【正文】 SF公司 2丙基庚醇合成技術(shù)，中石化 2丙基庚醇制備方法等 [14]。 (1) DOW/Davy 聯(lián)合公司低壓羰基合成技術(shù) DOW/Davy的 2丙基庚醇生產(chǎn)工藝是以混合碳四、合成氣 (CO， H2)為原料 [15]，在銠/NORMAXTM催化劑作用下 [16]，進行低壓羰基合成反應(yīng)生成混合戊醛，分離出的混合戊醛在氫氧化鈉的催化作用下縮合脫水生成不飽和 C10醛，不飽和 C10醛加氫生產(chǎn)出粗 2丙基庚醇 [17]，最后經(jīng)過精餾得到 2丙基庚醇產(chǎn)品。 (2) BASF公司 2丙基庚醇合成技術(shù) BASF公司 2丙基庚醇生產(chǎn)工藝未見公開，從其中申請的多項發(fā)明專利中可推斷出工藝方法的大體輪廓。 催化劑 催化劑 催化劑 催化劑 催化劑 催化劑 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 (3) 中石化 2丙基庚醇制備方法 中國石油化工股份有限公司北京化工研究院郭浩然等人提出了一種以混合丁烯為原料制備 2丙基庚醇的方法 。原料經(jīng)兩段羰基化反應(yīng)生成戊醛，兩段反應(yīng)采用同一催化劑，而反應(yīng)釜采用不同溫度，提高各自反應(yīng)的選擇性，使戊醛的正異構(gòu)物比大大提高。 此方法的特點是：采用兩段氫甲?；磻?yīng)制取戊醛，且兩段反應(yīng)采用相同的銠 雙亞磷酸酯催化劑。原料先在第一反應(yīng)釜進行第一段氫甲酰化反應(yīng)生成戊醛，然后在第二反應(yīng)釜進行第二段羰基化反應(yīng)生成戊醛，第二反應(yīng)釜的溫度比第一段反應(yīng)溫度高20~40 ℃ ；第二步，上述兩段反應(yīng)生成的戊醛經(jīng)縮合一脫水反應(yīng)，得到烯醛；第三步，所得的烯醛經(jīng)過加氫反應(yīng)，生成 2丙基庚醇；第四步，經(jīng)過分離，得到 2丙基庚醇產(chǎn)品。 通過對比以上三種 2丙基庚醇的生產(chǎn)工藝，由于BASF的生產(chǎn)工藝未見具體公布，并且短時間內(nèi)很難得到他的技術(shù)專利；對比郭浩然等人提出的專利技術(shù)和 DOW/Davy聯(lián)合公司的羰基合成技術(shù)，雖然 DOW/Davy聯(lián)合公司的技術(shù)較成熟，但是郭浩然等人提出的技術(shù)在戊醛產(chǎn)物上有較高正異比，生產(chǎn)出的產(chǎn)品質(zhì)量更高，同時又是國內(nèi)自主開發(fā)的技術(shù)。 工藝流程簡述 來自精制工段純 度 ≥97%的正戊醛溫度為 100 ℃ ，含有異戊醛、 2甲基丁醛、和少量水，經(jīng)正戊醛原料儲罐 V102，由進料泵 P101 送入戊醛縮合反應(yīng)器 R101 在 NaOH 溶液催化下進行脫水縮合反應(yīng)，反應(yīng)溫度為 100 ℃ ，壓力 MPa，反應(yīng)產(chǎn)物主要成分為2丙基 2 庚烯醛， 2甲基丁醛，正、異戊醛，水和 NaOH 溶液。塔釜溫度 180 ℃ ，壓力 MPa，一部分釜液經(jīng)塔底再沸器 E103 加熱至 220 ℃ 作為粗烯醛精餾塔 T101 的再沸蒸汽，另一部分進入換熱器 E104，將溫度從 180 ℃ 降低至 140 ℃ ，換熱后釜液經(jīng)釜液輸送泵 P104 打入烯醛加氫反應(yīng)器 R102， 與氫氣進行加氫反應(yīng)，反應(yīng)溫度 140 ℃ ，壓力 MPa，反應(yīng)產(chǎn)物主要成分為 2丙基庚醇， 2丙基 2 庚烯醛，正、異戊醛 ， 2甲基丁醛， H2 和少量水。 圖 21 2丙基庚醇合成工段工藝流程圖 物料衡算 反應(yīng)器 R101 的物料衡算 原料 為 正戊醛純度 ≥97%，其余為異戊醛， 2甲基丁醛，和少量水。 以每小時的進料質(zhì)量為基準衡算 (kg 表 21 反應(yīng)物及產(chǎn)物 物性參數(shù)表 名稱 分子式 相對分子質(zhì)量 反應(yīng)轉(zhuǎn)化率 正戊醛 C5H10O 86 99% 2丙基 2庚烯醛 C10H18O 154 ― 水 H2O 18 ― 反應(yīng)物的消耗及產(chǎn)物質(zhì)量流量如下： 7 3 8 3 .9 7 8 6 2 8 2 4 7 .0 3154w ?? ? ?正 戊 醛 kgh1 NaOH 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 ? kgh1 ?異 戊 醛 kgh1 反應(yīng)后各物質(zhì)的質(zhì)量流量 ： 83 30 .3 3 82 47 .0 3 = 83 .3w ?正 戊 醛 kgh1 2 ?甲 基 丁 醛 kgh1) 進料量 出料量 正戊醛 2丙基 2庚烯醛 0 異戊醛 2甲基丁醛 水 0 合計 分離罐 V103 的物料衡算 圖 22 分離罐 V103 的物料衡算圖 原料中正戊醛與催化劑 NaOH 溶液的投料比 VNaOH： V 正戊醛 =1:2 體積比換算成摩爾比： 8 1 0 2 4 0 = 5 .51 3 6 8 6 1N a O Hnn ??? ??正 戊 醛 28 3 3 0 .3 3 4 0 7 0 4 .4 78 6 5 .5HOw ???? kgh1 2 ? kgh1 23 1 5 2 4 .8 7 7 6 7 .6 4 9 2 9 2 .4 4ww? ? ? ? kgh1 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 表 23 分離罐 V103 的物料衡算表 組成 質(zhì)量流量 (kgh1 422 ++P B A H Ow w w w w w??正 戊 醛 甲 基 丁 醛 異 戊 醛+ 4 8 3 .3 + 7 3 8 3 .9 7 + 4 2 .7 3 + 8 5 .8 8 + 1 7 1 .7 6 = 7 7 6 7 .6 4w ? kgh1 表 24 換熱器 E101 物料衡算表 組成 質(zhì)量流量 (kgh1 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 52 2 + + = 7 .3 8 + 8 2 .4 7 + 8 5 .0 2 + 1 7 0 .0 4 + 4 2 .3 0 = 3 8 7 .2 1P B A H Ow w w w w w??正 戊 醛 甲 基 丁 醛 異 戊 醛+ kgh1 56 ?? kgh1 表 25 精餾 塔 T101 物料衡算表 組成 質(zhì)量流量 (kgh1 72 2 + + = 7 3 7 6 .5 9 + 0 .8 3 + 0 .8 6 + 1 .7 2 + 0 .4 3 = 7 3 8 0 .4 3P B A H Ow w w w w w正 戊 醛 甲 基 丁 醛 異 戊 醛+ kgh1 表 26 換熱器 E104 物料衡算表 組成 質(zhì)量流量 (kg 以每小時的進料質(zhì)量為基準衡算 (kg 表 27 反應(yīng)物及產(chǎn)物參數(shù)表 名稱 分子式 相對分子質(zhì)量 轉(zhuǎn)化率 投料比 2丙基 2庚烯醛 C10H18O 154 99% nH2:nPBA=:1 氫氣 H2 2 — — 2丙基庚醇 C10H22O 158 — — 反應(yīng)物的進料量： ? kgh1 ?異 戊 醛 kgh1 2 ? kgh1 年產(chǎn) 6 萬噸 2丙基庚醇反應(yīng)消耗及產(chǎn)物質(zhì)量流量如下： 32 6 0 0 0 0 1 0 75008000PHw ? ??? kgh1 27 3 1 0 .1 3 2 2 1 8 9 .8 7154Hw ?? ? ? kgh1 2 7500PHw ? kgh1 ?正 戊 醛 kgh1 2 ? kgh1 則進出反應(yīng)器各物質(zhì)的質(zhì)量流量為： 催化劑 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 72 2 + + = 7 3 7 6 .5 9 + 0 .8 3 + 0 .8 6 + 1 .7 2 + 0 .4 3 = 7 3 8 0 .4 3P B A H Ow w w w w w??正 戊 醛 甲 基 丁 醛 異 戊 醛+ kgh1 2292 2 +P H P B A H H Ow w w w w w w w? ?? ? ? ? ? ?正 戊 醛 異 戊 醛 甲 基 丁 醛 9 750 0 66. 46 49. 63 3 2 6 3 761 3w ? ? ? ? ? ? ? ? kgh1 7 8 9 7 6 1 9 .9 3w w w? ? ? kgh1) 進口物料 出口物料 2丙基 2庚烯醛 氫氣 2丙基庚醇 0 7500 正戊醛 異戊醛 2甲基丁醛 水 合計 換熱器 E105 的物料衡算 圖 27 換熱器 E105 的物料衡算圖 2292 2 +P H P B A H H Ow w w w w w w w? ?? ? ? ? ? ?正 戊 醛 異 戊 醛 甲 基 丁 醛 9 750 0 66. 46 49. 63 3 2 6 3 761 3w ? ? ? ? ? ? ? ? kgh1 9 10 761 ?? kgh1) w9 w10 2丙基 2庚烯醛 氫氣 2丙基庚醇 7500 7500 正戊醛 異戊醛 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 續(xù) 表 29 換熱器 E105 物料衡算表 組成 質(zhì)量流量 (kgh1 11 ? kgh1 10 11 12 w w? ? ? kgh1) w11 w12 2丙基 2庚烯醛 0 氫氣 2丙基庚醇 7500 0 7500 正戊醛 0 異戊醛 0 2甲基丁醛 0 水 0 合計 熱量衡算 反應(yīng)器 R101 的熱量衡算 圖 29 反應(yīng)器 R101 熱量衡算圖 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 通過化學(xué)化工物性參數(shù)手冊查得進出 反應(yīng) 器流股中各個組分不同溫度下的熱熔 [22], 查詢結(jié)果見下表： 表 211 進出 反應(yīng) 器 R101 流股熱熔表 組分 反應(yīng) (373K)熱熔 (kJK 1) 質(zhì)量流量 (kgh1 42 .1 1 2 8 5 .8 8 1 0 0 1 .8 1 0q c m t? ? ? ? ? ? ?異 戊 醛 kJh1 2+Q q q q??入 正 戊 醛 異 戊 醛 甲 基 丁 醛 6 4 4 61. 92 10 + 1. 80 10 + 3. 4 10 1. 97 10Q ? ? ? ? ? ?入 kJh1 2 54. 21 0 86 3. 06 10 0 3. 60 10HOq c m t? ? ? ? ? ? ? kJh1 42 .1 1 2 8 5 .8 8 1 0 0 1 .8 1 0q c m t? ? ? ? ? ? ?異 戊 醛 kJh1 2 2++P B A H OQ q q q q q? ? ?出 正 戊 醛 異 戊 醛 甲 基 丁 醛 66( 0 .0 1 9 1 .6 7 0 .3 6 0 .0 1 8 0 .0 3 4 ) 1 0 2 .1 0 1 0Q ? ? ? ? ? ? ? ?出 kJh1 62. 26 3 73 83 .9 7 10 0 1. 67 10PBAq c m t? ? ? ? ? ? ? kJh1 65 = ( 1. 67 + 0. 36 3 1. 9) 10 1. 33 10Q Q Q? ? ? ?反生放 kJkg1kg1kg1kg1h1 由于換熱器換熱過程中不可能把全部的熱量轉(zhuǎn)化為所需熱量，實際工廠中由于各種原因，如環(huán)境溫度、管道等因素，換熱器的換熱存在一定的熱量損失，根據(jù)各工廠的經(jīng)驗和設(shè)計需求，考慮天氣和設(shè)備材質(zhì)等因素，設(shè) 2丙基庚醇 車 間 合成 工段的設(shè)計中熱量損失為 5%，則： 621 / 5 37 10? ? ? kJkg1 2 hQ wr? 62 / 37 10 / 20 12 .22 61 4hw Q r? ? ? ? kgkg1kg1h1 w1 流股經(jīng)換熱器質(zhì)量流量 kgh1 Q2 飽和水蒸氣提供熱量 106 kJh1 r 飽和水蒸氣的氣化潛熱 kJ t 飽和水蒸氣的溫度 453 K T101 冷凝器 E102 的熱量衡算 圖 211 冷凝 器 E102 熱量衡算圖 通過化學(xué)化工物性參數(shù)手冊查得進出冷凝器流股中各個組分在不同溫度下的熱熔，查詢結(jié)果見下表： 表 214 進出冷凝器 E102 流股熱熔表 組分 含量 (%) 進口 (376K)熱熔(kJK 1) 出口 (363K)熱熔(kJK 1) 出口 (363K)蒸發(fā)焓 (kJK 1) 正戊醛 異戊醛 2甲基丁醛 2丙基 2庚烯醛 水 p3 i pic wc?? = ++++ = kJK 1 p4 i pic wc?? =++++ = kJK 1 v1 i viH w H??? = ++++ = kJh1 設(shè)熱量損失為 5%，則 543 / 0. 95 2. 61 10