78-84-2 / 異丁醛是什么，用途有哪些

基本信息^{【1】【2】}

化學(xué)名稱：二甲基乙醛、2一甲基丙醛、異丁醛。

分子式：C_４H_８O

分子量：72．1l

物化性質(zhì)：

系無色有刺激性的液體，可燃，易揮發(fā)，微溶于水，溶于苯、氯仿、乙醇和乙醚中。凝固點65.9℃，沸點64.523，折光率(20℃)1.3730，能經(jīng)加氫得異丁醇，20℃的蒸氣壓138毫米汞柱，閃點-10.6℃。異丁醛與水形成的共沸物沸點為59℃，含水6％。在20℃時100mL水可溶本品11ｇ，在空氣中氧化得異丁酸。

用途

用于制造橡膠硫化促進劑和防老劑、異丁酸等?？捎靡灾圃鞓渲⑾懔?、表面活性劑、增塑劑，添加劑、醫(yī)藥的原料。加氫后制得異丁醇。據(jù)報道，異丁醛與丙烯在高壓下液相氧化可制得環(huán)氧丙烷、異丙醇、丙酮等基本有機原料；經(jīng)歧化可得正丁醛與甲乙酮，經(jīng)氨化氫化可得異丁胺。

污染處理措施^【3】

少量泄漏用吸收材料；大量泄漏圍堵后，用噴水稀釋蒸氣，用防爆泵收集。廢棄物用硫酸氫鈉溶液處理。

生產(chǎn)方法^{【4】【5】}

傳統(tǒng)上異丁醛主要由丙烯與一氧化碳及氫氣反應(yīng)而得，一般是大型乙烯聯(lián)合裝置中由丙烯羰基化合成丁醇、辛醇的副產(chǎn)物，通常1套30萬噸／年乙烯裝置每年副產(chǎn)異丁醛約1萬噸，這很大程度限制了異丁醛的發(fā)展。為了解決異丁醛原料短缺的問題，相關(guān)的研究不斷跟進，陸續(xù)出現(xiàn)了一系列合成異丁醛的方法，主要有以C₄的異丁烯為原料制備異丁醛、甲醇與乙醇一步法制備異丁醛等，下面對上述生產(chǎn)方法予以簡述。

(1) 羰基合成法

羰基合成法是目前合成異丁醛的主要方法，根據(jù)催化劑和工藝條件不同分為高壓羰基合成法與低壓羰基合成法。高壓羰基合成法采用鈷系催化劑，異丁醛收率為70％，正、異構(gòu)比為（3-4）:1。其主要缺點為反應(yīng)壓力高、副產(chǎn)物多、消耗大、生產(chǎn)成本較高，目前正逐步被低壓羰基合成法所取代。低壓合成法使用銠系催化劑，丁醛收率為98％，正、異構(gòu)比為10∶1，但銠系催化劑價格昂貴，資源比較少，低壓法生產(chǎn)異丁醛時應(yīng)注意降低銠消耗和非銠催化劑的開發(fā)。

(2) 以Ｃ_４的異丁烯為原料制備異丁醛

目前我國混合碳四資源較豐富，但大部分作為低價值的民用液化氣銷售。若用來合成異丁醛不但為混合Ｃ_４找到了一條合理的利用途徑，也為異丁醛的生產(chǎn)提供了原料來源。以Ｃ_４異丁烯為原料制備異丁醛初步具有工業(yè)應(yīng)用前景。采用浸漬法制備的貴金屬催化劑，在58～63℃、1.0ＭＰａ、Ｈ_２／ＭＡＬ摩爾比為6、ＭＡＬ的質(zhì)量空速為0.5ｈ－1的條件下反應(yīng)7200ｈ，ＭＡＬ的轉(zhuǎn)化率接近100％，異丁醛的選擇性大于95％，同時副產(chǎn)少量異丁醇。由此開辟了一條以Ｃ_４制備異丁醛的工藝路線。

（3）甲醇與乙醇一步法合成異丁醛

我國擁有豐富的煤炭資源和生物質(zhì)資源，開發(fā)甲醇、乙醇的下游產(chǎn)品具有非常重要的意義。采用正交設(shè)計方法，制備異丁醛的催化劑ＣｕＯ－ＺｎＯ／Ａｌ２Ｏ３組成和制備條件對催化性能的影響，并對異丁醛的反應(yīng)途徑和機理做了合理推測。進入2000年以后，關(guān)于一步法合成異丁醛的研究如火如荼，國內(nèi)很多單位的研究者在催化劑的載體和制備方法以及助劑和改性材料對催化性能的影響等方面做了一系列研究，對一步法的反應(yīng)機理、反應(yīng)歷程、中間產(chǎn)物有了進一步的了解。

基于能夠有效利用煤炭資源和生物質(zhì)資源，對甲醇與乙醇一步法合成異丁醛的研究進展作進一步的闡述。甲醇與乙醇一步法合成異丁醛的總反應(yīng)式為：

ＣＨ_３ＣＨ_２ＯＨ＋２ＣＨ_３ → ＯＨ（ＣＨ_３）_２ＣＨＣＨＯ＋２Ｈ_２Ｏ＋Ｈ_２

用于甲醇與乙醇一步法合成異丁醛的催化劑主要有釩系和銅系。釩系的主催化劑一般為Ｖ_２Ｏ_５。銅系的主催化劑一般為CuO－ZnO／Al_２O_３催化劑，催化劑較佳組成為CuO 17％，ZnO　43％。

全球市場分析^【6】

異丁醛又是一種重要的有機化工原料， 廣泛用作溶劑或增塑劑。由異丁醛出發(fā)可以衍生出許多精細化工產(chǎn)品，如合成異丁醇、新戊二醇、甲基丙烯酸（MAA）、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、2，2，4－三甲基－1，3－戊二醇、甲乙酮、泛酸鈣、異丁酸酯、異丁腈等。而以這些產(chǎn)品為原料又可以合成更多的化工產(chǎn)品，異丁醛的下游產(chǎn)品呈現(xiàn)出一種蓬勃發(fā)展的趨勢， 市場對異丁醛的需求也在逐年增加。

2015年6月世界異丁醛生產(chǎn)能力見下表。

2014 年美國異丁醛產(chǎn)量為27.5 萬t， 中南美為2.2萬t， 西歐為23.2 萬t，非洲為1.18萬t，我國為40.6萬t，亞洲其它地區(qū)亞洲其它為14.55萬t。

2013年世界異丁醛消費量為122.12萬t，2014年為130.44 萬ｔ，預(yù)計2015 —2019年世界異丁醛消費年均增長率為3.4％ ，2019年世界異丁醛消費量將達至153.87萬t， 見下表 。

我國市場分析

2015年5月我國異丁醛生產(chǎn)能力為41.39萬t。2014 年產(chǎn)量為40.6 萬t，沒有進出口，消費量為40.6萬t。

下表為我國異丁醛歷年消費狀況。從表可以看出，我國異丁醛消費量基本上呈逐年遞增態(tài)勢。

我國異丁醒消費結(jié)構(gòu)及預(yù)測見下表?？梢钥闯?， 2014年我國異丁醛主要用于生產(chǎn)異丁醇和新戊二醇，其中異丁醇消費異丁醛24.3萬ｔ，占異丁醛總消費量的60％ ；新戊二醇消費異丁醛13.7 萬ｔ，占異丁醛總消費量的34％ 。2009— 2014年我國異丁醛消費年均增長率為25.6％ ，預(yù)計2015—2019 年將降到7.2％，2019 年我國異丁醛消費量將達到57.4 萬t。

參考文獻

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