催化剂,将C4及以上烯烃(丁烯、戊烯、己烯等)于500℃、0.1~0.2 MPa下经固定床催化裂化转化成丙烯。
2-丁烯形成高分子化合物的方程式
2-丁烯形成高分子化合物的方程式2-丁烯A为CH3CH=CHCH3,根据信息①③可知:A→B:发生双取代,反应①为:CH3CH=CHCH3+2Cl2500℃→→500℃CH2ClCH=CHCH2Cl+2HCl,卤代烃在碱性条件下水解:B→C:反应②为:CH2ClCH=CHCH2Cl+2NaOH△→→△CH2OHCH=CHCH2OH+NaCl,C(CH2OHCH=CHCH2OH)的相对分子质量为88,根据信息②可知:先使C与某些物质发生加成,保护碳碳双键,所以C→D:反应③为:CH2OHCH=CHCH2OH+HBr→CH2OHCH2CHBrCH2OH,反应④为醇羟基的氧化:D→E:CH2OHCH2CHBrCH2OH+O2→催化剂△→△催化剂CHOCH2CHBrCHO+2H2O,反应⑤为醛基的氧化:E→F:CHOCH2CHBrCHO+O2→催化剂△→△催化剂COOHCH2CHBrCOOH,反应⑥为卤素原子在氢氧化钠的醇溶液中消去:F→G:COOHCH2CHBrCOOH+NaOH→醇/△H+→H+醇/△ COOHCH=CHCOOH+NaBr,G(COOHCH=CHCOOH)的相对分子质量为116,且G分子内只有2种氢原子,反应⑦为烯烃的加聚反应:G→H:nCOOHCH=CHCOOH一定条件→→一定条件,据此分析解答.解答解:(1)取代反应指“有机化合物分子里的某些原子或原子团被其它原子或原子团所代替的反应”,反应①为:CH3CH=CHCH3双键相邻的碳原子上的一个氢原子被氯原子取代,反应②为:CH2ClCH=CHCH2Cl氯原子被羟基取代,消去反应指“有机物中脱去一个或几个小分子(如水、卤化氢等分子),而生成不饱和(碳碳双键或三键或苯环状)化合物的反应”反应⑥为COOHCH2CHBrCOOH卤素原子溴原子在氢氧化钠的醇溶液中发生消去,故答案为:①②;⑥;(2)反应③保护碳碳双键,先使C与某些物质发生加成,反应③为:CH2OHCH=CHCH2OH+HBr→CH2OHCH2CHBrCH2OH,所加的试剂为溴化氢,故答案为:HBr;(3)反应④为醇羟基的氧化:D→E:CH2OHCH2CHBrCH2OH+O2→催化剂△→△催化剂CHOCH2CHBrCHO+2H2O,E为CHOCH2CHBrCHO,含有的官能团为溴原子(-Br)、醛基(-CHO),故答案为:溴原子(-Br)、醛基(-CHO);(4)反应⑦为烯烃的加聚反应:G→H:nCOOHCH=CHCOOH一定条件→→一定条件,所以H为:,故答案为:;(5)以丙烯(CH3CH=CH2)为主要原料可以合成甘油,甘油为丙三醇,根据信息①可知:在双键相邻的碳原子上引入卤素原子,然后双键与卤素原子加成,最后卤素原子在氢氧化钠的水溶液中水解即可得到甘油,所以反应流程为:,故答案为:.点评本题考查有机物的合成与推断,紧扣题干信息氯原子主要取代与双键相邻的碳原子上的一个氢原子为解答该题的关键之处,注意把握常见有机物的官能团和性质,题目难度中等.。
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2-丁烯高值化开发利用综述(上)《中国化工信息周刊》2012第16期2012.04.23中国石油化工股份公司天津分公司李明玉随着我国乙烯工程的相继建成投产,加上炼油厂催化裂化装置加工能力迅速增长,2011年C4馏分总量已超过千万吨,如何合理利用C4资源,引起人们的广泛关注。
当前业界已对C4中1-丁烯、丁二烯和异丁烯的利用进行了大量的研究,但对 2-丁烯(又称正丁烯)的利用途径则探讨的较少。
随着MTBE生产装置的建设,特别是精密分馏出1-丁烯后,副产C4中2-丁烯的含量达到80%以上,大量的2-丁烯亟待高值化开发利用。
一、由2-丁烯制丙烯1.由2-丁烯和乙烯/1-丁烯易位反应制丙烯有关乙烯和2-丁烯易位反应制丙烯的报道很多。
其中,成熟的技术主要有 ABB Lummus 公司的OCT技术和 IFP公司的 CCR-Meta-4工艺。
ABB Lummus公司的OCT技术主要采用乙烯和2-丁烯易位反应来制取丙烯。
乙烯和丁烯混合进人固定床反应器,在催化剂作用下乙烯和 2-丁烯反应生成丙烯,同时将1-丁烯异构化为 2-丁烯,来自易位反应器的物流分馏成高纯度、聚合级的丙烯,未转化的乙烯和丁烯循环回反应器。
该工艺丁烯的单程转化率>60%,正丁烯的总转化率为85%~92%,丙烯的选择性>98%。
上海赛科90万吨乙烯装置副产的剩余C4即采用该技术生产丙烯。
IFP公司的CCR-Meta-4工艺使用高活性铼基催化剂,反应物中的粗C4物流通过三个步骤转化成丙烯和富异丁烯物流:第一,丁二烯和C4炔烃选择性加氢,1-丁烯同时加氢异构化;第二,异丁烯通过蒸馏或与甲醇醚化生成MTBE脱除;第三,富2-丁烯与乙烯易位反应转化成丙烯。
该工艺中易位反应器的操作温度为35℃,压力为 6 MPa,通过C4馏分循环以提高2-丁烯的总转化率,2-丁烯总转化率达到90%,丙烯的选择性在 95%左右。
中国台湾的中油公司应用该技术。
上海石油化工研究院开发了S-OMT增产丙烯技术,在过渡金属氧化物的作用下,在300℃、3.0 MPa、C4重量空速2.4h-1的条件下通过2-丁烯与乙烯歧化增产丙烯,催化剂选择性>96%,2-丁烯初始转化率>70%,通过2-丁烯循环总转化率>90%,目前已与燕山石化签订协议,首套20万吨的工业装置预计2012年将在燕山石化实现工业化。
另外,大连化学物理研究所采用负载型MgMo/MCM22分子筛催化剂进行乙烯与2-丁烯歧化反应制丙烯,在固定床反应器上,60~70℃、1.0MPa、乙烯/2-丁烯=1.5~3(mol)的条件下,2-丁烯转化率为60%~90%,丙烯选择性达90%以上。
2.由2-丁烯催化裂化制丙烯Fina公司将丁烯和轻石脑油裂解的较重组份,在547℃、101.3kPa、空速10h-1的条件下,通过硅沸石催化剂转化成丙烯,丙烯质量收率可达到39.9%。
若该工艺与具有过量丁烯的装置 (如MTBE装置的残液)结合起来生产丙烯,把线性丁烯类混合物转化为丙烯,比异构化为异丁烯具有更高的经济效益。
Lurgi公司的 Propylur工艺采用择形非均相ZSM-5型分子筛催化剂,将C4及以上烯烃(丁烯、戊烯、己烯等)于500℃、0.1~0.2 MPa下经固定床催化裂化转化成丙烯。
烯烃的总转化率约为83%,典型产物产率为丙烯42%、丁烯31%、乙烯10%。
该技术的投资费用比流化床催化裂化技术低,并且操作容易,可作为易位技术的替代方法,提高丙烯产量。
KBR的SUPERFLEXTM 技术将诸如混合丁烯、戊烯、FCC轻油和焦化汽油等低价值的富含烯烃物料转化为高价值的丙烯和乙烯产品,原料可来自蒸汽裂解或各种炼厂的裂解工艺,产物的烯烃总含量50%~60%。
SUPERFLEX 催化烯烃工艺属于流化催化裂化(FCC)工艺,催化剂可连续再生,通常情况下不需要原料预处理。
该技术既可用于独立的生产装置也可整合到现有烯烃装置中。
第一套工业应用装置在南非的萨索尔,我国的吉林化工是第二个获得SUPERFLEX技术专利授权的厂家,装置使用C4/C5原料,丙烯设计产能20万吨。
上海石油化工研究院、北京化工研究院、石油大学、大连化学物理研究所、兰州化学物理研究所等单位进行了C4馏分催化裂解的研究工作。
上海石油化工研究院开发的OCC技术采用ZSM-5催化剂,以炼厂催化裂化装置的混合C4~ C8或乙烯厂裂解C4馏分为原料,采用固定床反应器,在常压、550℃和液体体积进料空速15h-1的条件下,C4烯烃转化率为68.0%、丙烯选择性为50.4%、丙烯收率达34.3%,催化剂再生周期20天,已在中原乙烯建成6万吨工业示范装置。
二、2-丁烯加氢生产乙烯裂解料2-丁烯加氢饱和生成正丁烷,正丁烷裂解三烯收率为62.28%,可以使乙烯裂解原料轻质化、优质化,提高乙烯企业经济效益。
抚顺石化研究院采用Fylj-1型贵金属催化剂对C4烯烃加氢;齐鲁石化研究院采用Pd-Al2O3催化剂进行了C4烯烃加氢;石科院用催化裂化C4馏分加氢饱生产乙烯裂解料。
西北化工研究院C4馏分加氢催化裂化在干气加氢催化剂JT-4和JT-1G基础上进行改进,一段加氢温度220~280℃,二段加氢温度260~380℃;压力2~3MPa,液空速1~2 h-1,氢油比300~400,其加氢饱和率达99%。
兰化研究院C4馏分加氢采用高镍催化剂,反应器入口温度为30℃,空速3.0~4.0 h-1,反应压力2.5 MPa。
原料预处理需要吸附脱水、脱硫化氢、脱砷。
该技术已在兰州石化公司工业化,为2万吨顺酐装置提供原料。
中石化天津分公司研究院开发了负载型C4馏分低温加氢催化剂,对乙烯剩余C4低温加氢饱和,不需对乙烯剩余C4进行预处理,催化剂可再生后反复使用,目前已完成15万吨工艺包设计。
三、2-丁烯齐聚生产高碳烯烃合成C7~C12烯烃基本原料是乙烯、丙烯和丁烯,虽然乙烯齐聚是一种成熟的工艺,随着乙烯、丙烯和正丁烯之间的差价进一步扩大,丁烯成为生产高碳烯烃更加经济的原料。
丁烯齐聚催化剂有固体磷酸催化剂、沸石催化剂、负载型金属氧化物或金属盐类催化剂。
固体磷酸的齐聚技术UOP 的InAlkTM工艺以固体磷酸(SPAC)为催化剂,以混合丁烯或丁烯与丙烯混合物为原料,生产的齐聚或叠合汽油齐聚汽油的辛烷值可以达到异丁烷烷基化油的水平,目前采用该工艺的齐聚、叠合装置共330套。
上海石化院从1986年开始进行低碳烯烃齐聚的研究,开发出T-99丁烯齐聚固体磷酸催化剂,其在反应活性和抗泥化能力方面较传统催化剂SPAC有所提高,并在丁烯齐聚工业装置上成功应用,但仍存在催化剂制备步骤多、重复性较差、不可再生等不足。
分子筛催化剂的齐聚技术 Mobile的MOGD工艺以硅铝比为79的ZSM-5中孔沸石为催化剂,采用固定床反应器,产物主要以汽油为主。
中石化石科院研制了新型SKP分子筛催化剂用于丁烯反应;上海石化院进行了以分子筛为催化剂的丁烯齐聚制C8烯烃的试验探索。
负载型催化剂的齐聚技术 UOP&Hulls公司开发的Octol工艺,催化剂为SiO2-Al2O3/Ni (Co、Ge、Sn、Pb、Zn、Cu),以富含正丁烯的MTBE装置的抽余液或其它贫异丁烯的C4馏分为原料,丁烯转化率≥90%,C8烯烃选择性85%。
石油化工科学院以MTBE装置醚后C4为原料,以SiO2-Al2O3/NiO为催化剂,在100~140℃,3.8~4.0MPa下进行齐聚反应,C4=单程转化率74.7%,C8烯烃选择性75.4%。
大连理工大学开发了Al2O3负载的系列硫酸盐催化剂,Ni含量在8%时,硫酸镍在Al2O3上呈单层分布,催化剂具有最高的酸性和齐聚催化活性。
(未完待续,下转第17期)四、由丁烯氧化脱氢制丁二烯北京服装学院开发的B-02无铬铁系催化剂绝热固定床反应工艺,在燕化公司合成橡胶厂采用一段反应流程,在丁二烯:氧:水=1:0.65:16的条件下,丁二烯收率为65.8 %。
中科院兰州化学物理研究所与锦州石化公司研究开发了丁烯氧化脱氢工艺,采用W-201铁系催化剂,在直径2600 mm挡板流化床内装填9~10吨催化剂,丁烯空速为250~350 h-1,反应温度为370~385℃,丁烯平均转化率约80.1%,丁二烯平均收率70.9%。
五、由2-丁烯合成仲丁醇德国Texaco公司的2-丁烯直接水合技,以固体磺化树脂为催化剂,在150~170℃、5~7 MPa下,生成仲丁醇。
中石化开发了正丁烯直接水合制仲丁醇工艺及与该工艺相配套的XZ型耐高温树脂催化剂,该工艺技术的特点是粗产品分离效果好,催化剂使用寿命长。
六、由2-丁烯生产乙酸仲丁酯日本于1992年公开的正丁烯法生产乙酸仲丁酯工艺以阳离子交换树脂作催化剂,采用固定床管式反应器,酸烯质量比(1~2):1,乙酸液态空速0.1 ~10 h-1,烯烃转化率>90%,仲丁酯的选择性为89.5%~96.6%。
若采用固载化的杂多酸作催化剂,其效果要好于阳离子交换树脂。
七、由2-丁烯合成甲乙酮正丁烯液相氧化能一步生成甲乙酮,减少了传统的水合一脱氢生产步骤。
美国Catalytica公司已经开发出一步氧化合成甲乙酮的新工艺OK(Olefin to Ketone),条件缓和,氧化还原反应一步完成,使用无卤催化剂体系,设备可用不锈钢材质。
我国抚顺石化20万吨乙烯和新疆独山子22万吨乙烯装置的2-丁烯都用来生产甲乙酮,茂名石化100万吨乙烯装置计划用2-丁烯生产甲乙酮。
八、由2-丁烯氢甲酰化合成戊醛丁烯羰基合成反应制戊醛工艺,属于原子经济反应,被公认为绿色化工的代表,是国内外热点研究领域和重点发展的化工行业关键技术。
工业化的丁烯氢甲酰化工艺有:(1) 高压钴法,以氢羰基钴配位化合物 HCo(CO)4或带叔膦配位体的氢羰基钴配位化合物为催化剂,在5.0~35MPa下进行氢甲酰化反应,产物正/异比较低;(2)低压铑法,以三苯基膦为配体的HRh(CO)2(PPh3)2或以间三苯基膦三磺酸钠 (tpps)为配体的水溶性HRh(CO)(trpps)3为催化剂,反应压力通常在1.5~3.0MPa,产物正/异比较高。
特别是HRh(CO)(tpps)3作催化剂时,由于水溶性配体tpps的引入,使其可溶于水,反应后水相中的催化剂与有机层的产物经分层即可自动分离,解决了均相催化中产物与催化剂的分离问题,同时为防止催化剂活性组分的流失开辟了新的途径,国外已成功工业化。
国内四川大学、兰州化学物理化学研究所、大连物化所等单位较深入地开展了C4氢甲酰化合成戊醛的研究工作,其中四川大学在水溶性膦—铑催化剂HRh(CO)(tpps)3的合成研究较早,兰州化学物理化学研究所通过Aspen Plus软件,模拟丁烯氢甲酰化制戊醛连续化反应-分离过程,确定模拟工艺流程,并建设了由立升级串联釜式反应器和薄膜蒸发器组成的模试装置,通过冷模和热模、320h试验及1000h连续运转试验,打通了氢甲酰化制戊醛的工艺流程。