正丙醇:無人領航,一年後見分曉!

2021-01-13 化工孵化

正丙醇迎來新一輪擴產,而且呈現乙烯一體化鮮明特徵,但是對正丙醇來說,技術決定著其上升曲線,面對單一的應用市場,正丙醇再次站到了一個岔路口,未來兩年誰將會砥礪前行,誰將會觸礁沉淪。

主要生產方法:液體催化劑氫甲醯化+加氫

氫甲醯化反應是烯烴與合成氣(C0+H2)反應製取比原料烯烴高一個碳的醛的反應,得到的醛加氫轉化成醇。目前工業上烯烴氫甲醯化反應製備醛主要採用Rh基均相催化工藝和鈷基均相催化工藝。

 

國內正丙醇主要有兩種生產工藝,第一種是乙烯氫甲醯化合成丙醛,丙醛催化加氫生產正丙醇,第二種為烯丙醇加氫生產1,4-丁二醇副產正丙醇法,國內只有兩家企業均為此法,但產量較小,國內大部分企業採用第一種方法,技術較為成熟,水溶性催化劑和油-水兩相反應體系,催化劑存在於水相,產物醛位於油相,反應後靜置即可有效分離催化劑和產物,但由於兩相反應傳質效率較低,影響催化效果,需要加入相轉移劑,但相轉移劑的加入會導致乳化現象而增加相分離難度。生產過程中隨著催化劑活性衰減, 還要排放部分催化劑,同時又補充等量的催化劑,處理過程複雜。

固體催化劑決定技術升級 

均相烯烴氫甲醯化存在的催化劑的分離及循環利用問題,最好的解決方案是均相催化劑固載化,包括無機載體固載化、聚合物載體的固載化、擔載液相催化劑和擔載水相催化劑。

均相催化劑固載化是將金屬或金屬配合物以一定的方式錨定在固體載體上,催化劑可以方便分離和循環使用,有機金屬配合物可以用不同的固載化技術錨定在多種載體上,如有機聚合物、無機氧化物、分子篩和活性炭等;以聚合物為載體,金屬化合物一般通過化學鍵與載體表面錨定位進行連結,形成有機固載催化劑;以無機物為載體,則直接在其表面形成固載的金屬化合物分散相,也可以對載體表面進行改性或官能團化而對金屬化合物進行鍵聯。

突破固體催化劑活性禁區顛覆行業

均相催化劑固載化負載金屬催化劑,氫甲醯化活性較低,加氫和異構化活性較高,存在活性組分的流失或催化性能變化等問題,有機金屬配合物固載化,在反應過程中,必須使金屬原子與反應物進行配位,而金屬化合物在結構和配位數上的某些變化,會削弱金屬催化劑與載體間的相互作用而使催化劑易於流失。

固相銠膦催化劑金屬配合物流失、失活最難解決,催化過程是配位過程,催化劑體系組分之間相互作用及配位過程互相競爭,固相催化劑活性中心是有膦配位的金屬配合物,膦掉下去後,銠需要找機會碰到膦,但是固相催化劑,膦活性點不夠多,銠找不到機會碰到膦,隨著有機相跑掉,只有膦多,才能和銠有效配伍,這麼多膦固體催化劑,怎麼實現還要找到好的方法。

事實上,均相催化劑的反應活性和選擇性是多相催化劑無法比擬的,使用多相催化劑作為固定床氣相催化乙烯的氫甲醯化反應,前提得是至少與均相催化劑在傳統反應器裡氫甲醯化反應相比,催化劑的反應活性和選擇性差不多要在同一水平上,多相催化劑在烯烴氫甲醯化應用,使其既具有高的催化活性和選擇性,又具備良好的催化循環使用和易簡單的分離效果,是具有極其挑戰性的技術瓶頸。

創新無界,科技創新的星辰大海、未來的無限可能性,更令人心潮澎湃。多相催化劑,採用固定床反應工藝進行氫甲醯化反應生產正丙醇,催化劑與產物分離容易,沒有了那麼多汙水或有機汙染物需要處理,相比均相催化劑在反應釜裡加溶劑反應,流程簡單,省去了催化劑分離,整個生產成本最少要降低20%-30%以上。

正丙醇新一輪擴產儘管呈現乙烯一體化鮮明趨勢,但是正丙醇不是大宗化學品,產業鏈優勢不是核心競爭力,技術決定著正丙醇上升曲線,因此,目前正丙醇還沒有龍頭企業,沒有一家公司成為行業領航企業,如果一年內,通過「安、穩、長、滿、優」這個唯一檢驗石油化工技術成熟的標準驗收後,時間證明固體催化劑活性這一「技術禁區」成功穿越後,正丙醇產業將迎來重生與重構,到時,裝置在技術上別人無法競爭,以技術絕技獨步江湖,領航行業未來。

 

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