天产500kg的β--苯乙醇的流程设计说明书毕业设计.doc

《过程分析和合成》大作业 ——天产500kg的β-苯乙醇的流程设计 姓名： 陈书攀祥 学号：20110901111 班级：化工1101 文献综述 1.1摘要 摘要：β-苯乙醇是一种有广泛用途的香味物质，在食品、化妆品、烟草和日化用品中添加β-苯乙醇对其他香气成分有增效作用。参考异戊烯制备叔戊醇的工艺条件，应用aspen模拟得到合理的β-苯乙醇工艺的工艺参数。 关键词：β-苯乙醇；Aspen plus模拟。 1.2引言 β-苯乙醇是一种有广泛用途的香味物质,，在食品、化妆品、烟草和日化用品中添加β-苯乙醇对其他香气成分有增效作用。β-苯乙醇一苯乙醇是玫瑰香型香气的基本组分，并且它还具有协合及增效作用，也是丁香、橙花、依兰、风信子、铃兰等多种香型配方的基底成分，因此它的应用很广泛。β-苯乙醇的生产方法可分为 3 种：生物资源提取法，化学合成法，微生物转化法。生物资源提纯法无法大规模工业化生产，难以满足市场需求，至少有超过80%的β- 苯乙醇是通过化学合成法制得的。苯 - 环氧乙烷合成法制得的产品约占40%，氧化苯乙烯加氢法制得的产品占 60%。本文主要介绍苯乙烯水合制得β-苯乙醇工艺，该方法有节约能量和物料的优点，但还在研究当中，没有工业化。 苯 - 环氧乙烷合成法: 氧化苯乙烯加氢法: 苯乙烯水合法： 苯乙烯水合法的原料是苯乙烯和水，原料来源丰富，且原子利用率为100%。因此苯乙烯水合法是一个研究制备β-苯乙醇的新方法，有很大的开发前景。 想要得到更多的β-苯乙醇，副产α-苯乙醇是遵循反马氏规则的，但是相较于马氏规则更难。 醇合成是化学和制药工业的关键。在水中加入烯烃以形成伯醇（反马氏烯烃水合）将是一个广泛有用的反应，但在很大程度上证明难以捉摸；间接硼氢化/氧化序列需要化学计量硼烷和氧化剂，但是目前最实用的方法。在文献报告中使用三重接力催化系统这种更直接的方法，配合钯催化氧化，酸催化的水解，和钌催化还原循环。芳基取代烯烃终端被转换成净伯醇，它与水以良好的收率和优良的区域选择性反应。 与此相反，以反马氏烯烃氢胺化和炔水合，两个密切相关的反应，非常有限的成功有也已经实现对反马氏烯烃水合（图1）。在1986年，据报道trans-PtHCl（PMe3）2（Me，甲基）是能够催化的1-己烯水合到1-己醇；遗憾的是，这项工作是难以再现。可靠的单步催化协议目前仅限于某些激活类的烯烃。在该文献中，描述了一个有效的方法用于从非活性端烯烃直接合成伯醇（定义为反迈克尔反应受体），使用三重接力催化系统，作为烯烃水合催化反马氏的理想系统的进展。 对反马氏烯烃水合的策略是基于两催化剂合作涉及的氧化循环体系，再用还原循环（图2）。Wacker氧化的研究已经证实：钯II盐如加入PdCl 2（X = Cl）的能氧化在烯烃水存在下，以产生羰基化合物，酸（盐酸）和氢化物的钯（H-钯-Cl）。先例也为某些金属存在氢化物（M-H; M =钌，铱，铁，镍，铂等）来随时降低羰基化合物，而在工艺形成过程中，通过酸（HX）质子化形成金属醇盐，得到醇和金属盐（M-X）。原则上，这两种已知的方法可以被组合通过从钯氢化物转移至M，其中的羰基化合物和所产生的酸从氧化循环构成的反应物在还原循环，提供一种简便的催化方法用于烯烃水合。这一战略的成功依赖于三个条件：第一，烯烃的氧化，必须是有选择性的醛产品，为一般Wacker氧化提供甲基酮（马氏加成）。第二，该氧化周期必须兼容还原循环。第三，迁移氢在钯到M应该是轻便。在这种工作中，我们着眼于解决所面临两个周期的反马氏选择性和兼容性挑战；因此，我们开发了一个修改催化体系，其中加入两种氧化剂和还原剂改过两个单独的催化剂（图2）。在这个修改后的系统成功提供关键关于理想系统的可行性的信息。 图1 图2 二、工艺介绍 该工艺主产物产能22kg/hr，每天工作22hr，即产能484kg/天 2.1苯乙烯水合法 该工艺目前还没有付诸实际使用，只是处于试验阶段，在国内此项研究还未可见，但现在已有一些国外的文献公布了该项工艺的的反应温度、压力、催化剂以及反应器等方面的研究。 可以预计该项工艺有绿色、环保等优点，原子利用率百分之百，温度压力适宜。可见，此方法经济效率高。 2.2原料 水 苯乙烯（Styrene，C8H8 主要性质 不溶于水 健康危害： 对眼和上呼吸道粘膜有刺激和麻醉作用。急性中毒：高浓度时，立即引起眼及上呼吸道粘膜的刺激，出现眼痛、流泪、流涕、喷嚏、咽痛、咳嗽等，继之头痛、头晕、恶心、呕吐、全身乏力等；严重者可有眩晕、步态蹒跚。眼部受苯乙烯液体污染时，可致灼伤。慢性影响：常见神经衰弱综合症，有头痛、乏力、恶心、食欲减退、腹胀、忧郁、健忘、指颤等。对呼吸道有刺激作用，长期接触有时引起阻塞性肺部病变。皮肤粗糙、皲裂和增厚。? 环境危害： 对环