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正丁醇是多種涂料的溶劑和制增塑劑鄰苯二甲酸二丁酯(見(jiàn)鄰苯二甲酸酯)的原料,也用于制造丙烯酸丁酯、醋酸丁酯、乙二醇丁醚以及作為有機(jī)合成中間體和生物化學(xué)藥的萃取劑,還用于制造表面活性劑。
丁醇最早由法國(guó)人C.-A. 孚茲于1852年從發(fā)酵過(guò)程制酒精所得的雜醇油中發(fā)現(xiàn)。1913年,英國(guó)斯特蘭奇-格拉哈姆公司首先以玉米為原料經(jīng)發(fā)酵過(guò)程生產(chǎn)丙酮,正丁醇則作為主要副產(chǎn)物。以后,由于正丁醇需求量增加,發(fā)酵法工廠改以生產(chǎn)正丁醇為主,丙酮、乙醇作為副產(chǎn)物。第二次世界大戰(zhàn)期間,德國(guó)魯爾化學(xué)公司用丙烯羰基合成法生產(chǎn)正丁醇。50年代石油化工興起,合成法制正丁醇發(fā)展迅速,尤以丙烯羰基合成法最快。
工業(yè)制法
正丁醇的工業(yè)制法主要有發(fā)酵法、丙烯羰基合成法和乙醛醇醛縮合法三種。此外,由乙烯制高級(jí)脂肪醇時(shí)也副產(chǎn)正丁醇。
發(fā)酵法
以谷物(玉米、玉米芯、黑麥、小麥)淀粉為原料,加水混合成醪液,經(jīng)蒸煮殺菌,加入純丙酮丁醇菌,在36~37°C 進(jìn)行發(fā)酵,發(fā)酵醪液經(jīng)精餾分離得到正丁醇、丙酮和乙醇。也可采用糖蜜作原料。
羰基合成法
丙烯、一氧化碳和氫經(jīng)鈷或銠催化劑(見(jiàn)絡(luò)合催化劑) 羰基合成反應(yīng)生成正丁醛和異丁醛,經(jīng)加氫得正丁醇和異丁醇。
在用鈷催化劑時(shí), 反應(yīng)在10~20MPa 和約130~160°C 下進(jìn)行, 生成的正丁醛與異丁醛之比約為3。1976年開(kāi)始在工業(yè)上應(yīng)用的銠絡(luò)合物催化劑, 使反應(yīng)可在0.7~3MPa 和80~120°C 下進(jìn)行,正丁醛與異丁醛之比達(dá)到8~16。
醇醛縮合法
由兩個(gè)分子乙醛,經(jīng)縮合并脫水,可制得巴豆醛:
巴豆醛在鎳鉻催化劑存在下于180°C 和0.2MPa 加氫生成正丁醇。
CH3CH=CHCHO+2H2─→CH3CH2CH2CH2OH
在以上三種方法中,丙烯羰基合成法由于原料易得、羰基化工藝壓力已相對(duì)降低、產(chǎn)物正丁醇與異丁醇之比提高以及可同時(shí)聯(lián)產(chǎn)或?qū)iT(mén)生產(chǎn)2-乙基己醇等優(yōu)點(diǎn), 已成為正丁醇最重要的生產(chǎn)方法。
由于正丁醇屬低毒類(lèi)產(chǎn)品,所以在包裝及貯運(yùn)方面也要特別注意,如果不慎吸入,將會(huì)出現(xiàn)紅細(xì)胞數(shù)減少、全身不適等癥狀。