近年來,混凝土減水劑得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展,尤其是羧酸類減水劑,具有高效顆粒分散性能、減水率高、水泥使用量低、增強(qiáng)效果好、不銹蝕鋼筋和環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。羧酸類減水劑的大單體(聚醚)合成起始劑一般使用異戊烯醇(俗稱“碳五醇”)或甲基烯丙醇(俗稱“碳四醇”),前者主要依靠進(jìn)口,后者采用傳統(tǒng)的氯化水解法,污染大、規(guī)模小,限制了該行業(yè)的發(fā)展。
甲基烯丙醇傳統(tǒng)的生產(chǎn)方法水異丁烯氯化水解法(生產(chǎn)工藝類似于屬國家限制類氯醇法環(huán)氧丙烷生產(chǎn)工藝)。自異丁烯經(jīng)過兩步反應(yīng),第一步是異丁烯與氯氣發(fā)生反應(yīng),生成異丁烯氯(或氯代異丁烯),副產(chǎn)氯化氫,主要副產(chǎn)物是二氯或多氯取代物;第二步是異丁烯氯在氫氧化鈉和催化劑作用下水解,生成甲基烯丙醇,同時(shí)產(chǎn)生大量的含鹽含油廢水,該工藝的原子利用率僅為34%。國內(nèi)多家企業(yè)均采用此法生產(chǎn),雖然工藝技術(shù)成熟、投資較小,但環(huán)保問題日益突出。
山東易達(dá)利化工有限公司是一家致力于碳四深加工產(chǎn)業(yè)的化工高新技術(shù)企業(yè),公司自主開發(fā)了碳四氧化和加氫生產(chǎn)甲基烯丙醇環(huán)境友好新工藝。該工藝以叔丁醇(或異丁烯)為原料經(jīng)過氧化和加氫生產(chǎn)甲基烯丙醇工藝路線主要有兩個(gè)步驟,第一步是叔丁醇氧化合成甲基丙烯醛;第二步是甲基丙烯醛加氫合成甲基烯丙醇,原子利用率為80%。在開發(fā)過程中,先后解決了加氫選擇性差、甲基丙烯醛防聚合等關(guān)鍵技術(shù)問題。目前利用新工藝建設(shè)的10000噸/年甲基丙烯醇裝置經(jīng)過近半年的運(yùn)行和調(diào)整,產(chǎn)品純度超過99.7%、水含量小于0.05%,產(chǎn)品經(jīng)過下游客戶的大規(guī)模應(yīng)用,得到了下游客戶的認(rèn)同。目前已申請(qǐng)中國發(fā)明專利4項(xiàng)。
與傳統(tǒng)的氯化水解法相比,該工藝不使用有毒有害原料,不產(chǎn)生含鹽含氯等難處理的廢水,原子利用率高,是環(huán)境友好工藝;該工藝的氧化和加氫催化劑選擇性均較好,單位甲基烯丙醇所消耗的異丁烯低于傳統(tǒng)的氯化水解工藝5%以上;該工藝可直接采用叔丁醇作為原料,與氯化水解法比較,可省去叔丁醇脫水或MTBE裂解獲得異丁烯的加工成本。根據(jù)《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄(2011年本)(2013年修正)中華人民共和國國家發(fā)展和改革委員會(huì)令第21號(hào)》氯醇法生產(chǎn)工藝已經(jīng)屬于限制類。
總之,碳四氧化加氫生產(chǎn)甲基烯丙醇環(huán)境友好新工藝無論是環(huán)保、成本還是國家政策上,都是具有廣泛應(yīng)用前景的工藝路線,可望全面取代副產(chǎn)大量廢鹽酸和大量含鹽含油廢水的異丁烯氯化水解工藝路線。