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当生物法将成为己二酸合成技术发展趋势

发布时间:2021-09-10 23:20:05 阅读: 来源:钢轨厂家

生物法将成为己二酸合成技术发展趋势

1、C4烯烃法

C4烯烃法是以丁二烯为原料,可分为丁二烯羰基化和丁二烯氢氰法两种方法。

丁二烯羰基化改变了传统的以苯为原料的加氢工艺。因为以廉价的C4为原料,不但解决了传统工艺对环境的污染,而且有利于降低生产成本。由于使用催化剂的不同,又形成了不同的工艺路线:①孟山都工艺。该工艺以Pd C12为催化剂,1,4—二甲氧基丁烯—2为原料,在反应压力为6.87MPa,反应温度低于100℃则反应速率低。该法目前仍在研究开发之中。②巴斯夫工艺。该工艺用裂解C4中的丁二烯(不经过抽提)与一氧化碳在甲醇中发生羰基化反应,经一次羰基化反应得到3—戊烯酸甲酯,经二次羰基化反应得到己二酸二甲酯,最后经水解得到己二酸。采用八羰基二钴[CO2(CO)8]为催化剂,吡啶为促进剂,整个过程分五步进行。采用丁二烯羰基化工艺制备己二酸,原料丁二烯相对较便宜,收率可以达到约72%,产品己二酸含量高,其生产成本比环己烷氧化工艺低,缺点是工艺复杂,反应条件苛刻,副产物较多。③壳牌工艺。该方法是以醋酸钯、1,4—二(二苯膦)丁烷、2,4,6—三甲苯甲酸为催化体系,在乙醇存在下进行反应,反应温度为150~155℃,压力为3—6MPa,丁二烯的转化率大于94%,戊烯酸甲酯的选择性为88%。

丁二烯氢氰化法是丁二烯在催化剂催化下氢氰化生成3—戊氰和4—戊烯氰,再在催化剂催化下羧基化而生成5—氰戊酸,然后水解即可生成己二酸。其中,氢氰化的产品的收率大于90%,羧基化和水解的产品的产率为85%—92%。该工艺的己二酸产率也比较高,大于80%,但是该过程的副产品也较多,且较难分离。

C4烯烃法的产率较高,原料成本较低,经济上可行,但是该工艺过程较为复杂,反应条件苛刻,副产品较便可从1条生产线起步多,且该工艺还处于研究开发阶段,离工业化生产还有一段时间。

2、生物催化法

杜邦于20世纪90年代开发了生物催化工艺,利用大肠杆菌将D—葡萄糖转化为顺,顺己二烯二酸(cis,cis-Muconic acid),然后再生成甲氢戊己二酸例如;再用好氧脱硝菌株分离出一种基因株对酶进行编码,从而得到环己醇转化为己二酸的合成酶,该合成酶在合适的生长条件下将环己醇选择性转化成己二酸,经该工艺合成己二酸的产率可以达到97%。

英国皇家研究院和剑桥大学共同开发了以D-葡萄糖为原料,经生物催化制己二酸的技术。该过程使用的催化剂是将双金属(如Ru10Pt2)固定在中孔二氧化硅孔隙中,将D-葡萄糖转化为前者昂贵反,反-己二烯二酸,然后再加氢为己二酸。

由于生物法所使用的原料是可循环、可降解的物质,没有污染物可参与反应和生成,实现了绿色主要生产工艺技术是采取“辊压嵌入式”环保生产。不足之处是生产费用很昂贵,不适合大规模工业化的生产,还处在研发的初级阶段,工艺还很不成熟。但是,由于该方法是一种环保高效的生物方法,符合化工行业未来发展趋势,因此将成为己二酸合成工艺的发展趋势。

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