丁醇工业制法及研究展望可行性研究(可研报告)

　　 第一节 丁醇的概念   　　 丁醇是无色液体，有酒味，与乙醇、乙醚及其他多种有机溶剂混溶，蒸气与空气形成爆炸性混合物，爆炸极限1.45-11.25（体积）。主要用于制造邻苯二甲酸、脂肪族二元酸及磷酸的正丁酯类增塑剂，它们广泛用于各种塑料和橡胶制品中，也是有机合成中制丁醛、丁酸、丁胺和乳酸丁酯等的原料。（可行性 研究 ）
  　　 第二节 丁醇的基本用途   　　 用作乳化剂、染料分散剂、脱水剂、脱漆剂、工业洗涤剂等,还用作增塑剂、除草剂、油脂萃取剂。由于仲丁醇能增加涂料的加工性能和延展性,故可用作硝基喷漆、硝基漆稀释剂的助溶剂。又可用作生产香料、染料、润湿剂、浮选剂等的原料,还可用作生产甲乙酮的中间体,用于制醋酸丁酯、仲丁酯等。   　　 第三节 丁醇工业制法   　　 发酵法   　　 以谷物（玉米、玉米芯、黑麦、小麦）淀粉为原料，加水混合成醪液，经蒸煮杀菌，加入纯丙酮丁醇菌，在36～37°C进行发酵，发酵醪液经精馏分离得到正丁醇、丙酮和乙醇。也可采用糖蜜作原料。   　　 羰基合成法   　　 丙烯、一氧化碳和氢经钴或铑催化剂（见络合催化剂）羰基合成反应生成正丁醛和异丁醛，经加氢得正丁醇和异丁醇。   　　 CH3CH=CH2+CO+H2 —→ CH3CH2CH2CHO+（CH3）2CHCHO   　　 CH3CH2CH2CHO+H2 —→ CH3CH2CH2CH2OH   　　 （CH3）2CHCHO+H2 —→ （CH3）2CHCH2OH   　　 在用钴催化剂时，反应在10～20MPa和约130～160°C下进行，生成的正丁醛与异丁醛之比约为3。1976年开始在工业上应用的铑络合物催化剂，使反应可在0.7～3MPa和80～120°C下进行，正丁醛与异丁醛之比达到8～16。加氢可在气相用镍或铜作催化剂，也可在液相用镍作催化剂下进行。如果在高温高压下加氢，则一些副产物分解也可得丁醇，产品的纯度可提高。   　　 醇醛缩合法   　　 由两个分子乙醛，经缩合并脱水，可制得巴豆醛：巴豆醛在镍铬催化剂存在下于180°C和0.2MPa加氢生成正丁醇。   　　 CH3CH=CHCHO+2H2─→CH3CH2CH2CH2OH在以上三种方法中，丙烯羰基合成法由于原料易得、羰基化工艺压力已相对降低、产物正丁醇与异丁醇之比提高以及可同时联产或专门生产2－乙基己醇等优点，已成为正丁醇最重要的生产方法。
  　　 第四节 丁醇 研究 展望   　　 近年来，生物丁醇作为一种生物燃料，针对能源、环境、经济发展的现实要求，它的生产及 研究 开发已经引起了越来越多的关注。生物丁醇的多项性能优于第一代生物燃料，前景广阔，虽然发酵法生产丁醇在环保和节约能源方面有许多优势，但它同时也存在一些问题，制约着它的发展。为满足大批量工业化生产，根据近年生物丁醇 研究 的国内外进展情况和存在的问题，可以从以下几个方面加强 研究 。（1）尝试利用廉价原料，以甜高粱、木质纤维素等廉价非粮食作物为原料，利用低成本发酵原料在最大程度上提高产物丁醇的产率，实现廉价生物材料工业转化的同时，经济环保生产生物丁醇从根本上解决温室气体排放，缓解全球能源危机。（2）通过 研究 丁醇合成代谢途径，得知或预知产物生物合成过程，以宏观代谢调控的方式增加限速步骤的代谢通量，然后改变培养环境增加流向产物合成的代谢流，从而使产物的产率大幅度提高，同时减少分叉代谢途径的代谢通量即可以提高目标代谢途径的碳流量。（3）随着分子生物学以及相关技术手段的不断发展，利用基因工程手段对微生物进行遗传改造，定向地改变或优化生物体遗传性状，为工业化生产提供优良高产菌种。对产丁醇生产菌而言，提高菌种的丁醇耐受性以及强化与丁醇合成紧密相关的关键酶基因的表达，以期提高菌种的丁醇耐受性及产量是主要 研究 目标。


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