羰基合成的生产工艺的扰动和控制.pdf

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1、羰基合成的生产工艺的扰动和控制钟蕾(中国石油四川石化有限责任公司，四川成都611930)摘要：近年来，石油化工的不断发展提供了大量的烯烃资源，烯烃原料经过与醇，酸等各种各样的加工形成了以羰基为核心的产品生产系统，生产产品的多样化又促进了农业，食品，医药等方面的发展。羰基合成的工艺，涉及到广泛的化工领域，因此它是化工生产的一个非常重要的环节，同时羰基合成工艺对新产品的研发也有着相当大的作用。关键词：羰基；羰基化合物；生产工艺：扰动控制羰基的合成工艺是化工生产中的一个重要的环节，有这很大的经济效益和社会效益。随着我国的经济发展，许多产业对羰基合成产品的需求量也越

2、来越大，但是由于种种原因，我国的羰基合成的生产工艺还不能满足这样的需求，本文主要概述了羰基化合物及羰基合成的含义，对羰基合成的生产工艺的简述和其流程的概括以及羰基合成生产工艺的扰动和控制。1羰基化合物含义羰基化合物，可以简单理解为含有羰基的化合物，但在化学上，羰基化合物有着不同的含义。在有机化学中，羰基化合物是指一类含有羰基的化合物，根据环境不同，羰基化合物可以是酮和醛的化合物，酸败产生的二羰基化合物，醛，酮，羧酸及羧酸衍生物等的合称。在配位化学中，羰基化合物是指一类含有一氧化碳作为配体的化合物，如金属金属羰基化合物，几乎所有过度金属都是金属羰基化合物【1】

3、。在无机化学中羰基化合物是指一类含有碳氧键的化合物，如二氧化碳等。2羰基合成及羰基合成工艺羰基合成，是一种生产高碳醛和醇的主要方法，在工业生产中有着广泛的应用。一般羰基合成又称氢甲酰化，是烯烃在一氧化碳和氢气在催化剂的作用下在烯烃原键上加氢原子和甲酰基生成两种异构醛的反应过程。羰基合成是羰化或是羰基化的一种，是把co引入到另一个分子的反应，将烯烃与一定配比的一氧化碳和氢气在过度金属化合物的催化作用下生成比原烯烃多一个碳的醛，也叫醛化反应，在工业生产中主要是生产脂肪醇[2]。由于工业中，大多数的最终产物都是醇，所以羰基合成也包括将烯烃与合成气反应变成醛，再加氢

4、反应生成醇的反应过程。羰基合成是均相液相反应过程，在实际过程中可以分为在钴或铑催化剂作用下和在改进的钴催化剂的作用下两种情况。羰基合成的初级产品是醛，醛基是在有机化学中最活泼的基团之一，可进行氧化成胺，氧化成酸，缩和，缩醛化能一系列的反应，又加上烯烃能够与醛，酸，胺等产物进行多种多样的加工，所以，以羰基合成为核心的产品生产网络十分丰富，涉及范围也非常广泛。在工业发展中，羰基合成很早就得到了广泛的应用，它的典型反应是配位催化反应，它对现代配位催化的理论的形成与发展有着重要的推动作用。关于反应器，由于羰基反应的原料是具有腐蚀性的，工业上羰基化合反应是在不锈钢的釜

5、式反应器或者管式反应器中进行的。羰基合成的反应是一种放热的反应，所以在反应过程中对热量的移除非常重要，一般反应温度变化范围较大。反应热一般由内部反应管冷却，用热载体移出，或者将部分原料在外面冷却后在放入反应器中，并且为了保持催化剂的稳定性一般要在加压的条件下进行反应。3羰基合成工艺分析及扰动控制羰基合成工艺主要以高碳烯烃，和合成气等为原料，以铑络合物作为催化剂在低压下的羰基合成工艺技术，主要有蒸发净化，羰基合成，雾沫分离，精馏四个部分。其工艺方法主要有气相循环法和液化循环法两种，通过对比可以发现，在整个工艺流程中参与反应的原料和催化剂的组成并没有发生变化，反

6、应温度和压力也没有发生特别明显的变化，使整个工艺发生巨大变化的就是对原料丙烯的相态上的变动。在气相法中，丙烯原料需要进行蒸发净化的处理，此过程的反应器只需要一个，但是还要准备一个循环压缩机和一个冷冻系统，相对于液相发来说，气相法较为简单，但是丙烯原料的转化率较低致使产品的生产率较低，整个工作系统的耗能较大。液相发中丙烯原料只要经过一个净化系统就可以进入到反应器中，耗能相对于气相法要低，但是此过程需要两个反应器，所以所需的催化剂要两倍，由于催化剂的价格较高，再加上液相发的工艺较为复杂，所以投资成本也会较大【3】。目前来说，使用低压铑方法进行烯烃的羰基化合反应在

7、技术上还存在着一些问题，只要是高碳烯烃的反应能力较差，所以要求的反应温度较高，因为产物醛的沸点也比较高，所以在用蒸馏方法产物醛与催化剂的时候需要的温度也较高，所以需要开发一种性能高的催化剂。目前一种理想的方法是使用水溶性铑催化剂，但是需要解决加入助溶剂是铑催化剂流失和高碳烯烃在水中的溶解度等问题。4结语羰基合成工艺发展到今天，不同的工艺都有这不同的有点，一直以来的主要研究方向就是改善催化剂的性能，使整个生产流程高效节能。高碳烯烃经过羰基合成工艺可以生产醛和醇等主要产物，醛和醇在和其他化合物进行各种作用又可以生产出其他产品，所以一羰基合成为中心的产品生产系统的

8、应用越来越广泛。然而在真正的工业化生产中，除了要考虑