簡(jiǎn)介
2-丙基-1-庚醇又名異癸醇和2-丙基庚醇，簡(jiǎn)稱(chēng)2-PH，是一種化學(xué)式為C10H22O，分子量158.28的化學(xué)物質(zhì)，常溫下外觀(guān)表現(xiàn)為透明無(wú)色液體，不溶于水，可溶于一般有機(jī)溶劑。該化合物的部分物理數(shù)據(jù)如下：密度0.827 g/cm3；沸點(diǎn)217.50 ℃；閃點(diǎn)87.14 ℃。
發(fā)展現(xiàn)狀
2-丙基-1-庚醇是一種重要的有機(jī)化工原料，是高碳醇中用量較大的產(chǎn)品之一，可用來(lái)合成表面活性劑、增塑劑、膠粘劑等，其中，增塑劑是其重要應(yīng)用市場(chǎng)，可用來(lái)制造性能更優(yōu)的聚氯乙烯（簡(jiǎn)稱(chēng)PVC）制品。
2-丙基-1-庚醇與苯酐進(jìn)行反應(yīng)，可制得鄰苯二甲酸二（2-丙基庚）酯（簡(jiǎn)稱(chēng)DPHP），可作為增塑劑使用。傳統(tǒng)聚氯乙烯制備以鄰苯二甲酸二辛脂（簡(jiǎn)稱(chēng)DOP）為增塑劑，耐高溫、耐水、耐油性能較差，無(wú)法滿(mǎn)足日益提高的市場(chǎng)要求。與DOP聚氯乙烯相比，采用DPHP為增塑劑制成的聚氯乙烯在耐高溫、耐水、耐候、電絕緣、低霧化、低揮發(fā)等方面性能更優(yōu)，且價(jià)格較為低廉。因此DPHP成為生產(chǎn)聚氯乙烯的新型增塑劑，2-丙基-1-庚醇市場(chǎng)需求量不斷擴(kuò)大。
在全球范圍內(nèi)，2-丙基-1-庚醇生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量較少，主要有美國(guó)陶氏-戴維、德國(guó)巴斯夫、德國(guó)贏(yíng)創(chuàng)、瑞典Perstorp等，原因是由于僅有少數(shù)企業(yè)掌握生產(chǎn)技術(shù)。在我國(guó)市場(chǎng)中，2-丙基-1-庚醇生產(chǎn)企業(yè)只有三家，分別是揚(yáng)子巴斯夫、神華包頭、延長(zhǎng)石油。2010年，揚(yáng)子巴斯夫建成一套8萬(wàn)噸/年的2-丙基-1-庚醇裝置，采用basf技術(shù)。2013年，神華包頭煤化工分公司碳四綜合利用2-丙基-1-庚醇裝置建成，采用davy技術(shù)。
根據(jù)新思界產(chǎn)業(yè)研究中心發(fā)布的《2022-2026年2-丙基庚醇（2-PH）行業(yè)深度市場(chǎng)調(diào)研及投資策略建議報(bào)告》顯示，2019年以前，我國(guó)僅有揚(yáng)子巴斯夫、神華包頭兩家企業(yè)具有2-丙基庚醇生產(chǎn)能力。我國(guó)2-丙基庚醇產(chǎn)能較少，限制了下游行業(yè)發(fā)展。2019年，延長(zhǎng)石油延安能化公司引進(jìn)的丁醇/2-丙基-1-庚醇聯(lián)產(chǎn)裝置順利產(chǎn)出產(chǎn)品，這是全球首套丁醇/2-丙基-1-庚醇工業(yè)化生產(chǎn)裝置。
新思界行業(yè)分析人士表示，我國(guó)市場(chǎng)對(duì)塑料制品的性能與品質(zhì)要求不斷提高，聚氯乙烯作為主要塑料產(chǎn)品，市場(chǎng)空間大，但其性能存在一定弊端，限制了其在汽車(chē)、電纜、建材等領(lǐng)域的應(yīng)用。DPHP增塑劑有助于聚氯乙烯性能的提升，且環(huán)保性能更優(yōu)，價(jià)格低廉，將替代DOP成為聚氯乙烯的主流增塑劑，在此背景下，我國(guó)市場(chǎng)前景廣闊。但現(xiàn)階段，我國(guó)2-丙基-1-庚醇生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量少，且主要是引進(jìn)國(guó)外技術(shù)，不具備自主生產(chǎn)實(shí)力，行業(yè)在技術(shù)突破、產(chǎn)能擴(kuò)大等方面還有較大進(jìn)步空間。
應(yīng)用
在增塑劑的工業(yè)生產(chǎn)中，鄰苯二甲酸酯類(lèi)是目前使用最廣泛的主增塑劑。鄰苯二甲酸酯增塑劑的主要原料為鄰苯二甲酸酐和C4~C13,飽和脂肪醇，C4~C13飽和脂肪醇主要用于增塑劑生產(chǎn)，因此，也稱(chēng)之為增塑劑醇，其中2-丙基-1-庚醇便是其中應(yīng)用比較廣泛的一類(lèi)[1-3]。
以檸檬酸和2-丙基-1-庚醇為原料，活性炭固載對(duì)甲苯磺酸為催化劑合成檸檬酸三(2-丙基庚)酯(TPHC)環(huán)保增塑劑，對(duì)合成的產(chǎn)品進(jìn)行了紅外光譜，質(zhì)譜分析。將TPHC作為增塑劑制成聚氯乙烯(PVC)樹(shù)脂，并進(jìn)行了拉伸性能，加熱減量，熱重分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，TPHC具有優(yōu)異的增塑性能，且耐高溫，耐揮發(fā)，具有極大的工業(yè)化開(kāi)發(fā)價(jià)值[4]。
制備方法
2-丙基-1-庚醇是一種重要的有機(jī)化工原料，主要用于增塑劑的生產(chǎn)。以2-丙基-1-庚醇為原料生產(chǎn)的增塑劑鄰苯二甲酸(2-丙基-1-庚)酯因其物理性能優(yōu)異，且有較高的安全性，經(jīng)濟(jì)性，因此，2-丙基-1-庚醇的生產(chǎn)及應(yīng)用獲得了越來(lái)越多的重視。
實(shí)驗(yàn)室制法
(1)在固體酸堿催化劑的存在下，在10℃～200℃的反應(yīng)溫度下使正戊醛物料發(fā)生縮合反應(yīng)；
(2)在30℃～200℃的反應(yīng)溫度下，在加氫催化劑和氫氣的存在下使步驟(1)所得的縮合產(chǎn)物發(fā)生加氫反應(yīng),，其中氫氣的壓力為0.1MPa～10MPa。該制備方法工藝過(guò)程連續(xù)化，反應(yīng)廢物少，反應(yīng)物選擇性和產(chǎn)物轉(zhuǎn)化率高[5]。
工業(yè)制法
2-丙基-1-庚醇合成主要采用丁烯羰基合成的方法，這種方法主要包括氫甲酰化，羥醛縮合，加氫精制等工藝過(guò)程。對(duì)2-丙基-1-庚醇合成方法的研究，歐洲及北美技術(shù)較成熟，均建有成套生產(chǎn)裝置，國(guó)內(nèi)目前還沒(méi)有自主技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用。從工業(yè)實(shí)踐的角度出發(fā)對(duì)2-丙基-1-庚醇合成工藝中的羥醛縮合，加氫精制過(guò)程進(jìn)行研究：以實(shí)驗(yàn)室合成精制的正戊醛為原料，NaOH溶液作為催化劑，采用間歇操作對(duì)液-液兩相羥醛縮合反應(yīng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。詳細(xì)研究反應(yīng)時(shí)間，反應(yīng)溫度，戊醛與催化劑體積比(O/A)以及NaOH濃度對(duì)羥醛縮合反應(yīng)的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：羥醛縮合反應(yīng)在NaOH溶液催化下是一個(gè)快速的放熱反應(yīng)，在NaOH濃度1~2%wt，O/A=2:1~1:2，反應(yīng)溫度100~110℃條件下，反應(yīng)0.5h以上，正戊醛轉(zhuǎn)化率大于99%，產(chǎn)物選擇性達(dá)95%。精制后的羥醛縮合產(chǎn)物2-丙基-2-庚烯醛，與2-丙基庚醇按一定比例混合作為加氫原料，采用Johnson Matthey公司提供的HTC Ni
500RP為加氫催化劑，在絕熱式固定床反應(yīng)器中，研究了2-丙基-2-庚烯醛液相加氫過(guò)程的主要工藝操作參數(shù)——溫度，空速，壓力，氫油比——對(duì)加氫精制的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：原料配比1:5，入口溫度100~110℃，質(zhì)量空速0.42g·(gcat·h)-1，壓力4.0MPa，氫油比600條件下，反應(yīng)轉(zhuǎn)化率接近100%，2-丙基-1-庚醇選擇性達(dá)到97%。根據(jù)實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果，建議性的提出了可工業(yè)化的2-丙基-1-庚醇生產(chǎn)工藝路線(xiàn)，包括羥醛縮合反應(yīng)，癸烯醛精制，癸烯醛液相加氫，2-丙基-1-庚醇精制四個(gè)操作單元，為后續(xù)工程開(kāi)發(fā)提供參考[6]。
參考文獻(xiàn)
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[6]張濤.戊醛縮合制2-丙基庚醇合成工藝研究[D].天津大學(xué),2012.DOI:10.7666/d.D286525.