最近,由中国科学院大连化学物理研究所提供设计工艺包和工业催化剂,东华工程公司承担工程设计的我国首套中压丙烯直接水合生产异丙醇工业装置在山东东营海科化工(集团)公司一次开车成功,年产异丙醇3万吨,产品质量达到了国标优级品。这标志着我国新一代丙烯直接水合生产异丙醇技术和催化剂在工业应用方面取得突破。该套装置的成功运转,对我国综合利用丙烯资源、满足国内市场对异丙醇的需求意义重大。
异丙醇是重要的基本有机化工原料之一,被广泛应用于溶解硝酸纤维素、橡胶、油漆等,在医药、农药、电子等行业也有广阔的应用前景。据专家预测,未来几年内我国异丙醇将保持年均5%~8%的增速,2010年表观消费量将达到28万吨以上。然而,国内异丙醇长期产不足需。2004年,我国从新加坡、美国等国进口异丙醇达10.7万吨。可见,异丙醇市场的“半壁江山”都需要进口。
据悉,目前国内外工业生产异丙醇的方法主要采用丙烯直接水合法。根据使用的催化剂不同,已有气相、液相和气液混相三种丙烯直接水合工艺应用于工业生产。我国目前唯一规模生产异丙醇的锦州炼油厂,采用了气相水合技术。该方法具有反应条件缓和、时空收率高、一次性投资低等特点,但由于丙烯单程转化率低、丙烯原料大量循环,因而动力能源消耗大;液相水合法反应在高温、高压下进行,尽管丙烯单程转化率和选择性有较大提高,但由于高温高压,致使能耗较大、设备投资偏高;而气液混相直接水合法,采用低温、中压和滴流床工艺,具有反应条件适宜、丙烯转化率高、异丙醇选择性好、能耗低等优点,受到人们的广泛关注,但缺点是树脂催化剂不耐温度冲击,存在磺酸基团流失的问题。
为提高我国生产异丙醇技术水平,中科院大连化学物理研究所以刘中民研究员为首的研究团队,从1996年开始开发丙烯直接水合生产异丙醇技术。该团队利用从事多年的催化剂研究,开展了固体酸催化的中压丙烯水合制异丙醇技术的研究,开发出具有优良的耐水性能,较高的抗压、抗破碎能力,及良好的低温活性、耐温性能,和低的磺酸流失的固体酸催化剂,并配套开发出中压丙烯水合全流程工艺。水合反应采用四段滴流床反应器工艺,整个过程采用了分段进料、无氧技术、催化剂活化等多项专利技术。在反应温度125℃~145℃、压力6.0MPa的条件下,丙烯单程转化率>70mol%,选择性>98mol%。该技术环境友好、无“三废”排放、产品质量优良。
目前,采用该套工艺包和催化剂的年产3万吨异丙醇的工业生产装置于近日在山东正式投产。预计今后几年内会有多套同类装置开工建设,将能有效缓解我国异丙醇供应紧张的局面。
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