丁二酸生產(chǎn)工藝

2020-09-22　

簡介：丁二酸生產(chǎn)工藝：丁二酸的生產(chǎn)工藝有化學合成法、生物法（生物轉(zhuǎn)化法和發(fā)酵法）、電解法。目前國內(nèi)生產(chǎn)該產(chǎn)品的廠家有：江蘇省丹陽市仙橋涂料有限公司、安慶和興化工有限責任

丁二酸生產(chǎn)工藝：

丁二酸的生產(chǎn)工藝有化學合成法、生物法（生物轉(zhuǎn)化法和發(fā)酵法）、電解法。目前國內(nèi)生產(chǎn)該產(chǎn)品的廠家有：江蘇省丹陽市仙橋涂料有限公司、安慶和興化工有限責任公司、陜西寶雞寶玉化工有限公司、陜西渭南惠豐化工有限公司、安徽三信化工有限公司、安慶和興化工有限責任公司、常州曙光化工廠等，除了陜西寶雞寶玉化工有限公司和陜西渭南惠豐化工有限公司使用順酐加氫法外，其他廠家?guī)缀醵际褂秒娊夥ā?/div>

1、順丁烯二酸催化加氫

順丁烯二酸在催化劑作用下加氫反應，生成琥珀酸，然后分離得到成品。反應的催化劑為鎳以及其它一些貴金屬丁二酸，反應溫度約為130-140℃。該法轉(zhuǎn)化率高，產(chǎn)率高，無明顯的副反應，產(chǎn)物質(zhì)量良好，但操作條件高，使用催化劑價格昂貴。目前順丁烯二酸價格在17000元/噸左右，而丁二酸價格在16000元/噸左右丁二酸，此種生產(chǎn)工藝不適合生產(chǎn)丁二酸。

2、石蠟氧化法

石蠟在鈣、錳催化下深度氧化得到混合二元酸氧化石蠟，后者通過熱水蒸汽蒸餾，去除不穩(wěn)定羥基油溶性酸和酷后，水相含有琥珀酸，干燥后得到琥珀酸的結(jié)晶。此法是傳統(tǒng)生產(chǎn)丁二酸的方法，工藝成熟，但產(chǎn)率（只有10%）、純度都不高。

3、水解制取法

由二溴乙烷和氰化鉀轉(zhuǎn)化為乙二睛,然后水解制取

4、氯乙酸甲酯的氯化水解法

目前氯乙酸甲酯售價為7500元/噸左右，理想狀態(tài)下2mol氯乙酸甲酯生成1mol丁二酸，核算單原料氯乙酸甲酯的成本在14000元左右，成本較高，此法不適合工業(yè)化生產(chǎn)丁二酸。

5、順酐加氫制丁二酸酐聯(lián)產(chǎn)丁二酸

順酐通過一步加氫可制得丁二酸酐，丁二酸酐在溫和條件下水解為丁二酸，目前國內(nèi)陜西寶雞寶玉化工和陜西渭南惠豐公司采用此工藝生產(chǎn)丁二酸酐聯(lián)產(chǎn)丁二酸，此生產(chǎn)工藝是新型工藝，目前兩家公司還沒有轉(zhuǎn)讓技術(shù)的意向；另外，山西大學已經(jīng)開發(fā)出順酐加氫制丁二酸酐聯(lián)產(chǎn)丁二酸技術(shù)，目前正在與河南煤化合作進行中試。

理想狀態(tài)下，1mol順酐與1molH2反應生成1mol丁二酸酐，1mol丁二酸酐消耗1mol H2O生成1mol丁二酸。據(jù)此丁二酸，理想狀態(tài)下，生產(chǎn)1噸丁二酸酐消耗順酐1.02噸，消耗H2的量224Nm3，按目前順酐市場價11000萬/噸，氫氣1.5元/Nm3計算，生產(chǎn)1噸丁二酸酐的原料成本為：11000×1.02+224×1.5=11556元；生產(chǎn)1噸丁二酸在丁二酸酐消耗原料的基礎(chǔ)上再消耗0.18噸水丁二酸，水價按2.8元/噸計算，可知生產(chǎn)1噸丁二酸的原料成本為11000×1.02+224×1.5+0.18×2.8=11556.5元。

6、電化學還原法

電解法以順酐為原料電解還原制備丁二酸，經(jīng)過近80年的發(fā)展丁二酸，電解合成技術(shù)和工藝較成熟丁二酸，電解收率、電流效率和轉(zhuǎn)化率較高，能制得高純度的丁二酸，同時通過母液循環(huán)套用技術(shù)實現(xiàn)了廢水的零排放，是一種真正的綠色化學合成技術(shù)?；驹砣缦拢?/div>

首先是順酐先水解成順丁烯二酸：然后順丁烯二酸被電解還原成丁二酸：目前，已開發(fā)出隔膜法、無隔膜法和成對電合成等多種合成丁二酸的電化學技術(shù)。

早期人們?yōu)榱朔乐龟帢O生成的丁二酸擴散到陽極進一步氧化而影響電流效率和電解收率，一般使用隔膜將陰、陽兩級分開，在實際中發(fā)現(xiàn)這些隔膜存在許多缺點，如選擇性和導電性差，易碎、安裝困難、進口膜價格昂貴等，導致了電解生產(chǎn)丁二酸時能耗高，操作強度大，限制了其發(fā)展；后來人們研究發(fā)現(xiàn)陰極生成的丁二酸擴散到陽極進一步氧化而影響電流效率和電解收率，因此發(fā)展了無隔膜電解生產(chǎn)丁二酸的技術(shù)，無隔膜電解法使設(shè)備結(jié)構(gòu)簡化，大大減少投資，同時還簡化了操作，維修工作量小。

7、發(fā)酵法

所謂的發(fā)酵法產(chǎn)丁二酸就是利用細菌或其他微生物發(fā)酵的方法以淀粉、糖或其他微生物能夠利用的廢料生產(chǎn)琥珀酸及其衍生物的方法。此法存在成本較高、產(chǎn)生廢水較多等缺點，需進一步完善。目前世界范圍內(nèi)只有美國應用碳化學公司、法國roquette公司與帝斯曼公司采用發(fā)酵法生產(chǎn)丁二酸，主要是供食品工業(yè)用。

8、生物轉(zhuǎn)化法

生物轉(zhuǎn)化法是利用菌株產(chǎn)生的富馬酸還原酶將富馬酸（反丁烯二酸）轉(zhuǎn)化為丁二酸，轉(zhuǎn)化率達95%（或99%）。由于使用了大量的底物富馬酸，目前化學法生產(chǎn)富馬酸的主要原料也是化學原料順丁烯二酸酐，所以其生產(chǎn)的經(jīng)濟性還有待深入研究。目前只有日本的三井化學采用此法生產(chǎn)丁二酸。

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