二丙酮醇工艺规程Word文件下载.docx
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8．物料衡算和能量衡算待工艺成熟并测得相应的数据后继续编算。
一、产品概述：
品名：
双丙酮醇
化学名：
4-羟基-4-甲基-2-戊酮
英文名称：
diacetonealcohol，4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone
结构式：
实验式：
C6H12O2
分子量：
116.16
理化性质：
外观：
具有轻微的邻人愉快的气味的透明、无色液体，逐步转化黄色并变深。
沸点（760mmHg）：
167.9℃
熔点：
-47℃
蒸汽压Antoine安托万方程：
其中：
P——蒸汽压力，mmHg；
T——温度，℃，
比重（20/20℃）：
0.940
比热：
0.45
蒸发热：
110.0kcal/kg
其他：
与水互溶，与水共沸99.7℃，气相中含水75%。
质量标准：
项目
特殊指标（精细化工）
常规指标（油漆、保兴）
密度（20）（g/cm3）
0.938~0.941或
≥0.932
密度（25）（g/cm3）
0.935~0.938
色度（Pa-Co）≤
25
蒸馏范围，760mmHg
100%
≥98%
初馏点，℃≥
135
148
干点，℃≤
172
170
不挥发物，g/100ml≤
0.01
嗅味a
无残臭
水分a，重量%≤
0.1b
酸度（以乙酸计），wt%≤
0.2
水溶性
本品与任何比例蒸馏水
皆可混合。
水溶性（溶于2~3倍水）
无乳浊或分层
纯度a，%
≥98.0
注a：
为可选的项目
注b：
此限值可确保本品在20℃时与19倍体积99%庚烷混合，不产生混浊现象。
用途：
它用作氢键和极性物质的溶剂。
它与水互溶，用作水基涂料的溶剂。
它用作树脂和蜡净化的萃取溶剂。
二丙酮醇更适用于配制具有促进流平特性的凹版印刷墨水。
二丙酮醇在同一分子中具有羟基和羰基，是制备甲基异丁基甲酮、甲基异丁基甲醇、异己二醇的中间体。
它还用作金属清洗化合物、液压油，纺织剥色剂、喷漆稀释剂、金属清洁剂、木材防腐剂、药物的防腐剂、抗冻剂等。
注意事项：
采用防爆型照明、通风设施。
禁止使用易产生火花的机械设备和工具。
密闭操作，注意通风。
工作场所最高容许浓度（前苏联）100mg/m3，急性毒性LD50：
4000mg/kg（大鼠经口）；
13500mg/kg（兔经皮）。
贮藏：
第3类易燃液体，中国危险货物编号1148。
储存于阴凉、通风的库房。
库温不宜超过30℃。
远离火种、热源。
应与氧化剂、还原剂、碱类分开存放，切忌混储。
贮存在适当的有标签的容器内，或贮存在适当的、经检查核准的贮槽或贮存罐内。
储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。
二、原辅材料质量标准、包装材料规格：
（1）丙酮
分子式：
C3H6O
在常温下,丙酮是无色透明、易挥发的液体，有令人愉快的气味，与水互溶。
其主要物理性质见下表：
性质
数据
分子量
58.08
凝固点，℃
-94.7
沸点（101.3kPa），℃
56.2
燃烧热，kJ/mol
1804
生成热（20℃），kJ/mol
235.2
闪点（闭杯法），℃
-18
自燃点，℃
538
折射率
1.35868
液体比热容（20℃），kJ/（kgK）
2.135
粘度（20℃），mPas
0.32
密度（20℃），g/cm3
0.783
空气混合物爆炸范围（丙酮体积，20℃），%
上限
13
下限
2.13
GB/T6026-1998工业丙酮
工业一级品
外观
透明液体
色度Hazen单位（铂-钴号）≤
5
密度（20℃）,g/cm3
0.78～0.792
馏程（0℃,101325Pa）（包括56.1℃）
≤
1.0
蒸发残渣,（m/m）%≤
0.003
高锰酸钾时间试验（25℃）,min
60
醇含量（m/m）%≤
0.3
水分（m/m）%≤
0.4
酸度（以乙酸计）（m/m）%≤
水混溶性试验
合格
（2）氢氧化钠（烧碱）
NaOH
40
工业用固体氢氧化钠质量标准GB209-1993
指标
优等品
一等品
合格品
氢氧化钠，%≥
96.0
95.0
碳酸钠，%≤
1.3
1.4
1.6
氯化钠，%≤
2.7
2.8
3.2
三氧化二铁，%≤
0.008
0.02
（3）邻苯二甲酸酐（苯酐）
经验式：
C8H4O3
148.11。
HG2-319-79
指标名称
技术指标
外观
白色鳞片状或结晶性粉末
白色或微带其它鳞片状或结晶粉末
熔融色度
20
50
100
热稳定色度
150
结晶点
≥130.5℃
≥130.3℃
≥130.0℃
纯度
≥99.5%
≥99.0%
游离酸含量
≤0.5%
灰分
≤0.05%
（4）钢桶
采用GB/T325-2000包装容器钢桶中200升（53美加仑）小开口钢桶。
三、化学反应过程和生产流程
（1）反应
由丙酮的低温缩合制二丙酮醇的化学反应式如下：
反应是放热的。
按报道中的反应热为：
3.5kcal/mol（J.Appl.Chem.（London）13,71~7,1963，Rev.Chem.15（12）736~8,1964），4.9kcal/mol（Chem.Eng.Japan,30（12）1124,1966），7.8kcal/mol（Universitymicrofilmspubl.No12600）或8.19kcal/mol（J.A.C.S.58.311~2.1936）。
反应是可逆的，平衡的组成取决于温度。
连串反应是二丙酮醇脱水，生成异丙叉丙酮：
异丙叉丙酮的生成也是可逆的，但是平衡趋向于异丙叉丙酮一边。
水和异丙叉丙酮低浓度时，逆反应（异丙叉丙酮与水生成二丙酮醇）可忽略。
二丙酮醇和异丙叉丙酮与丙酮、二丙酮醇或异丙叉丙酮进行醛醇缩合生成更大的产物，如异佛尔酮和异木酮isoxylitone。
从丙酮生成二丙酮醇对于丙酮是二级、二丙酮醇生成丙酮对于二丙酮醇是一级、以及二丙酮醇生成异丙叉丙酮对于二丙酮醇也是一级。
所有三个反应都是碱催化。
丙酮通过醇醛自身缩合生成二丙酮醇可被各种固体碱催化，如碱土金属氧化物La2O3、ZrO2,和Ba（OH）2[13]。
碱土金属氧化物对反应的活性按下述程序：
BaO>
SrO>
CaO>
MgO（G.Zhang,H.Hattori,K.Tanabe,Appl.Catal.36（1988）189–197;
G.Zhang,H.Hattori,Appl.Catal.40（1988）183–190.）和活性区域是表面OH-基团。
反应还可以被羟镁铝石类基于水滑石催化剂催化。
（D.Tichit,M.N.Bennani,F.Figueras,R.Teissier,J.Kervennal,Appl.ClaySci.13（1998）401–415.）。
以液体触媒来说，往往用NaOH及KOH的水溶液（Ger.1052970,1959）（Brit.917782,1963）（Can.769084,1967）其他专利规定的液体触媒是溶于丙酮中的碱金属（Brit.968151，1964）但这些液态触媒的缺点是：
必须向反应混合物中用H3PO4，H2SO4或苯磺酸来中和和并以之分离（Brit.968151，1964）。
丙酮缩合成二丙酮醇反应为可逆反应，是受反应平衡的限制。
由丙酮生成二丙酮醇的平衡转化率甚低，并随温度之增加而减少如下：
温度，℃
丙酮之转化率，重量%
23.1
10
16.9
12.1
30
9.1
这种平衡在低温下反应较为有利。
但在低温下的反应速率也较低。
从而实际的反应温度应在0~20℃范围内是一种经济上的折衷办法。
一般在工业上采用的操作温度大约在10℃左右（Chem.Eng.Japan,30（12）1124,1964），
丙酮在液相中经碱催化缩合转化为二丙酮醇。
进料丙酮中酸性组分中和了这催化剂。
原料丙酮中如含有异丙叉丙酮和其他高沸点杂质，就会显著地减低缩合触媒的活性。
因此在丙酮进入缩合反应器之前，一般先要除去这些杂质（Chem.Eng.Japan,30（12）1124,1964）。
又报告称水能抑制丙酮的醇醛反应，所以采用含水量不大于0.5%（重量计）的丙酮是有利的（Brit.968151,1964）（Brit.881918，1961）。
根据报道丙酮在醇醛缩合罐中的停留时间约在2~20分钟左右（US2130592,1938）（US2827490,1958）（US2889369,1956）。
实际操作中，在2~10分钟的停留时间里约可取得80~90%之平衡转化率（US2130592,1938）。
二丙酮醇的时空得率据报约0.1~0.2kg/h/kg触媒（Rev.Chimie（Bucharest）15（10）595~600,1964）。
二丙酮醇的选择性约为90~95%（重量）（HydrocarbonProcess205Nov.1969）异丙叉丙酮和高分子缩合物如三丙酮二醇是这反应的付产物（Brit.968151,1964）（J.Appl.Chem.（London）13,71~7,1963）。
由于丙酮缩合成二丙酮醇反应的平衡是大大地偏于反应物丙酮的一方，为使反应向产物二丙酮醇方向进行，方法是在一个Soxhlet提取器（见图）内进行，丙酮从冷凝器中冷凝下来，回流入催化剂中生成二丙酮醇，溢
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