異辛醛合成研究

刁香

【摘要】在等溫固定床反應(yīng)器中進(jìn)行了2-乙基己烯醛液相加氮制異辛醛的研究，結(jié)果表明，在氫比為3～6，反應(yīng)溫度120～150℃、壓力1. 0～2.0MPa、空速為0.4～0.8h-1、循環(huán)比為1：1～3：1條件下，2-乙基己烯醛轉(zhuǎn)化率99.0%，異辛醛選擇性98.0%。

【關(guān)鍵詞】2-乙基己烯醛 異辛醛 液相加氫 催化劑 異辛酸

異辛醛用以合成香料和作為異辛酸的原料。異辛酸是一種重要的有機(jī)化工產(chǎn)品，可廣泛用于涂料、塑料、制革、醫(yī)藥、木材、化纖、農(nóng)藥等領(lǐng)域，但大部分用于生產(chǎn)異辛酸的金屬鹽，由于異辛酸鹽具有比環(huán)烷酸鹽更明顯的催干效果而廣泛用于涂料行業(yè)，以滿足人們對(duì)高檔淺色涂料的需求。異辛酸在醫(yī)藥方面主要用作溶媒法合成青霉素鈉鹽的成鹽試劑。此外，異辛酸甘油酯是優(yōu)良的增塑劑，隨著工農(nóng)業(yè)的發(fā)展，異辛酸的需求量逐年增加，具有很大發(fā)展?jié)摿Α?/p>

2-乙基己烯醛（又稱異辛烯醛）加氫生成辛醇[1]，也可選擇性地加氫生成異辛醛[2-3]。2-乙基己烯醛選擇加氫制異辛醛過程的關(guān)鍵在于催化劑的選擇，文獻(xiàn)中報(bào)道的最好結(jié)果為反應(yīng)轉(zhuǎn)化率99%，反應(yīng)選擇性98%。該工藝采用粗產(chǎn)物進(jìn)行循環(huán)改善了加氫效果，為丁辛醇生產(chǎn)裝置副產(chǎn)物的綜合利用提供了新的思路。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 主要原料及設(shè)備

主要原料：2-乙基己烯醛、氫氣、QSH-01催化劑

主要設(shè)備：加氫評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)裝置。

1.2 反應(yīng)原理

2-乙基己烯醛和氫氣在催化劑床層上發(fā)生液相加氫反應(yīng)，生成異辛醛和其他副產(chǎn)物。反應(yīng)方程式如下。

主反應(yīng)：

主要副反應(yīng)：

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

本實(shí)驗(yàn)采用夾套式等溫固定床反應(yīng)器。在反應(yīng)器下部裝填一定量的玻璃球，在反應(yīng)器的中上部裝填一定量的催化劑。在試驗(yàn)過程中，反應(yīng)物料由計(jì)量泵計(jì)量后與氫氣一起進(jìn)入反應(yīng)器，反應(yīng)溫度由夾套中的循環(huán)油浴控制，用熱電偶測(cè)量床層溫度，反應(yīng)壓力由壓控系統(tǒng)控制。氣液混合物進(jìn)入氣液分離器后，氣相由壓控閥排出，液相由氣液分離器的底部放出，部分加氫產(chǎn)物在反應(yīng)器中循環(huán)使用。反應(yīng)過程中定時(shí)取樣分析檢測(cè)反應(yīng)情況。

1.4 分析方法及儀器

原料和反應(yīng)液組成的分析均采用氣相色譜法。

GC-14B氣相色譜儀，配有FID檢測(cè)器，CR-6A型積分儀。

2 結(jié)果與討論

2.1 工藝條件研究

2.1.1 氫比對(duì)反應(yīng)的影響

在溫度120℃，空速0.6h-1，壓力1.50Mpa，催化劑裝填量100ml，以加氫產(chǎn)物為溶劑，循環(huán)比為1：1的條件下考察了氫比對(duì)反應(yīng)的影響，所得結(jié)果如圖1所示。

由圖1可以看出，氫比對(duì)反應(yīng)轉(zhuǎn)化率的影響較顯著，隨著氫比的增大，反應(yīng)轉(zhuǎn)化率逐漸增加，氫比對(duì)反應(yīng)選擇性的影響較小。因此，合適的氫比范圍為3^-60

2.1.2 溫度對(duì)反應(yīng)的影響

在空速為0.6h-1，壓力1.50MPa，催化劑裝填量100ml，氫比4，以加氫產(chǎn)物為溶劑，循環(huán)比為1：1的條件下考察了溫度對(duì)反應(yīng)的影響，試驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。

由圖2可以看出，隨著反應(yīng)溫度的提高，反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率逐漸增加，但選擇性逐漸降低，因此，較佳的溫度范圍為120～150℃。

2.1.3 壓力對(duì)反應(yīng)的影響

在溫度120℃，空速0.6h-1，氫比5，催化劑裝填量100ml，溶劑為加氫產(chǎn)物，循環(huán)比為3：1的條件下考察了壓力對(duì)反應(yīng)的影響，試驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。

由圖3可以看出，壓力對(duì)反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率具有一定的影響，轉(zhuǎn)化率隨壓力的增大而增大，而選擇性隨壓力的增大變化不明顯，較佳的壓力范圍為1.0～2.0Mpa。

2.1.4 考察空速對(duì)反應(yīng)的影響

在溫度140℃，壓力1.50MPa，氫比為4，催化劑裝填量100ml，以加氫產(chǎn)物為溶劑，循環(huán)比為1：1的條件下考察了空速對(duì)反應(yīng)的影響，試驗(yàn)結(jié)果如圖4所示。

由圖4可以看出，異辛烯醛液體空速從0.2h-1增至0.8h-1時(shí)，異辛醛選擇性均大于98%，2-乙基己烯醛轉(zhuǎn)化率大于99%，而從0.8h-1增至1.2h-1時(shí)，異辛醛選擇性變化不大，但2-乙基己烯醛轉(zhuǎn)化率下降比較明顯。因此選擇2一乙基己烯醛液體空速為0.4～0.8h-1。這也說明該催化劑可在較高空速下運(yùn)轉(zhuǎn)，這對(duì)工業(yè)化生產(chǎn)很有利。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊霞，程玉春，尹長(zhǎng)學(xué)，等.新型鎳系液相加氫催化劑.石油化工.2004，33（3） 231

[2]Mallinckr-odt，Inc. （St. Louis，MO）.Production of 2-ethylhexanal.US4，018，831，1975

[3]Huels Aktiengesellschaft（Marl，DE）.Process for the proparationof 2-ethylhexanal.US5，756，856，1998