特戊酸项目立项建议书

特戊酸项目立项建议书内容摘要：

后，加入适量的次溴酸钠和溴化钠， 60℃搅拌 1 小时，即得特戊酸的钠盐和溴仿，经酸化和精制得纯度 较高的特戊酸，产率 80%。 该法反应条件温和，操作简便，缺点是原料频那酮较贵。 ８ 以异丙醇为原料 在 H2SO BF3等无机酸或有机酸中加入 Ag2O 等物质制成的复合催化剂催化下，异丙醇与乙烯反应制得特戊酸。 反应条件适当时，产率可达 70%。 由于催化剂的制备比较麻烦，应用受到限制。 生产工艺方案选择 根据上述工艺的比较，合成特戊酸比较成熟的工艺主要有两种，其一是异丁醇－硫酸－甲酸法， 该法的特点是操作压力低（常压），但产品收率低（小于 64%），酸耗量大（生产每吨产品消耗浓硫酸 58 吨），原材料消耗定额 高。 另一比较成熟的工业方法是异丁烯羰基合成法，其反应式如下： C H 3 C C H 2C H 3H 2 OC O H 2 S O 4 H 3 C CC H 3C H 3CO HO+ + 该法的优点是产品纯度、收率都比较高，成本低。 目前异丁烯羰基合成法是生产特戊酸的国际主流工艺。 Shell公司采用异丁烯羰基合成法在荷兰建成 10000吨 /年的生产装置。 在国内也有天津四友科技发展有限公司采用该法进行生产。 用异丁烯羰基合成法生产特戊酸，催化剂体系的种类、使用方法以及其回收技术是决定该技术工艺稳定性、经济可行性的关键。 国际上比较成功的催化剂体系主要有 HF/BF3体系和 H2SO4 体系。 其中， HF/BF3 体系适用的操作压力为 20— 70kg/cm2，相应的产品收率在70— 90%之间，产品纯度在 99%以上； H2SO4体系适用的操作压力为 50— 80kg/cm2，产品收率在 75%以上，纯度也可达 99%以上。 相比之下 HF 或 BF3催化剂虽然性能稍好，但其沸点低，易挥发，且毒性大，对设备及工艺的密封性和过程操作要求比较苛刻。 而 H2SO4体系虽然催化性能（产物收率）略逊于前者，但其对设备和操作过程的要求较低， H2SO4又是廉价易得的化工原料。 因此，以 H2SO4为催化剂的异丁烯羰基合成法生产 特戊酸工艺更符合国情和我公司的实际情况，本项目拟采用异丁烯羰基合成法工艺生产特戊酸。 技术来源选择 河北工业大学是国内最早开展异丁烯法合成特戊酸研究的单位。 该校在二十世纪 80年代末就已经对 羰基合成特戊酸技术进行了较深入的研究，并从 1997 年开始将其技术在河北宣化化肥厂实施工业化放大，取得了较好的效果。 中科院兰州化学物理所从 1991 年开始与兰州炼油厂合作进行特戊酸羰基合成工艺的 ９ 小试研究，同时也开展了特戊酰氯及氯代特戊酰氯等衍生产品的试验工作。 1998 年，该所对特戊酸项目完成了 10 立升反应釜的放大试验研 究，通过比较国内外现有的工艺生产路线，设计了较具特色的生产工艺路线，产品纯度高，质量稳定，基本解决了废酸的循环回收使用难题（稀酸蒸浓工艺），大大解决了生产过程中废酸的产生。 总之， 国内特戊酸 羰基合成工艺 技术虽已较为成熟， 但 兰化所的技术 由于 缺少工业化生产装置的验证 ，相对 河北工业大学的技术更具风险性。 FMC 公司的代表在考察了河北工业大学的技术后，也向我公司推荐选用该校的技术。 鉴于这些理由，本项目选择河北工业大学作为技术依托单位。 工艺流程简述 河北工业大学研究开发的年产 2020 吨特戊酸生产装置工艺流程简图 如下： 硫酸 循环硫酸催化剂 一氧化碳 冰水 溶剂 F20水解系统与反应物后处理系统三部分组成，其中羰化反应系统和水解系统为间歇式操作；而 反应物的后处理系统，包括产物的溶剂萃取，萃取相的净化与干燥、溶剂的闪蒸回收以及反应产物精馏精制等过程均采用连续式操作。 水解系统与反应物后处理单元之间以贮罐连接。 羰化反应器 水解反应器 相分离 重相储罐 轻相储罐 混合 溶剂储罐 萃取塔 H2SO4增浓塔 脱硫酸塔 脱水塔 溶剂闪蒸 产品精制 １０ ① 、主反应 异丁烯在 H2SO4催化作用下经过羰化合成特戊酸的反应在实际的操作过程中分两步完成，首先是在高压釜中加压条件下的羰化反应（ 1），然后是常压条件下上述羰化产物的水解反应（ 2）： CH3 CH3 O CH3C=CH2+CO+H2SO4 CH3CC+ .HSO4 (1) CH3 CH3 O CH3 O CH3CC +.HSO4 +H2O CH3CC + H2SO4 (2) CH3 CH3 OH 在上述羰化反应过程中较高的 CO 分压，较低的反应温度对羰化物的生成有利。 ② 、副反应 以上反应过程中发生的副反应主要有以下几类： ? 烯 烃的聚合 C C C C 2CC=C CCCC=C CCCCCCC (3) C C C C ? （二异丁烯、三异丁烯）羰化 C C COOH CCCC=C+CO+H2O H+ CCCCC (4) C C C C ? 二异丁烯、三异丁烯及异丁烯与脂肪酸生成酯 以上副反应中烯烃的聚合及其与脂肪酸发生的脂化反应对产品纯度影响十分明显；因为其产生的副产物沸点与特戊酸接近。 其中 (1)式的反应速率与异丁烯的浓度有关。 因此降低反应器中异丁烯的浓度有利于提高反应对目标产物的选择性。 此外，反应的选择性还可 １１ 通过增加釜内 CO 分压和降低温度等手段提高。 但是以上提高目标产物选择性的手段均需通过增加设备投资和过程操作费用来实现。 水解反应产物经分相处理后，水相经溶剂逆流萃 取处理后形成的萃余相回收循环使用，萃取相（轻相）经盐水（ NaCl饱和溶液）洗涤后通过闪蒸回收；蒸馏釜底物经减压精馏得到特戊酸产品。 原材料及动力供应 主要原材料的种类、规格、年需用量 表 5 主要原材料的种类、规格、年需用量 序 号 名 称 规 格 单 位 年 需 用 量 1 异丁烯 99% 吨 1480 2 CO 95% Nm3 800000 3 硫酸。