正丁酸[1,2]是無色透明液體,濃的正丁酸有令人厭惡的臭味,稀釋后味道減輕。在室溫下,能與水、醇、醚等有機(jī)溶劑互溶,在鹽的水溶液中溶解度較小,能隨水蒸氣揮發(fā)。丁酸的鈣鹽在冷水中比在熱水中溶解度大,并與水形成共沸物。丁酸用于制造各類丁酸酯類、丁酸纖維、清漆、藥物、香料等,也用作乳化劑、殺菌劑和萃取劑。

1生產(chǎn)方法目前,丁酸酐的生產(chǎn)工藝主要有正丁醛氧化法、丙烯羰基合成、農(nóng)副產(chǎn)品發(fā)酵法以及丁醇?jí)A溶法。1.1正丁醛氧化法正丁醛氧化法生產(chǎn)正丁酸是以正丁醛為原料、氧氣或空氣作為氧化劑,有無催化劑均可完成的反應(yīng)。

如果用催化劑則選擇過渡金屬以及Cu、Ag、Ce、堿金屬和堿土金屬。液相反應(yīng)時(shí),催化劑選擇金屬羧酸鹽,氣相反應(yīng)則使用沉淀于硅膠、氧化鋁等上的金屬氧化物。目前多采用間歇式丁醛氧化制備丁酸的工藝,生產(chǎn)工藝[3]為:(1)氧化反應(yīng)。將儲(chǔ)罐內(nèi)的正丁醛用泵送入氧化釜,然后連續(xù)通入氧氣,在催化劑的作用下連續(xù)反應(yīng),反應(yīng)溫度控制在55～60°C,以循環(huán)水來控制反應(yīng)溫度,出口反應(yīng)液丁酸含量在95%左右,以反應(yīng)液沒有溫升為反應(yīng)終點(diǎn)。

達(dá)到反應(yīng)終點(diǎn)后,粗丁酸反應(yīng)液排放至粗丁酸中間儲(chǔ)罐。待氧化釜內(nèi)粗丁酸反應(yīng)液排空后,再往釜內(nèi)注入氮?dú)?經(jīng)分析釜內(nèi)氧氣含量在2%以下后,再用泵將丁醛送入氧化釜,通入氧氣繼續(xù)反應(yīng)。(2)將氧化反應(yīng)后的粗丁酸進(jìn)入中間儲(chǔ)罐,然后再進(jìn)入精餾系統(tǒng)進(jìn)行減壓蒸餾,第一精餾塔脫輕組分,第二精餾塔為產(chǎn)品塔,塔頂出產(chǎn)品丁酸。直接采用正丁醛氧化法具有工藝路線簡(jiǎn)單、生產(chǎn)控制方便、原料單一、產(chǎn)品收率高等優(yōu)點(diǎn),在工業(yè)上得到廣泛應(yīng)用。

1.2丙烯羰基化法此法以丙烯和合成氣為原料,先羰基化生成丁醛,再經(jīng)空氣氧化生成丁酸。該方法在制備過程中會(huì)產(chǎn)生副產(chǎn)物異丁酸。以SnCl2、CoCl2和FeCl3的Pd(PPh3)2Cl2為催化劑,可以提高生成正丁酸的選擇性,抑制副產(chǎn)物的生成。丙烯羰基化法工藝分為兩步進(jìn)行:先由丙烯和原料氣生成丁醛,在丁醛生成塔中通入氧氣使其氧化為丁酸,而丁醛作為中間產(chǎn)物存在。

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