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异丁醛是什么,用途有哪些

发布日期:2018/10/26 16:06:09

基本信息【1】【2】

化学名称:二甲基乙醛、2一甲基丙醛、异丁醛。

分子式:CHO  

分子量:72.1l

物化性质:

系无色有刺激性的液体,可燃,易挥发,微溶于水,溶于苯、氯仿、乙醇和乙醚中。凝固点65.9℃,沸点64.523,折光率(20℃)1.3730,能经加氢得异丁醇,20℃的蒸气压138毫米汞柱,闪点-10.6℃。异丁醛与水形成的共沸物沸点为59℃,含水6%。在20℃时100mL水可溶本品11g,在空气中氧化得异丁酸。

用途

用于制造橡胶硫化促进剂和防老剂、异丁酸等。可用以制造树脂、香料、表面活性剂、增塑剂,添加剂、医药的原料。加氢后制得异丁醇。据报道,异丁醛与丙烯在高压下液相氧化可制得环氧丙烷、异丙醇、丙酮等基本有机原料;经歧化可得正丁醛与甲乙酮,经氨化氢化可得异丁胺。

污染处理措施【3】

少量泄漏用吸收材料;大量泄漏围堵后,用喷水稀释蒸气,用防爆泵收集。废弃物用硫酸氢钠溶液处理。 

 生产方法【4】【5】

传统上异丁醛主要由丙烯与一氧化碳及氢气反应而得,一般是大型乙烯联合装置中由丙烯羰基化合成丁醇、辛醇的副产物,通常1套30万吨/年乙烯装置每年副产异丁醛约1万吨,这很大程度限制了异丁醛的发展。为了解决异丁醛原料短缺的问题,相关的研究不断跟进,陆续出现了一系列合成异丁醛的方法,主要有以C4的异丁烯为原料制备异丁醛、甲醇与乙醇一步法制备异丁醛等,下面对上述生产方法予以简述。

(1) 羰基合成法

羰基合成法是目前合成异丁醛的主要方法,根据催化剂和工艺条件不同分为高压羰基合成法与低压羰基合成法。高压羰基合成法采用钴系催化剂,异丁醛收率为70%,正、异构比为(3-4):1。其主要缺点为反应压力高、副产物多、消耗大、生产成本较高,目前正逐步被低压羰基合成法所取代。低压合成法使用铑系催化剂,丁醛收率为98%,正、异构比为10∶1,但铑系催化剂价格昂贵,资源比较少,低压法生产异丁醛时应注意降低铑消耗和非铑催化剂的开发。

(2) 以C的异丁烯为原料制备异丁醛

目前我国混合碳四资源较丰富,但大部分作为低价值的民用液化气销售。若用来合成异丁醛不但为混合C找到了一条合理的利用途径,也为异丁醛的生产提供了原料来源。以C异丁烯为原料制备异丁醛初步具有工业应用前景。采用浸渍法制备的贵金属催化剂,在58~63℃、1.0MPa、H/MAL摩尔比为6、MAL的质量空速为0.5h-1的条件下反应7200h,MAL的转化率接近100%,异丁醛的选择性大于95%,同时副产少量异丁醇。由此开辟了一条以C制备异丁醛的工艺路线。

(3)甲醇与乙醇一步法合成异丁醛

我国拥有丰富的煤炭资源和生物质资源,开发甲醇、乙醇的下游产品具有非常重要的意义。采用正交设计方法,制备异丁醛的催化剂CuO-ZnO/Al2O3组成和制备条件对催化性能的影响,并对异丁醛的反应途径和机理做了合理推测。进入2000年以后,关于一步法合成异丁醛的研究如火如荼,国内很多单位的研究者在催化剂的载体和制备方法以及助剂和改性材料对催化性能的影响等方面做了一系列研究,对一步法的反应机理、反应历程、中间产物有了进一步的了解。

基于能够有效利用煤炭资源和生物质资源,对甲醇与乙醇一步法合成异丁醛的研究进展作进一步的阐述。甲醇与乙醇一步法合成异丁醛的总反应式为:

CHCHOH+2CH → OH(CHCHCHO+2HO+H

用于甲醇与乙醇一步法合成异丁醛的催化剂主要有钒系和铜系。钒系的主催化剂一般为V。铜系的主催化剂一般为CuO-ZnO/AlO催化剂,催化剂较佳组成为CuO 17%,ZnO 43%。

全球市场分析【6】

异丁醛又是一种重要的有机化工原料, 广泛用作溶剂或增塑剂。由异丁醛出发可以衍生出许多精细化工产品,如合成异丁醇、新戊二醇、甲基丙烯酸(MAA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、甲乙酮、泛酸钙、异丁酸酯、异丁腈等。而以这些产品为原料又可以合成更多的化工产品,异丁醛的下游产品呈现出一种蓬勃发展的趋势, 市场对异丁醛的需求也在逐年增加。

2015年6月世界异丁醛生产能力见下表。

2014 年美国异丁醛产量为27.5 万t, 中南美为2.2万t, 西欧为23.2 万t,非洲为1.18万t,我国为40.6万t,亚洲其它地区亚洲其它为14.55万t。

2013年世界异丁醛消费量为122.12万t,2014年为130.44 万t,预计2015 —2019年世界异丁醛消费年均增长率为3.4% ,2019年世界异丁醛消费量将达至153.87万t, 见下表 。

我国市场分析

2015年5月我国异丁醛生产能力为41.39万t。2014 年产量为40.6 万t,没有进出口,消费量为40.6万t。

下表为我国异丁醛历年消费状况。从表可以看出,我国异丁醛消费量基本上呈逐年递增态势。

我国异丁醒消费结构及预测见下表。可以看出, 2014年我国异丁醛主要用于生产异丁醇和新戊二醇,其中异丁醇消费异丁醛24.3万t,占异丁醛总消费量的60% ;新戊二醇消费异丁醛13.7 万t,占异丁醛总消费量的34% 。2009— 2014年我国异丁醛消费年均增长率为25.6% ,预计2015—2019 年将降到7.2%,2019 年我国异丁醛消费量将达到57.4 万t。

参考文献

[1] 辽宁省石油化工技术情报总站编辑,有机化工原料及中间体便览  上册,第144页

[2] 李九龙,张峻炜,李宁,宋怀俊,异丁醛合成的研究进展,化工进展,2012.02,第420页

[3] 李又明主编;袁国锋副主编,散装化学品水运与港口仓储数据卡手册=BULK CHEMICAL DATA SHEET MANUAL FOR SHIPMENT BY WATER AND TERMINAL,同济大学出版社,2012.05,第275页

[4] 张甫,易金华,雷元柏,等.我国混合碳四的化工利用现状及发展前景[J].化工生产与技术,2011.04,第47页

[5] 高占笙,从甲醇一步催化合成异丁醛[J].中氮肥,1995.03,第18页

[6] 张桂华等, 异丁醛市场分析及预测,化学工业,2016.11,第38页