戊醛缩合制2-丙基庚醇合成工艺研究

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2-丙基-庚醇(癸醇,2-PH)是一种重要的有机化工原料,主要用于增塑剂的生产。以2-PH为原料生产的增塑剂邻苯二甲酸(2-丙基-1-庚)酯因其物理性能优异,且有较高的安全性、经济性,因此,2-PH的生产及应用获得了越来越多的重视。2-丙基-庚醇合成主要采用丁烯羰基合成的方法,这种方法主要包括氢甲酰化、羟醛缩合、加氢精制等工艺过程。对2-丙基庚醇合成方法的研究,欧洲及北美技术较成熟,均建有成套生产装置,国内目前还没有自主技术的工业应用。本文从工业实践的角度出发对2-丙基庚醇合成工艺中的羟醛缩合、加氢精制过程进行了研究。本文以实验室合成精制的正戊醛为原料,NaOH溶液作为催化剂,采用间歇操作对液-液两相羟醛缩合反应进行了实验研究。详细研究了反应时间、反应温度、戊醛与催化剂体积比(O/A)以及NaOH浓度对羟醛缩合反应的影响。实验结果表明:羟醛缩合反应在NaOH溶液催化下是一个快速的放热反应,在NaOH浓度1~2%wt,O/A=2:1~1:2,反应温度100~110℃条件下,反应0.5h以上,正戊醛转化率大于99%,产物2-丙基-2-庚烯醛选择性达95%。精制后的羟醛缩合产物2-丙基-2-庚烯醛,与2-丙基庚醇按一定比例混合作为加氢原料,采用Johnson Matthey公司提供的HTC Ni500RP为加氢催化剂,在绝热式固定床反应器中,研究了2-丙基-2-庚烯醛液相加氢过程的主要工艺操作参数——温度、空速、压力、氢油比——对加氢精制的影响。实验结果表明:原料配比1:5,入口温度100~110℃,质量空速0.42g·(gcat·h)-1,压力4.0MPa,氢油比600条件下,反应转化率接近100%,2-丙基庚醇选择性达到97%。根据实验研究结果,建议性的提出了可工业化2-PH生产工艺路线,包括羟醛缩合反应、癸烯醛精制、癸烯醛液相加氢、癸醇精制四个操作单元,为后续工程开发提供参考。
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