探析丁辛醇加氫催化的技術進展

郝靜

摘要：本文重點介紹了丁辛醇工業生產流程當中，加氫生產環節的相關工藝技術以及相關的催化劑使用情況，同時針對加氫催化劑在我國丁辛醇生產過程當中的相關作用要點進行了介紹。通過相關工作人員的研究和分析可以看出，丙烯氫甲酰化的研究工作和開發項目當中的加氫技術環節，在催化劑的選擇方面可以達到相應的生產目標和生產效果，對推動我國工業生產整體質量有著重要的保障。

關鍵詞：丁辛醇;加氫催化;催化劑

丁辛醇產品是一種非常重要的化工原材料，在我國各大化工領域當中的應用程度相對較高，丁醇主要是用于制造磷苯二甲酸以及正丁酯類物質，被廣泛地運用在各種高強度的塑料以及橡膠產品當中。現階段，我國在丁辛醇產品的整體生產量以及生產狀況，明顯落后于我國社會經濟的發展需求，并且在最近幾年當中，國內對丁辛醇產品的供需矛盾正在不斷加大。丁辛醇的生產方法分為了兩種形式，第一種是通過乙醛作為反應的原材料，通過使用巴豆醛通過縮合加氫的生產工藝來進行生產;另外一種是使用丙烯材料通過低壓羥基合成的方法來進行生產，這種生產模式是國際上比較先進的丁辛醇產品生產技術類型，并且世界上70%的丁辛醇是通過丙烯羥基化法所生成。通過使用丙烯和合成氣作為主要的原材料，通過低壓羥基合成相應的異丁醛，然后再通過丁醛的后續處理，制取相應的丁辛醇產品。

1.丁辛醇加氫工藝路線

在丁辛醇的加氫生產工藝路線當中主要分為了兩種方法：首先，是通過液相加氫反應方法，以多斷絕熱的反應器具來不斷提高整個反應流程的效率以及質量。在生產過程當中，反應器內部設置了不同型號的換熱器設備，依照實際的反應條件，加氫設備的壓力大小為25.55MPa，高壓加氫的唯一優勢在于氫氣的消耗量相對較少，同時所運用的液相加氫劑，為70%的Ni和25%的Cu以及5%的Mn。通過對這種催化劑的使用，在實際的反應過程中要求氫氣的分壓大小不能小于3.5MPa，因此在高壓反應過程中，尾氣區域的氫氣濃度有著明顯的下降，并且對氫氣的消耗量相對較少，通過這種高壓生產工藝，在原材料的氫氣當中必須要通過高壓壓縮的方式來進行生產，整體的電能消耗量相對較大，并且設備的費用消耗相對較大，當前該設備已經被完全淘汰。

氣相加氫生產工藝，由于整個操作的壓力相對較低，并且生產的工藝流程相對比較簡單，因此被廣泛的運用在丁辛醇產品的生產領域當中。現階段，在我國工業領域當中，生產丁辛醇產品的裝置基本上都使用的是催化劑氣相合成的加氫生產流程，比如在U.D.G聯合生產工藝當中，所使用的是低壓氣相加氫法來進行生產，整個壓力大小控制在0.59～0.69MPa之間，通過氣相加輕反應，可以有效提高整個反應器的內部工作壓力，在實際的反應工作中所生成的熱量會直接通過氫氣帶走，同時另外一個生產環節當中所產生的低壓蒸汽，會直接通過冷凝排放到外部環境當中。通常情況下運用高溫空氣和蒸汽催化的方式，對催化劑的表面的氧化沉積物進行徹底的清理，然后再使用氫氣來進行還原，在還原過程當中，整個操作時間保持在16～24小時，外界環境溫度控制在200～350℃之間，環境壓力的大小保持在0.35 MPa。

2.丁辛醇加氫催化的技術進展

從2015年開始，我國在丁醇和辛醇的總體消費量分別達到了59.6萬t和86.3萬t，整個產品的供給率沒有超過50%。針對丁辛醇產品主要是長期在國外進行進口，我國國內在丁辛醇化工行業的整體消費總額占到了總消費量的75%以上，通過相關工作人員的統計和預測，在未來的5年和10年期間，我國在甲板產品的整體需求量上，會以每年將近7%～8%不斷上漲，預計到后續兩年我國在丁醇產品的需求量上將超過70萬t，而新城的整體需求量會超過90萬噸以上。由此可以看出，我國在丁辛醇產品的整體生產量和生產效率上，無法滿足社會經濟的發展需求，因此這也是我國各大化工產業所需要解決的重點問題之一。

在丁辛醇產品的生產工藝流程當中，加氫反應是其中一個非常重要的生產環節，在該環節當中需要有效選擇出合適的全加氫催化劑來有效提高反應活性，有效降低不良副產物的生成，用于加氫制純的催化劑可以分為銅鉻催化劑、銅鋅催化劑、鎳鉻催化劑以及其他貴金屬催化劑。現階段在我國丁辛醇生產工藝流程當中，對加氫催化劑的使用基本上依賴于國外進口，盡管在國內也有一定量的開發，但是并沒有實現規模化的生產和使用。有1996年德國BASF公司所生產的加氫催化劑價格由2萬～3萬元/噸，調整到了現階段30萬元/噸，在價格方面相對比較昂貴。這種催化劑屬于丁辛醇裝置加氫催化劑的規模化生產成果，同時催化劑的活性較高，使用周期較長。

我國國內在丁辛醇裝置正式投入生產以來，氣相加氫催化劑也需要從國外進口來進行使用，消耗掉了大量的外匯，這也成為了該裝置降本增效的一個至關重要的環節。國內一些相關研究單位針對氣相加氫催化劑的研究正在快速開展，我國大慶石化公司相關研究院，從1999年正式開始，對氣相加氫催化劑進行了深度的研發和開發工作，并且通過實驗室內部的不斷實驗和研究，得出了一系列具有高價值的研究結論，通過開展催化劑的工業放大生產實驗以及工業單項研究實驗，該研究院成功研究出了在整個使用性能方面高于國外進口的加氫催化劑，并且北京某材料制造有限公司有效引進了大慶公司研究學院所提供出的催化劑，在整個丁辛醇的生產效率能力上相比于之前提高了2倍左右，同時大慶石化分公司針對丁辛醇裝飾實施工業化的應用，首次開車便取得了良好的實施效果，自投產生產5年以來，所生產的產品各項指標都達到了丁辛醇生產的工藝要求，整個催化劑的使用熱點上升非常平穩，并且可以在一些特殊的環境條件下來進行應用，有效彌補了國內在該項技術研究領域當中的空白問題，對推動我國工業化生產，效率和質量都有著重要的意義。

3.結束語：

與其他的生產流程基本相同，因為催化劑在長期的使用環境下，表面的積碳和殘渣的沉積量相對較大，因此，催化劑的有效比表面積會出現明顯的下降，催化劑的活性也有所下降，必須要對催化劑的再生活性來進行相應的活化處理。

參考文獻：

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