探析丁辛醇加氢催化的技术进展

郝静

摘要：本文重点介绍了丁辛醇工业生产流程当中，加氢生产环节的相关工艺技术以及相关的催化剂使用情况，同时针对加氢催化剂在我国丁辛醇生产过程当中的相关作用要点进行了介绍。通过相关工作人员的研究和分析可以看出，丙烯氢甲酰化的研究工作和开发项目当中的加氢技术环节，在催化剂的选择方面可以达到相应的生产目标和生产效果，对推动我国工业生产整体质量有着重要的保障。

关键词：丁辛醇;加氢催化;催化剂

丁辛醇产品是一种非常重要的化工原材料，在我国各大化工领域当中的应用程度相对较高，丁醇主要是用于制造磷苯二甲酸以及正丁酯类物质，被广泛地运用在各种高强度的塑料以及橡胶产品当中。现阶段，我国在丁辛醇产品的整体生产量以及生产状况，明显落后于我国社会经济的发展需求，并且在最近几年当中，国内对丁辛醇产品的供需矛盾正在不断加大。丁辛醇的生产方法分为了两种形式，第一种是通过乙醛作为反应的原材料，通过使用巴豆醛通过缩合加氢的生产工艺来进行生产;另外一种是使用丙烯材料通过低压羟基合成的方法来进行生产，这种生产模式是国际上比较先进的丁辛醇产品生产技术类型，并且世界上70%的丁辛醇是通过丙烯羟基化法所生成。通过使用丙烯和合成气作为主要的原材料，通过低压羟基合成相应的异丁醛，然后再通过丁醛的后续处理，制取相应的丁辛醇产品。

1.丁辛醇加氢工艺路线

在丁辛醇的加氢生产工艺路线当中主要分为了两种方法：首先，是通过液相加氢反应方法，以多断绝热的反应器具来不断提高整个反应流程的效率以及质量。在生产过程当中，反应器内部设置了不同型号的换热器设备，依照实际的反应条件，加氢设备的压力大小为25.55MPa，高压加氢的唯一优势在于氢气的消耗量相对较少，同时所运用的液相加氢剂，为70%的Ni和25%的Cu以及5%的Mn。通过对这种催化剂的使用，在实际的反应过程中要求氢气的分压大小不能小于3.5MPa，因此在高压反应过程中，尾气区域的氢气浓度有着明显的下降，并且对氢气的消耗量相对较少，通过这种高压生产工艺，在原材料的氢气当中必须要通过高压压缩的方式来进行生产，整体的电能消耗量相对较大，并且设备的费用消耗相对较大，当前该设备已经被完全淘汰。

气相加氢生产工艺，由于整个操作的压力相对较低，并且生产的工艺流程相对比较简单，因此被广泛的运用在丁辛醇产品的生产领域当中。现阶段，在我国工业领域当中，生产丁辛醇产品的装置基本上都使用的是催化剂气相合成的加氢生产流程，比如在U.D.G联合生产工艺当中，所使用的是低压气相加氢法来进行生产，整个压力大小控制在0.59～0.69MPa之间，通过气相加轻反应，可以有效提高整个反应器的内部工作压力，在实际的反应工作中所生成的热量会直接通过氢气带走，同时另外一个生产环节当中所产生的低压蒸汽，会直接通过冷凝排放到外部环境当中。通常情况下运用高温空气和蒸汽催化的方式，对催化剂的表面的氧化沉积物进行彻底的清理，然后再使用氢气来进行还原，在还原过程当中，整个操作时间保持在16～24小时，外界环境温度控制在200～350℃之间，环境压力的大小保持在0.35 MPa。

2.丁辛醇加氢催化的技术进展

从2015年开始，我国在丁醇和辛醇的总体消费量分别达到了59.6万t和86.3万t，整个产品的供给率没有超过50%。针对丁辛醇产品主要是长期在国外进行进口，我国国内在丁辛醇化工行业的整体消费总额占到了总消费量的75%以上，通过相关工作人员的统计和预测，在未来的5年和10年期间，我国在甲板产品的整体需求量上，会以每年将近7%～8%不断上涨，预计到后续两年我国在丁醇产品的需求量上将超过70万t，而新城的整体需求量会超过90万吨以上。由此可以看出，我国在丁辛醇产品的整体生产量和生产效率上，无法满足社会经济的发展需求，因此这也是我国各大化工产业所需要解决的重点问题之一。

在丁辛醇产品的生产工艺流程当中，加氢反应是其中一个非常重要的生产环节，在该环节当中需要有效选择出合适的全加氢催化剂来有效提高反应活性，有效降低不良副产物的生成，用于加氢制纯的催化剂可以分为铜铬催化剂、铜锌催化剂、镍铬催化剂以及其他贵金属催化剂。现阶段在我国丁辛醇生产工艺流程当中，对加氢催化剂的使用基本上依赖于国外进口，尽管在国内也有一定量的开发，但是并没有实现规模化的生产和使用。有1996年德国BASF公司所生产的加氢催化剂价格由2万～3万元/吨，调整到了现阶段30万元/吨，在价格方面相对比较昂贵。这种催化剂属于丁辛醇装置加氢催化剂的规模化生产成果，同时催化剂的活性较高，使用周期较长。

我国国内在丁辛醇装置正式投入生产以来，气相加氢催化剂也需要从国外进口来进行使用，消耗掉了大量的外汇，这也成为了该装置降本增效的一个至关重要的环节。国内一些相关研究单位针对气相加氢催化剂的研究正在快速開展，我国大庆石化公司相关研究院，从1999年正式开始，对气相加氢催化剂进行了深度的研发和开发工作，并且通过实验室内部的不断实验和研究，得出了一系列具有高价值的研究结论，通过开展催化剂的工业放大生产实验以及工业单项研究实验，该研究院成功研究出了在整个使用性能方面高于国外进口的加氢催化剂，并且北京某材料制造有限公司有效引进了大庆公司研究学院所提供出的催化剂，在整个丁辛醇的生产效率能力上相比于之前提高了2倍左右，同时大庆石化分公司针对丁辛醇装饰实施工业化的应用，首次开车便取得了良好的实施效果，自投产生产5年以来，所生产的产品各项指标都达到了丁辛醇生产的工艺要求，整个催化剂的使用热点上升非常平稳，并且可以在一些特殊的环境条件下来进行应用，有效弥补了国内在该项技术研究领域当中的空白问题，对推动我国工业化生产，效率和质量都有着重要的意义。

3.结束语：

与其他的生产流程基本相同，因为催化剂在长期的使用环境下，表面的积碳和残渣的沉积量相对较大，因此，催化剂的有效比表面积会出现明显的下降，催化剂的活性也有所下降，必须要对催化剂的再生活性来进行相应的活化处理。

参考文献：

[1]韩乐.RTO在丁辛醇装置废气治理中的工业应用[J].齐鲁石油化工，2019，47（02）：111-115.

[2]史宏星.丁辛醇工业发展状况及市场供需分析[J].中国石油和化工经济分析，2019（05）：56-60.