醛炔法生产1，4丁二醇设计优化

2017-03-03范卫强付勇新疆美克化工股份有限公司新疆库尔勒841000

化工管理 2017年17期

范卫强付勇（新疆美克化工股份有限公司，新疆库尔勒 841000）

醛炔法生产1，4丁二醇设计优化

范卫强付勇（新疆美克化工股份有限公司，新疆库尔勒 841000）

1，4-丁二醇作为重要的有机化工原料和精细化工原料，其用途广泛。随着我国经济不断发展，化工企业产品升级换代，使得1，4-丁二醇的需求不断提高，为了提高1，4-丁二醇的产量及产品质量，应当加强对合成工艺进行优化设计，当前醛炔法催化加氢工艺是1，4-丁二醇生产应用最广泛的工艺。本文主要对1，4-丁二醇的生产工艺进行介绍，针对醛炔法合成BOD的工艺存在的问题进行了分析，并以此为根据对其生产工艺进行优化设计，以满足市场需求。

1，4-丁二醇；醛炔法；优化设计

工业上生产合成BDO的工艺方法有很多种，根据原料的不同，合成的1，4-丁二醇产品的转化率以及产品质量也千差万别，经过多年的工业化生产，当前应用较多的工艺方法包括：炔醛法、环氧丙烷法、丁二烯法以及顺酐法，各工艺流程方法有自己的优缺点，炔醛法相较于其他方法具有技术先进可靠，转化率高，生产成本较低以及实际操作运行安全等优点，使其成为合成BDO经典的工艺方法。近年来随着醛炔法催化合成1，4-丁二醇的工艺技术不断成熟，对炔醛法的研究不断深入，为了满足市场对1，4-丁二醇的需求，在传统的炔醛法合成1，4-丁二醇的工艺基础上进行优化改良，生产出转化率更高，成品更好，实际操作更简便，生产条件更容易满足的合成工艺。

1 炔醛法的工艺技术

醛炔法又称为Repp e法，该方法以甲醛和乙炔为主要原料，利用连续流化床反应器，反应通常分为两个阶段，在高温高压的条件下，甲醛和乙炔催化合成1，4-丁炔二醇，然后经过加氢催化过程最终生成1，4-丁二醇，该过程整体都是在高温高压的环境中进行的。传统的炔醛法合成1，4-丁二醇采用的是高压法，由于反应过程中含有大量的乙炔，在高压的环境中，乙炔的分压较高，很容易导致设备爆炸，因而反应装置体积较大，设备的前期投入较大，设备维护和保养难度增大，甲醛和乙炔的炔化反应较慢，生成的聚乙炔很容易沾附在催化剂表面，很容易造成催化剂活性降低，严重时会导致催化剂失活，合成反应非常缓慢。最终延长了生产周期，降低了生产能力。由于该方法具有非常鲜明的缺点，因而在进行工艺改善时，要尽量避免同类事件发生。

对炔醛法的工艺进行优化设计：

(1)将原来的高压滴流床反应器与低压单釜并联流程改为串联式淤浆床工艺流程，并进行严格的系统控制，使得生产反应的压力变为低压，大大提高了乙炔反应的安全性能，同时还可以明显提高反应的稳定性和效率；

(2)增加催化剂浓缩过滤器，确保反应完成后的催化剂物料浆液高效分离，催化剂的用量大幅度减小，降低了反应过程中引入的杂质量，降低了合成反应过程中，副反应的发生，增强加氢合成反应进度，使工艺能稳定连续操作；

(3)加氢系统中选用二段加氢，一方面节约能耗，又能降低杂质产生，延长催化剂的使用寿命，保证催化剂的使用性能，进而保持生成合成1，4-丁二醇的稳定。整个优化后的炔醛法工艺过程操作更加温和，在常压的条件下即可进行。将丁炔二醇加氢过程改为两部分的低压进行，一是在反应器中采用镍为催化剂，用量占反应物的1-3%，温度控制在50-60摄氏度左右，二是在有载体镍催化剂的条件下适当升高温度、压力，将一后未反应的丁炔二醇完全加氢反应，丁炔二醇的加氢反应转化率能到达100%。保证了炔醛法的顺利高效进行，合成的1，4-丁二醇转化率高，催化剂的使用效果更好。

(4)改善催化剂的使用条件及使用特性，由于固体催化剂的使用环境是酸性或催化剂表面是酸性时，可以加快2-丁烯-1，4丁二醇发生歧化反应生成异于所需产物的4-羧基丁醛的有害杂质，该杂质不易分解，只有在更加高温高压的条件下才能发生分解反应生成1，4丁二醇。因而在实际的生成过程中，尽可能的降低催化剂表面的酸性，同时还要保证催化剂具有较高的活性，同时使催化剂的使用环境处于弱碱性的条件下，一般情况下用碱溶液进行催化剂使用环境调节。保证2-丁烯-1，4丁二醇的生成，提高1，4-丁二醇的实际收率。

(5)除去反应溶液中的金属阳离子和酸根阴离子，由于在利用炔醛法合成1，4丁二醇溶液中含有一定量的钠、镁、铁等金属离子以及硫酸根离子，在催化反应前后利用凝胶树脂的吸附作用，将杂质离子除去，减少了合成反应的副反应的发生，从而提高了1，4丁二醇的合成产品的质量及收率，同时延长了催化剂的使用寿命，节约了投资成本。