本发明涉及一种缩合副产物的合成工艺。
背景技术:
目前,三羟甲基丙烷或新戊二醇的制备工艺通过采用有溶剂法,具体为:1、在碱性催化剂作用下,使甲醛和正丁醛或异丁醛发生缩合反应,得到含有三羟甲基丙烷或新戊二醇和甲酸盐的缩合反应液;2、缩合反应液蒸发脱水,得蒸发液;3,蒸发液通过溶剂萃取,得油相和水相,油相中含有三羟甲基丙烷或新戊二醇以及溶剂,水相中含有过量甲醛、水和甲酸盐,然后将油相进行精馏脱溶后得到三羟甲基丙烷或新戊二醇,三羟甲基丙烷的制备工艺具体参见公开号为cn1911886a的中国专利,这种步骤中,由于甲酸盐与三羟甲基丙烷或新戊二醇会在高温环境下发生反应,造成三羟甲基丙烷或新戊二醇大量降解,需要将甲酸盐与三羟甲基丙烷或新戊二醇分离开,才能收集三羟甲基丙烷或新戊二醇,但是这需要规避了三羟甲基丙烷或新戊二醇大量降解的问题,但是其工艺步骤比较复杂,收率≤80%,色号(apha)≥10,而且需要大量使用溶剂,造成溶剂消耗过大,能耗较高,而且工艺中容易发生污染的现象。
技术实现要素:
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷,提供一种缩合副产物的合成工艺,它采用无溶剂法,能够提高缩合副产物的收率,而且色号≤10,符合产品要求。
本发明解决上述技术问题采取的技术方案是:一种缩合副产物的合成工艺,工艺步骤包括:
:缩合反应:在碱性催化剂作用下,使甲醛和化学物a发生缩合反应,得含有化学物b和甲酸盐的缩合反应液;其中,化学物a为正丁醛或异丁醛;化学物b对应为三羟甲基丙烷或新戊二醇;
蒸发脱水:将缩合反应液进行蒸发脱水,制得蒸发液;
离心:将蒸发液进行离心处理,将蒸发液中的部分甲酸盐分离出去;
精馏:采用精馏法对离心后的母液进行组分分割,得到含有化学物b的分割组分,化学物b即为得到的缩合副产物;其中,
精馏过程中加入保护剂以避免化学物b在温度环境下降解;保护剂为金属有机盐;
精馏条件为:绝压真空环境,温度不低于180℃。
进一步,蒸发脱水过程中加入保护剂以避免化学物b在温度环境下降解。
进一步,所述金属有机盐为金属的脂肪族或芳香族有机盐。
进一步,脂肪族有机盐为每分子包含4~20个碳原子的脂肪族有机盐。
进一步,芳香族有机盐为每分子包含7~15个碳原子的芳香族有机盐。
进一步,所述金属有机盐中的金属为锌、锡、铜、钨、铬、银中的一种。
进一步,缩合副产物的合成工艺还包括步骤:
含有化学物b的分割组分至少一次再精馏:含有化学物b的分割组分再通过精馏步骤的精馏方法进行至少一次再精馏。
进一步,当化学物a为正丁醛和化学物b为三羟甲基丙烷时,对应的精馏温度为180℃~300℃。
进一步,当化学物a为异丁醛和化学物b为新戊二醇时,对应的精馏温度为200℃~350℃。
进一步,蒸发脱水的温度为100℃~140℃。
采用了上述技术方案后,本发明工艺通过在精馏步骤中加入保护剂金属有机盐,这种金属有机盐能够阻断缩合反应液中的活泼产物譬如三羟甲基丙烷、新戊二醇在温度环境下发生成链反应,防止三羟甲基丙烷、新戊二醇在温度环境下的大量降解,从而最终提高了缩合副产物譬如三羟甲基丙烷或新戊二醇的最终收率,而且由于避免了活泼产物的降解,从而保证了其最终产品的色号≤10,相对于之前的有溶剂法的工艺,其不需要溶剂,工艺步骤简单,降低了溶剂的消耗,减小了能耗,降低了污染。本发明中精馏温度的控制主要是使得轻质组分、中质组分和重质组分能够很好地分离开。
具体实施方式
本发明提供了一种缩合副产物的合成工艺,本领域技术人员可以借鉴本文内容,适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是,所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的,它们都属于本发明保护的范围。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述,相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文的方法和应用进行改动或适当变更与组合,来实现和应用本发明技术。
一种缩合副产物的合成工艺,工艺步骤包括:
:缩合反应:在碱性催化剂作用下,使甲醛和化学物a发生缩合反应,得含有化学物b和甲酸盐的缩合反应液;其中,化学物a为正丁醛或异丁醛;化学物b对应为三羟甲基丙烷或新戊二醇;
蒸发脱水:将缩合反应液进行蒸发脱水,制得蒸发液;
离心:将蒸发液进行离心处理,将蒸发液中的部分甲酸盐分离出去;
精馏:采用精馏法对离心后的母液进行组分分割,得到含有化学物b的分割组分,化学物b即为得到的缩合副产物;其中,
精馏过程中加入保护剂以避免化学物b在温度环境下降解;保护剂为金属有机盐;
精馏条件为:绝压真空环境,温度不低于180℃。
具体地,缩合反应采用反应釜进行,温度控制在≤70℃,反应时间为半小时~3小时。
碱性催化剂可以是氢氧化钙。
进一步,蒸发脱水过程中加入保护剂以避免化学物b在温度环境下降解。
进一步,所述金属有机盐为金属的脂肪族或芳香族有机盐。
进一步,脂肪族有机盐为每分子包含4~20个碳原子的脂肪族有机盐。
进一步,芳香族有机盐为每分子包含7~15个碳原子的芳香族有机盐。
进一步,所述金属有机盐中的金属为锌、锡、铜、钨、铬、银中的一种。
进一步,缩合副产物的合成工艺还包括步骤:
含有化学物b的分割组分至少一次再精馏:含有化学物b的分割组分再通过精馏步骤的精馏方法进行至少一次再精馏。
进一步,当化学物a为正丁醛和化学物b为三羟甲基丙烷时,对应的精馏温度为180℃~300℃。
进一步,当化学物a为异丁醛和化学物b为新戊二醇时,对应的精馏温度为200℃~350℃。
进一步,蒸发脱水的温度为100℃~140℃。
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解,下面根据具体实施例,对本发明作进一步详细的说明。
实施例一
s1、将2.2吨37%含量的甲醛、0.5吨95%含量的氢氧化钙、600公斤99.5%含量的正丁醛加入带有搅拌器的反应釜中进行缩合反应,得到含有三羟甲基丙烷和甲酸钙的缩合反应液;其中,反应温度为60℃,反应时间为30分钟;
s2、将缩合反应液通过蒸发釜进行蒸发脱水,蒸发釜还可加入保护剂以避免三羟甲基丙烷降解,制得蒸发液,蒸发脱水的温度为110℃,脱水率控制在45%,将蒸发液底部析出的部分甲酸钙离心分离,得到0.63吨含量为99.6%的甲酸钙;
s3:离心后的母液通过精馏塔通过加热精馏的方式进行组分分割,得到含有99.5%含量三羟甲基丙烷的分割组分1.0吨,三羟甲基丙烷即为得到的缩合副产物;其中,
精馏步骤中加入保护剂以避免三羟甲基丙烷在温度环境下降解;保护剂为金属有机盐;
精馏条件为:绝压真空环境,温度为190℃。
在本实施例中,蒸发脱水步骤中加入的保护剂为辛酸亚锡;精馏步骤中加入的保护剂为辛酸锡。
在本实施例中,通过apha色度测试方法测得色号为7,符合要求。
实施例二
s1、将2.2吨37%含量的甲醛、0.5吨95%含量的氢氧化钙、600公斤99.5%含量的正丁醛加入带有搅拌器的反应釜中进行缩合反应,得到含有三羟甲基丙烷和甲酸钙的缩合反应液;其中,反应温度为55℃,反应时间为1小时;
s2、将缩合反应液通过蒸发釜进行蒸发脱水,蒸发釜还可加入保护剂以避免三羟甲基丙烷降解,制得蒸发液,蒸发脱水的温度为130℃,脱水率控制在60%,将蒸发液底部析出的部分甲酸钙离心分离,得到0.60吨含量为99.6%的甲酸钙;
s3:离心后的母液通过精馏塔通过加热精馏的方式进行组分分割,得到含有99.5%三羟甲基丙烷的分割组分1.0吨,三羟甲基丙烷即为得到的缩合副产物;其中,
精馏步骤中加入保护剂以避免三羟甲基丙烷在温度环境下降解;保护剂为金属有机盐;
精馏条件为:绝压真空环境,温度为190℃。
在本实施例中,蒸发脱水步骤中加入的保护剂为壬酸亚锡;精馏步骤中加入的保护剂为壬酸锡。
在本实施例中,通过apha色度测试方法测得色号为8,符合要求。
实施例三
s1、将1.65吨含量为37%的甲醛、0.55吨含量为98%的氢氧化钙、0.733吨含量为99.5%的异丁醛加入带有搅拌器的反应釜中进行缩合反应,得到含有新戊二醇和甲酸钙的缩合反应液;其中,反应温度为50℃,反应时间为1小时;
s2、将缩合反应液通过蒸发釜进行蒸发脱水,蒸发釜还可加入保护剂以避免新戊二醇降解,制得蒸发液,蒸发脱水的温度为130℃,脱水率控制在80%,将蒸发液底部析出的部分甲酸钙离心分离,得到0.65吨含量为98%的甲酸钙;
s3:离心后的母液通过精馏塔通过加热精馏的方式进行组分分割,得到含有99.5%含量的新戊二醇的分割组分,新戊二醇即为得到的缩合副产物,数量为1.0吨,含量为99.5%;其中,
精馏步骤中加入保护剂以避免新戊二醇在温度环境下降解;保护剂为金属有机盐;
精馏条件为:绝压真空环境,温度为290℃。
在本实施例中,蒸发脱水步骤中加入的保护剂为葵酸亚锡;精馏步骤中加入的保护剂为葵酸锡。
在本实施例中,通过apha色度测试方法测得色号为9,符合要求。
实施例四
s1、将1.65吨含量为37%的甲醛、0.55吨含量为98%的氢氧化钙、0.733吨含量为99.5%的异丁醛加入带有搅拌器的反应釜中进行缩合反应,得到含有新戊二醇和甲酸钙的缩合反应液;其中,反应温度为60℃,反应时间为45分钟;
s2、将缩合反应液通过蒸发釜进行蒸发脱水,蒸发釜还可加入保护剂以避免新戊二醇降解,制得蒸发液,蒸发脱水的温度为140℃,脱水率控制在80%,将蒸发液底部析出的部分甲酸钙离心分离,得到0.64吨含量为98%的甲酸钙;
s3:离心后的母液通过精馏塔通过加热精馏的方式进行组分分割,得到得到含有99.5%含量的新戊二醇的分割组分,新戊二醇即为得到的缩合副产物,数量为1.0吨,含量为99.6%;其中,
精馏步骤中加入保护剂以避免新戊二醇在温度环境下降解;保护剂为金属有机盐;
精馏条件为:绝压真空环境,温度为290℃。
在本实施例中,蒸发脱水步骤中加入的保护剂为辛酸亚锡;精馏步骤中加入的保护剂为辛酸锡。
在本实施例中,通过apha色度测试方法测得色号为8,符合要求。
以上所述的具体实施例,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。