一种工业量产丁二酸(酐)的生产方法及其生产用催化剂与流程

1.本发明涉及丁二酸(酐)制备技术领域，具体为一种工业量产丁二酸(酐)的生产方法及其生产用催化剂。


背景技术：

2.丁二酸又名丁二酸，是一种二羧酸，呈无色晶体，味酸，溶于水、乙醇和乙醚，不溶于氯仿、二氯甲烷。丁二酸为无色结晶；相对密度1.572(25/4℃),熔点188℃，在235℃时分解；在减压下蒸馏可升华；能溶于水，微溶于乙醇、乙醚和丙酮中。工业上，丁二酸常由丁烯二酸催化还原制得，丁二酸也可由丁二腈水解制备。在实验室中，丁二酸可用两分子丙二酸二乙酯的钠盐与碘反应，继而水解脱羧制得。
3.丁二酸的重要用途是制备五元杂环化合物，例如，丁二酸受热迅速失水，形成丁二酸酐，它是呋喃环系化合物。丁二酸酐是制造药物、染料和醇酸树脂的重要原料。丁二酸酐与氨共热，即生成丁二酰亚胺。丁二酰亚胺的亚胺基上的氢可被溴取代，生成n－溴代丁二酰亚胺,它是有机合成的溴化试剂和温和的氧化剂。丁二酸在医药上有抗痉挛、祛痰和利尿作用。丁二酸二乙酯是有机合成的重要中间体。丁二酸二丁酯、二辛酯是塑料的增塑剂。丁二酸二烯丙酯与1,3－丁二烯共聚,可以制造人造橡胶。
4.丁二酸(包括盐类)可产生酸味、呈味，可用于豆酱、酱油、日本酒、调味料等。丁二酸钠具有贝类特殊滋味的白色结晶粉末，在食品工业中用于调味剂、酸味剂、缓冲剂，用于火腿、香肠、水产品、调味液等。丁二酸可以用做防腐剂,ph值调节剂,助溶剂；还可以用来合成解毒剂、利尿剂、镇静剂、止血药、合成抗生素以及维生素a、维生素b等。作为离子螯和剂,丁二酸用于在电镀行业防止金属的溶蚀和点蚀；丁二酸是一种良好的表面活性剂,是去垢剂、肥皂和破乳剂的组分；丁二酸可生产脱毛剂、牙膏、清洗剂、高效去皱美容酯。丁二酸还用于润滑剂、添加剂、弹性体中。纺织品加工中可上浆防收缩,改进染色性。改进己内酰胺黏度与防火性等。
5.丁二酸(酐)一直不能大规模量产,成本高昂,影响了降解塑料的推广使用.上世纪90年代，人们找到一种脂肪族二元酸二元醇为原料缩聚成新型脂肪族聚酯——丁二酸丁二醇酯(pbs)，不仅具有聚乙烯，聚丙烯等普通塑料的机械强度，其酯键可以被自然界的多种微生物或动植物体内的酶分解，代谢成二氧化碳和水。但由于主要原料丁二酸无法工业量产放大，成为制约pbs产量的瓶颈。
6.目前以顺杆为原料加氢生产丁二酸(酐)主要有以下几种方法：采用顺酐先水解再加氢；顺酐熔融加氢；溶剂法氢气压缩循环加氢等；其中熔融法副反应沸点高，组份难以分离；循环法氢气耗量大，溶剂损失大。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种工业量产丁二酸(酐)的生产方法及其生产用催化剂，以解决上述背景技术中提出的问题。
8.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：包括如下步骤：步骤一，将优级品顺酐加入高压加氢釜内，同时加入2％
‑
6％的催化剂，搅拌升温至120℃；二，向反应釜内通99.9％氢气，加热反应釜，保持内部温度为120
‑
180℃至反应完成，停止通氢气，保温保压1小时；步骤三，将反应釜内物料取出，经过滤器分离催化剂，将滤后的物料放入蒸馏釜，抽真空后，加热至180
‑
210℃进行蒸发冷凝，产物为丁二酸酐进入成品罐内，如果需要丁二酸酐外销则送至结片机结片，得到片状的丁二酸酐,包装出售。如需要丁二酸则进入温水槽水解.再低温结晶生成丁二酸,经脱水干燥后包装出售.
9.作为本发明的一种优选技术方案，所述高压加氢釜为磁力驱动，设计压力为5.0
‑
10.0mpa，设计温度为200
‑
250℃，换热面积为45
‑
300平方米，容积12
‑
150立方米，高径比为2:1
‑510.一种工业量产丁二酸(酐)的生产用催化剂，代号9910和9920,外形为灰色球状颗粒，直径为4
‑
5mm，外层由油脂包裹，内层包括载体、贵金属、过渡金属。
11.作为本发明的一种优选技术方案，所述载体为si、me、al、ca氧化物中的一种或多种。
12.作为本发明的一种优选技术方案，所述贵金属为粉末状，是铂、钯、金、钌中的一种或多种，其负载量为0.5
‑
3％。
13.作为本发明的一种优选技术方案，所述过度金属为粉末状，是为镍、铜、钴中的一种或多种，其负载量为20
‑
40％。
14.与现有技术相比，本发明的有益效果是：采用间歇法在高压反应釜内加氢气生产，优级品顺酐在密闭的高压釜内与粉状催化剂在桨叶搅拌下均匀混合，99.9％氢气从釜底进入，充分接触反应，在一定的压力和温度下，只得到丁二酸酐一种产品，其他副产物很少。投资少，设备简单，无无氢气损失，能耗少。
附图说明
15.图1为本发明加工流程示意图；
16.图2为本发明检测结果图表；
具体实施方式
17.实施例1
18.步骤一，将优级品顺酐加入高压加氢釜内，同时加入4％的催化剂，搅拌升温至120℃；步骤二，向反应釜内通99.9％氢气，加热反应釜，保持内部温度为120
‑
180℃至反应完成，停止通氢气，保温保压1小时；步骤三，将反应釜内物料取出，经过滤器分离催化剂，将过滤后的物料放入蒸馏釜内，抽真空后，加热至180
‑
210℃进行蒸发冷凝，产物进入成品罐内，送至结片机结片，得到片状的丁二酸酐包装出售。如需要丁二酸则送入温水槽水解,经低温结晶生成丁二酸.再脱水干燥后包装出售.
19.实施例2
20.步骤一，将优级品顺酐加入高压加氢釜内，同时加入5％的催化剂，搅拌升温至140℃；步骤二，向反应釜内通99.9％氢气，加热反应釜，保持内部温度为120
‑
210℃至反应完成，停止通氢气，保温保压1小时；步骤三，将反应釜内物料取出，经过滤器分离催化剂，将剩下的物料放入蒸馏釜内，抽真空后，加热至180
‑
210℃进行蒸发冷凝，产物进入成品罐内，送至结片机结片，得到片状的丁二酸酐包装出售。如需要丁二酸则送入温水槽水解,经低温结晶生成丁二酸.再脱水干燥后包装出售.
21.实施例3
22.步骤一，将优级品顺酐加入高压加氢釜内，同时加入2％的催化剂，搅拌升温至120℃；步骤二，向反应釜内通99.9％氢气，加热反应釜，保持内部温度为140℃至反应完成，停止通氢气，保温保压1.5小时；步骤三，将反应釜内物料取出，经过滤器分离催化剂，将剩下的物料放入蒸馏釜内，抽真空后，加热至180
‑
210℃进行蒸发冷凝，产物进入成品罐内，送至结片机结片，得到片状的丁二酸酐包装出售。如需要丁二酸则送入温水槽水解,经低温结晶生成丁二酸.再脱水干燥后包装出售.
23.实施例4。
24.步骤一，将优级品顺酐加入高压加氢釜内，同时加入3％的催化剂，搅拌升温至120℃；步骤二，向反应釜内通99.9％氢气，加热反应釜，保持内部温度为160℃至反应完成，停止通氢气，保温保压1.5小时；步骤三，将反应釜内物料取出，经过滤器分离催化剂，将剩下的物料放入蒸馏釜内，抽真空后，加热至150℃进行蒸发冷凝，产物进入成品罐内，送至结片机结片，得到片状的丁二酸酐包装出售。如需要丁二酸则送入温水槽水解,经低温结晶生成丁二酸.再脱水干燥后包装出售.
25.实施例5。
26.步骤一，将优级品顺酐加入高压加氢釜内，同时加入6％的催化剂，催化剂基体选择稍有不同，搅拌升温至130℃；步骤二，向反应釜内通99.9％氢气，加热反应釜，保持内部温度为160℃至反应完成，停止通氢气，保温保压1.5小时；步骤三，将反应釜内物料取出，经过滤器分离催化剂，将剩下的物料放入蒸馏釜内，抽真空后，加热至180
‑
210℃进行蒸发冷凝，产物进入成品罐内，送至结片机结片，得到片状的丁二酸酐包装出售。如需要丁二酸年送入温水槽水解,经低温结晶生成丁二酸.再脱水干燥后包装出售.
27.将五种不同实施例中得到的样品进行测试，得到图1。
28.本文中未详细说明的部件为现有技术。
29.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、
“
前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制，此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
30.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义
31.上述虽然对本发明的具体实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化，而不具备创造性劳动的修改或变形仍在本发明的保护范围以内。