1.发酵法 丁醇过去都用薯类、粮食或糖类为原料,经水解发酵而得。由发酵液所得产品含正丁醇约为54.8%~58.5%,丙酮30.9%~33.7%,乙醇7.8%~14.2%。随着石油化工的发展,发酵法逐步淘汰。反应方程式如下:(C6H10O5)n[n(H2O)]→[菌株]n-C6H12O6[发酵]→CH3COCH3+C4H9OH+C2H5OH
得到的发酵液再进行分馏,分别可得到丙酮、乙醇和正丁醇。
2.乙醛法 以乙醛为原料加入稀碱溶液,温度在20℃以下得到2-羟基丁醛,当反应到50%即行终止,将碱用酸中和,回收未反应的乙醛,在塔底提取2-羟基丁醛,再用硫酸、乙酸等酸性催化剂在105~137℃使脱水生成巴豆醛,再用铜络催化剂在160~240℃加氢得粗正丁醇和丁醛,经精馏而得成品。CH3CH=CHCHO+H2[催化剂]CH3CH2CH2CHO+CH3CH2CH2CH2OH
3.丙烯羰基合成法 用丙烯、一氧化碳和氢气在催化床层上进行反应,催化剂为沸石吸附钴盐或脂肪酸钴,反应温度130~160℃,反应压力为20~25MPa,反应生成正丁醛和异丁醛,经过精馏进行分离,将正丁醛催化加氢即得正丁醇。
4.低压法 由丙烯、一氧化碳和水一步法合成丁醇,反应温度100~104℃,压力1.5MPa,采用五羰基铁、正丁基吡咯烷与水的混合物,但丙烯单程转化率较低,仅8%~10%。反应方程式:CH3CH=CH2+3CO+2H2O→n-C4H9OH+2CO2
将乙醛加入稀碱溶液,在常压下反应生成2-羟基丁醛,将碱中和,再用硫酸、乙酸等酸性催化剂使之分解,即得巴豆醛;然后以镍铬为催化剂,在过量氢存在下,进行氢化反应,得正丁醇。
5.发酵法 将粮食、谷类、山芋干或糖蜜等原料经粉碎、加水制成发酵液,以高压蒸汽处理灭菌后冷却,接入纯丙酮丁醇菌种,于36~37℃下发酵。发酵时生成气体含二氧化碳和氢气。发酵液中含乙醇、丁醇、丙酮,通常比例为6∶3∶1。精馏后可分别得到丁醇、丙酮和乙醇等,亦可不经分离作总溶剂直接使用。
6.乙醛缩合法 乙醛经醇醛缩合成丁醇醛,脱水生成丁烯醛,再经加氢后得正丁醇。
7.以工业品正丁醇为原料,加入新煅烧的氧化钙,加热回流4h,滤去氧化钙。再加金属镁条回流,然后常压蒸馏,收集116.5~118℃的馏分,即为成品。