BDO生产中正丁醇含量偏高原因分析及工艺改进.docxVIP

2013 年 6 月SHANXI CHEMICAL INDUSTＲYJun． 2013专题讨论BDO生产中正丁醇含量偏高原因分析及工艺改进 欧阳逊( 云南云维股份有限公司质检部，云南 曲靖 655338)摘要: 结合实验及生产实际，分析了 1，4-丁二醇( BDO) 生产中正丁醇含量偏高的原因，并提出了相关工艺操作改进措施。关键词: 1，4-丁二醇; 正丁醇; 铝酸钠; 工艺改进中图分类号: TQ223． 16 + 2文献标识码: A文章编号: 1004-7050( 2013) 03-0030-03段精馏设备造成压力; 另一方面，正丁醇含量走高，必然导致目标产品 1，4-丁二醇( BDO) 含量下降，影 响1，4-丁二醇( BDO) 产量。尽管正丁醇不影响产品1，4-丁二醇( BDO) 的质量，但两者价格悬殊，对生产 效益影响显著。因此，分析导致正丁醇含量偏高的 原因并控制相关因素，是 1，4-丁二醇( BDO) 生产中 的关键点之一。引 言1，4-丁二醇( BDO) 自 投 产 以 来，生 产 过 程 中 正 丁醇含量一直高于工艺设计值。以某床新更换的催 化剂为例，取加氢反应器后某取样点物料为研究对 象，开车几 天 后 正 丁 醇的质量分数就达到了 2% ，2 周后达到 4% ，且在 4% ～ 5% 徘 徊 4 周，6 周 后 突 破 6% ，以后维持在 6% ～ 8% 。期间，有时甚至超过 了 14． 0% 。生产 中 正丁醇含量偏高对生产的危害 有 2 方面: 一方面，正丁醇含量超出工艺设计，对后1正丁醇产生机理目前的一些研究结果显示，正丁醇有 2 种不同的产生机理，见图 1 和第 31 页图 2。图 1 正丁醇产生机理( 1)机 理 ( 1 ) 认 为，丁 炔 二 醇 生 成 1，4-丁 二 醇( BDO) 后发生了副反应，生成正丁醇［1］; 机理( 2) 认为，中间产 物 1，4-丁 烯 二 醇 ( BED) 发 生 竞 争 反 应，生成正丁醇［2-3］。2010 年，美国 Seton Hall 大学的 2 位研究人员 以 商 品 Ｒaney-Ni 催化剂模拟生产过程 作了研究，结 果 与 机 理 ( 2 ) 较 吻 合。系 统 中 存 在 痕 量的 MgO 和 SiO2 ，尽 管 这 些 物 质 对 1，4-丁 二 醇( BDO) 有脱水作用，可能产生正丁醇，但反 应 需 在收稿日期: 2013-04-27作者简介: 欧阳逊，男，1968 年 出 生，1993 年毕业于广西 师 范 学 院 化 学与生命科学学院有机化学专业，硕士学位，主要从事技术与工艺分 析工作。欧阳逊: BDO 生产中正丁醇含量偏高原因分析及工艺改进·31·2013 年 6 月图 2 正丁醇产生机理( 2)200 ℃ 以上高温 下 进 行［4］，与实际生产工艺条件并 不符合。( BDO) 含量影 响 的 同 时，对 γ-丁 内 酯、羟 基 四 氢 呋喃及缩醛杂质也作了分析。结 果 表 明，这 几 种 杂 质 随 pH 值变化的波动微小。 pH 值 可 以 看 作 是 诱 因，pH 值的变化实 际 上 就是工艺操作中加碱的具 体体现。2正丁醇含量偏高的因素生产中，工艺控制条件如温度、压力和液气流比恒定，可以不考虑这些因素。同时，进入氢化反应器的 1，4-丁炔二醇( BYD) 浓度变化小，Cu2 + 及 Si2 + 含 量波动也不大。变化显著的只有 pH 值。连续数月 测定该床催化剂加氢反应器后取样点物料中的 pH 值与正丁醇、1，4-丁二醇( BDO) 的变化情况，并作了 分析，其中的 2 个月结果如图 3 和图 4。2． 1碱对 1，4-丁炔二醇( BYD) 的影响合成反应器中 pH 值控制在 7 ～ 9 为宜［5-6］。实验中发现，向 1，4-丁炔二醇( BYD) 溶液中加入碱或调高其 pH 值，溶 液颜色由浅褐色变成深褐色。这 可能是因为，加碱导致 1，4-丁炔二醇( BYD) 中羟基 官能团改变，引进着色基，并与碳链中三键形成类似 共轭关系 结 构。分别用浓碱和稀 碱 溶 液 调 节 1，4- 丁炔二醇( BYD) 溶液的碱性，并最终使溶液的含碱 量相同。发现，用浓碱调节时，易导致杂质产生，结 果如图 5、图 6 和第 32 页图 7。但是，由于加碱产生 的杂质比例与该取样点的正丁醇比例相差悬殊，故 可以推断，正丁醇的产生的原因并不在此。图 3 首月份该取样点 pH 值、正丁醇和 BDO 含量变化情况图 5 不加碱 BYD 图谱图 4 次月份该取样点 pH 值、正丁醇和 BDO 含量变化情况从图中直观地看出，正丁醇含量随该取样点 pH值的升高而增大，而 1，4-丁二醇( BDO) 含量则相应 地下降。在 分