丙炔醇(Propargyl alcohol,简称PA)是一种重要有机化工原料,广泛用作医药和农药中间体,用于制备电镀行业的镀镍光亮剂、钢铁行业的除锈剂和石油开采行业油气井中的高效酸化缓蚀剂。随着其下游众多新的应用产品不断被开发出来,丙炔醇的市场需求正持续增长。丙炔醇的工业生产方法只有一种,即由德国化学家Reppe(雷佩)成功开发出的,用甲醛(Formaldehyde,简称FA)与加压乙炔在乙炔铜触媒作用下反应主产1,4-丁炔二醇(2-Butyne-1,4-diol,简称BYD)、副产丙炔醇的生产过程,该工艺又称Reppe法或炔醛法,主产物1,4-丁炔二醇也是一种重要的化工中间体,但其附加值没有丙炔醇高。炔醛法有众多改良方案,均为低压生产工艺,且以1,4-丁炔二醇作为目标产物。目前关于炔醛反应动力学的研究也只关注低压条件下的反应情况,高压条件下将炔醛连串反应过程的两个反应分别加以考察、探讨丙炔醇合成机理的研究尚未见报道,这成为影响丙炔醇合成工艺开发和优化的关键因素。本文介绍了一种确定炔醛反应液组成的经济、高效分析方法,用GDX-401为担体,无须涂覆固定液,制备不锈钢填充色谱柱,采用气相色谱仪和氢火焰离子化检测器,准确分析了炔醛反应液中丙炔醇和1,4-丁炔二醇的含量。本文采用不锈钢加压反应釜,通过一系列实验,考察了铜铋催化剂与甲醛溶液质量比为0.25、温度70-110℃、压强0.5-1.3 MPa时炔醛反应中甲醛、丙炔醇和1,4-丁炔二醇浓度随时间变化的规律,确定了连串反应中甲醛、乙炔和丙炔醇各自的反应级数,得到了不同条件下两个反应的反应速率常数,求解出两个反应的表观活化能和指前因子,建立起整个反应过程完整的动力学模型。经校验,用所得到的动力学方程能较好预测甲醛、丙炔醇和1,4-丁炔二醇的浓度,平均相对误差分别为2.951%、4.905%和5.427%。利用上述微观动力学模型,分析讨论了影响丙炔醇收率的因素,并定量考察了反应温度和压力对丙炔醇收率的影响。然后应用所建立的动力学模型和轴向扩散模型,对固定床反应器中的炔醛反应过程进行模拟,考察转化率和选择性与Peclet数的关系,为振荡流技术用于固定床反应器提供了参考依据。在动力学研究的基础上,采用工业尺度的催化剂在填充床振荡流反应器中进行了炔醛反应实验研究,考察了催化剂内扩散对两个反应的影响差异,为进一步的反应工程学研究提供了有价值的信息。