新戊二醇的生产工艺及技术路线的选择
新戊二醇的生产工艺及技术路线的选择
新戊二醇的生产工艺与技术路线的选择2.1 新戊二醇生产工艺新戊二醇工业化生产路线有2条,即卤代丙醇路线和异丁醛路线。
卤代丙醇路线以2,2-二甲基-3-氯代丙醇为起始原料,先环醚化,再碱解生成新戊二醇,因原料紧缺,产量极微。
目前国内外工业生产新戊二醇均采用异丁醛路线,即以异丁醛、甲醛为起始原料,经碱性催化剂催化缩合生成中间体2,2-二甲基-3-羟基丙醛(俗称羟基新戊醛,简称HPA),再还原为新戊二醇。
因羟基新戊醛被还原的方法有甲醛歧化和催化加氢,故工艺上又分歧化法和缩合加氢法2种。
2.1.1 歧化法歧化法又称一锅法、甲酸钠法,以异丁醛、甲醛为原料,在液碱(30%-40%NaOH 溶液)催化作用下,先缩合生成羟基新戊醛;此后再在碱作用下羟基新戊醛与甲醛按坎氏反应(歧化反应),羟基新戊醛被甲醛还原生成新戊二醇,甲醛则被氧化成甲酸,经液碱中和成甲酸钠。
反应方程式如下:该工艺的具体操作为:将异丁醛、甲醛按1:2(摩尔比,下同)的配比备料并投入反应釜,搅拌下升温至30-35℃。
滴加液碱,保持pH=9--11,缩合反应2.0--2.5h;再加液碱至pH≥13,即发生歧化反应,通过不断滴加液碱保持该pH 值;反应1.0--1.5h后,停止加碱,保温反应0.2--0.5h。
最后加甲酸,中和物料至中性(一般控制pH=6.6--7.2)。
减压脱水浓缩物料,冷却后在萃取塔内套用纯苯(或其他有机溶剂)逆流萃取3次,萃取液再用去离子水清洗3次,沉降后除去含有甲酸钠的水层,减压脱除溶剂。
最后分馏出微量的低沸物,冷却结晶即得到产品。
其流程见图2.1。
图2.1 歧化法工艺流程图歧化法的工艺条件温和、操作简单,最早由上海南大化工厂投产。
1980年以后,随着国内几套丁辛醇大型装置的引进,副产的异丁醛量大价廉,吉化化肥厂、长松化工厂、江城助剂厂、天津大沽化工厂、吉化助剂厂、大庆市天源化工厂、淄博市永流化工有限公司、山东东辰集团有限公司等企业先后采用此工艺建立生产装置,使该工艺进一步完善,精制后的产品纯度可达99.5%以上,工艺总收率达72%-74%(以异丁醛计,下同)。
1,2-戊二醇的生产工艺与技术路线的选择
1,2-戊二醇的生产工艺与技术路线的选择2.1 1,2-戊二醇的合成工艺路线1,2-戊二醇是重要的化工原料,常用来生产聚酯、表面活性剂,也可用作制药的原料。
直链1,2-戊二醇特别是C2~C4的戊二醇,大多数是由环氧化物在高温高压或者碱性或者酸性下水合法制得,也可以由末端烯烃经氧化制备。
现有的文献报道的合成工艺主要有如下的方法:(1)正戊酸法:正戊酸溴化——>2-溴正戊酸——>2-羟基正戊酸——>1,2-戊二醇。
(2)正戊醇法:正戊醇脱水——>1-戊烯——>1-环氧戊烷——>1,2-戊二醇。
..….2.2 1,2-戊二醇的合成工艺路线研究2.2.1 国内主要合成方法对于C5的1,2-戊二醇国内以前无生产,主要原因是石油加工行业的C5馏分一般作为燃料利用,经过精馏分离能作为原料的1-戊烯或它的深加工品1,2-环氧戊烷几乎没有。
如果在生产中要用1,2-戊二醇作为原料,只有依赖进口。
2.2.2 国外主要合成方法根据相关的文献和专利报道,六鉴咨询对l,2-戊二醇的各种合成方法做了归纳和总结,并对各种方法的优缺点进行了分析和比较,从中可以看出这些方法普遍存在生产成本较高、设备腐蚀严重、工艺过程复杂等不足,极大地制约了l,2-戊二醇生产规模的扩大。
因此,利用来源广、价格低廉的原料,开发出收率高、反应条件温和、成本低、环境污染小的合成工艺路线,是打破l,2-戊二醇生产瓶颈的关键,也是促进杀菌剂丙环唑进一步发展的重要途径。
2.3 1,2-戊二醇的质量指标国内没有统一的1,2-戊二醇生产标准。
浙江联盛化学工业有限公司生产的1,2-戊二醇的质量指标如下。
..….详细内容参见六鉴网()发布《1,2-戊二醇技术与市场调研报告(2011)》。
生产新戊二醇精馏工艺的优化改进
生产新戊二醇精馏工艺的优化改进摘要:本文主要介绍歧化甲酸钠法生产新戊二醇的工艺原理和通过实际生产优化工艺条件,改进后处理精馏方案,经过实际检验,新戊二醇实际收率由92%提高到94.5%,纯度由96%提高到98%,生产出的副产物甲酸钠纯度较高,也可作为化工原料来出售,提高了企业经济效益。
关键词:新戊二醇;异丁醛;坎尼扎罗反应;精馏[Abstract]:This paper mainly introduces the process principle of dismutation of sodium formate method production of neopentyl glycol and optimum process conditions through the actual production,Improved treatment rectification scheme,after the actual test,neopentyl glycol and actual yield increased from 92% to 94.5%,the purity is increased from 96% to 98%,Production of by-product sodium purity is high,can also be sold as a chemical raw materials,improving the economic benefit of the enterprise.[keyword]:neopentyl glycol;isobutyraldehyde;Cannizzaro reaction distillation;一、引言新戊二醇,(Neopentyl glycol 简称NPG化学名:2 2-二甲基-1 3-丙二醇分子式:C5H12O2)相对分子量104. 2。
新戊二醇生产工艺研究进展
二醇损失大 的缺点 。张少 华等E l O , l 1 ] 将新戊二 醇副
产 甲酸钠加热干燥 , 除去甲酸钠后 , 将蒸发出的水蒸
丁醛又难 以储存及运输 , 这使异丁醛及其下游产品
的发展受到了很大的制约 , 国内很多新戊二醇生产 厂家常常因原料异丁醛 的紧缺而不能满负荷生产 , 因此迫切需要开发异丁醛新的合成途径。上海华谊 丙烯酸有限公司甲基丙烯酸项 目生产工艺 中, 中间 产物甲基丙烯醛需要大量循环 , 通过 甲基丙烯醛的 选择加氢来获得异丁醛 , 进而通过加氢法生产新戊 二醇 , 两个装置配套建设 不仅有效解决 了异丁醛的 来源问题 , 也可以丰富 C A产品链 , 提高项 目的抗风
汽和新戊二醇蒸汽用水吸收后脱水并蒸馏出低沸物 和成品 , 低沸物返回脱水釜中再回收 , 成品经冷却刮 片得新 戊二醇 ; 且 能得 到高 品质 的 甲酸钠 。章意 坚[ 1 2 ] 等报道 , 往粗产 品加入高沸点溶 剂进行精馏 ,
2 工 艺 方 法研 究 进 展
2 都易溶 于水 , 二者分离很 困难 , 必须反复萃取 ; 由于考虑能耗 和操作 , 生产 中
一
般用有机溶剂套用萃取三次, 然后再用水洗涤萃
在 目前的生产方法中, 异丁醛 的供应问题是限 制新戊二醇发展的一个瓶颈, 工业上异 丁醛主要来
丁醛 、 催化剂和水 , 然后把浓缩物加入加氢催化剂的 加氢 反应器中反应 , 反应完成后 , 将催化剂分离出 ,
获得 N P G 。 经碱性催化剂催 化缩合 生成 中间体 2 , 2 一 二 甲基一 3 一 溶液减压蒸水后经真空精馏 ,
2 4
四川化 工
第1 7卷
2 0 1 4年 第 1 期
化 学反应 式 :
新戊二醇制备
新戊二醇制备新戊二醇是一种重要的有机化合物,广泛应用于医药、化妆品、塑料等领域。
下面将介绍以新戊二醇为原料制备的过程和应用。
一、新戊二醇的制备过程新戊二醇的制备方法有多种,以下是一种常用的方法:将乙烯与氧化铜催化剂在高温条件下进行氧化反应,得到环氧乙烷。
然后,将环氧乙烷与水反应,经过环氧乙烷环开反应,生成环氧乙烷开环产物,即氢氧乙醇。
接下来,对氢氧乙醇进行加氢反应,使用合适的催化剂,在适当的温度和压力下,将氢氧乙醇还原为新戊二醇。
通过以上步骤,可以得到高纯度的新戊二醇。
二、新戊二醇的应用领域1. 医药领域新戊二醇是一种重要的药物辅助剂,可用作溶剂、增溶剂和稳定剂。
在药物制剂中,新戊二醇常用于注射剂、口服液、喷雾剂等制剂的配制中,以提高药物的溶解度和稳定性。
2. 化妆品领域新戊二醇具有良好的保湿性能和渗透性,常用于化妆品中作为保湿剂、增稠剂和乳化剂。
它能够有效地滋润皮肤,改善肌肤干燥和粗糙的问题,并具有良好的渗透性,能够使其他活性成分更好地被皮肤吸收。
3. 塑料领域新戊二醇是聚酯塑料的重要原料之一。
通过与二酸类化合物进行酯交换反应或酯化反应,可以制备多种聚酯树脂。
这些聚酯树脂在塑料制品中具有良好的机械性能、热稳定性和耐化学性能,广泛应用于塑料包装、电子产品、汽车零部件等领域。
4. 其他应用领域新戊二醇还可用于制备涂料、溶剂、树脂等。
在涂料中,新戊二醇可以提供良好的流变性和抗水性,提高涂料的施工性能和耐久性。
在树脂中,新戊二醇可以改善树脂的柔韧性和强度,提高树脂制品的性能。
总结:新戊二醇作为一种重要的有机化合物,具有广泛的应用领域。
通过乙烯的氧化、环氧乙烷的环开和氢氧乙醇的加氢等步骤,可以制备高纯度的新戊二醇。
在医药、化妆品、塑料等领域中,新戊二醇发挥着重要的作用,如药物辅助剂、保湿剂、聚酯塑料原料等。
未来,随着科技的不断发展和应用需求的增加,新戊二醇的应用前景将更加广阔。
万华 新戊二醇 合成工艺
万华新戊二醇合成工艺
万华新戊二醇是一种重要的有机化合物,广泛应用于化工、医药和日化等领域。
下面将介绍万华新戊二醇的合成工艺,包括原料准备、反应步骤和产物提取等。
合成万华新戊二醇的主要原料是环氧乙烷和乙二醇。
首先,在反应釜中加入适量的乙二醇,然后加入催化剂,通入氮气进行气氛置换。
催化剂的选择对反应结果有重要影响,常用的催化剂有碱金属盐类和有机碱等。
将反应釜加热至适宜的温度,开始反应。
反应过程中,环氧乙烷和乙二醇发生开环反应,生成万华新戊二醇。
反应温度和反应时间是影响反应效果的关键因素,需要进行精确控制。
在反应过程中,需要不断搅拌反应物,以保证反应均匀进行。
反应结束后,将反应釜冷却至室温,然后进行产物提取。
常用的提取方法是用溶剂将产物溶解并萃取出来。
提取溶剂的选择要考虑产物的溶解度和提取效率。
提取得到的溶液经过蒸发或者再结晶等方法,得到纯净的万华新戊二醇。
万华新戊二醇的合成工艺中需要注意一些问题。
首先,反应温度和时间的控制要准确,过高的温度或过长的反应时间都会影响产物的质量。
其次,催化剂的选择和使用量也会对反应结果产生重要影响,需要进行合理的选择和优化。
此外,反应过程中的安全措施也要做好,保证操作人员的安全。
万华新戊二醇的合成工艺是一个复杂而精细的过程。
通过合理的原料选择、反应控制和产物提取等步骤,可以高效地合成出优质的万华新戊二醇。
这种有机化合物在各个领域都有广泛应用,对社会的发展起到了重要作用。
希望通过本文的介绍,能够增加对万华新戊二醇合成工艺的了解,促进相关领域的研究和应用。
新戊二醇的生产原理与工艺
新戊二醇的生产原理与工艺化学与材料科学系 09级应化二班符兰摘要:本文详细的介绍了新戊二醇生产原理及目前工业生产中生产新戊二醇的生产工艺,并对新戊二醇的应用及其后处理工艺做了一定的说明。
关键字:新戊二醇、甲醛、异丁醛、醛缩合反应、坎尼扎罗反应、工艺流程1引言新戊二醇(Neopentyl glyco,l简称NPG),化学名: 2, 2-二甲基-1, 3-丙二醇,分子式: C5H12O2,相对分子量104. 2。
在室温下是无臭的白色晶状薄片固体,低毒,密度 1.06(21 ℃,g/cm3),熔点 124~130 ℃,沸点 211℃,闪点 129 ℃,自燃点 399 ℃,升华温度 210℃。
当相对湿度大于50%时,有吸湿性。
温度接近熔点时能很快升华。
易溶于水、醇、醚、酮和甲苯,较不易溶于脂肪烃和脂环族。
新戊二醇是典型的新戊基结构的二元醇,中心碳原子上没有氢原子的特定新戊基结构,使得由NPG制得的后续产品具有优良的抗水性、热稳定性及耐光性等;分子对称位置的两个伯醇羟基赋予该分子良好的化学反应性能,与分子量较低的乙二醇等二元醇相比,这两个羟基具有较强的反应活性。
同时,由于结构中存在偕-二甲基,在β位置上没有氢原子,使这种醇的衍生物具有良好的耐水性、耐热性和耐光性。
这些优良的特性使NPG具有广泛的应用领域:其衍生物可作香料、药物、阻燃剂、航空润滑剂、增塑剂、油墨、绝缘材料等,但目前其主要用途是制造无油醇酸树脂,特别是不饱和聚酯粉末涂料。
目前新戊二醇生产基本上都是由甲醛与异丁醛在催化剂作用下缩合得到2, 2-二甲基-2-羟甲基丙醛(以下简称羟戊醛),再经还原制得新戊二醇,还原过程可采用歧化(Cannizzaro)法或催化加氢法[1]。
2 生产新戊二醇的原理2.1目前新戊二醇的生产2.1.1碱法在弱碱性催化剂作用下,甲醛与异丁醛首先发生轻醛缩合反应,生成经基特戊醛,再进一步与甲醛发生坎尼扎罗反应生成新戊二醇。
其过程为:甲醛和异丁醛发生缩合反应生成经醛,轻醛再与过量甲醛,在强碱条件下还原成新戊二醇,甲醛则被氧化。
新戊二醇的合成
新戊二醇的合成王剑;李雪梅;罗鸽;庄严;马建学;褚小东【摘要】探讨了新戊二醇(NPG)的用途以及最优化的合成路线,使用自制的钯/分子筛、镍/分子筛催化剂对甲基丙烯醛加氢以及羟基新戊醛(HPA)加氢反应进行了研究,实验表明,采用甲基丙烯醛为起始原料来生产新戊二醇,催化剂的单程寿命长、新戊二醇收率高,达到国内外同等研究水平。
%Explored the optimal synthetic route and uses of neopentyl glycol,and studied the hydrogenation reaction of methacrolein and hydroxypivalaldehyde with self-made Pd/zeolite catalyst and nickel/zeolite catalyst respectively.The results showed that using methacrolein as starting material to produce neopentyl glycol,the catalyst had a long single-pass life,the yield of neopentyl glycol was high,and the results achieved the same research level at home and abroad.【期刊名称】《上海化工》【年(卷),期】2012(037)008【总页数】4页(P9-12)【关键词】新戊二醇;甲基丙烯醛;羟基新戊醛;加氢;缩合【作者】王剑;李雪梅;罗鸽;庄严;马建学;褚小东【作者单位】上海华谊丙烯酸有限公司,上海200137;上海华谊丙烯酸有限公司,上海200137;上海华谊丙烯酸有限公司,上海200137;上海华谊丙烯酸有限公司,上海200137;上海华谊丙烯酸有限公司,上海200137;上海华谊丙烯酸有限公司,上海200137【正文语种】中文【中图分类】TQ223.1620 引言新戊二醇(NPG)是典型的新戊基结构二元醇,具有良好的化学反应性能,可快速参与酯化、缩合和氧化等多种化学反应。
新戊二醇生产工艺
新戊二醇生产工艺
新戊二醇是一种常用的有机化工原料,其生产工艺主要包括以下几个步骤:氢化反应、脱水反应和精制。
首先,氢化反应是新戊二醇的关键步骤之一。
原料戊醛通过氢气在催化剂的作用下进行氢化反应,生成戊醇。
氢化反应过程中有两个关键参数需要控制,即反应温度和氢气的压力。
通常情况下,氢气的压力保持在一定范围内,反应温度控制在
100-120℃之间。
反应物质的浓度对反应速率也有一定的影响,一般来说,浓度越高,反应速率越快。
在反应过程中,需要对反应液进行搅拌,以提高反应速率和提高产品的收率。
其次,脱水反应是将戊醇转化为戊醚的过程。
戊醇在催化剂的作用下进行脱水反应,生成戊醚。
脱水反应的主要关键参数包括反应温度和反应时间。
反应温度一般控制在200-250℃之间,反应时间则视反应物浓度和反应温度而定。
脱水反应需要考虑产品纯度,因为戊醚的副反应产物主要是C1和C2醚,需要
通过精制工艺将其去除。
最后,精制工艺是对合成的戊醚进行纯化的过程。
精制主要通过蒸馏工艺进行,将混合物中的杂质分离出来,得到纯净的新戊二醇。
蒸馏过程中需要考虑温度和压力的控制,以及蒸馏塔的设计和操作。
同时,还需要对底部残留物进行处理,以减少废物的产生和环境污染。
总结起来,新戊二醇的生产工艺包括氢化反应、脱水反应和精制。
这些过程需要控制反应温度、压力和时间,以及催化剂的
选择和反应物浓度的调节。
通过这些步骤的合理组合和优化,可以高效地生产出纯净的新戊二醇。
新戊二醇生产装置工艺流程
新戊二醇生产装置工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
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新戊二醇的生产工艺与技术路线的选择2.1新戊二醇生产工艺新戊二醇工业化生产路线有2条,即卤代丙醇路线和异丁醛路线。
卤代丙醇路线以2,2-二甲基-3-氯代丙醇为起始原料,先环醚化,再碱解生 成新戊二醇,因原料紧缺,产量极微。
目前国内外工业生产新戊二醇均采用异丁醛路线, 即以异丁醛、甲醛为起始 原料,经碱性催化剂催化缩合生成中间体 2,2-二甲基-3-羟基丙醛(俗称羟基新 戊醛,简称HPA ),再还原为新戊二醇。
因羟基新戊醛被还原的方法有甲醛歧化和催化加氢,故工艺上又分歧化法和 缩合加氢法2种。
2.1.1歧化法歧化法又称一锅法、甲酸钠法,以异丁醛、甲醛为原料,在液碱(30%-40%NaOH 溶液)催化作用下,先缩合生成羟基新戊醛;此后再在碱作用下羟基新戊醛与甲 醛按坎氏反应(歧化反应),羟基新戊醛被甲醛还原生成新戊二醇,甲醛则被氧 化成甲酸,经液碱中和成甲酸钠。
反应方程式如下:CH,HCHO I ——* HMH —H0 °旷 I 该工艺的具体操作为:将异丁醛、甲醛按 1:2(摩尔比,下同)的配比备料并投入反应釜,搅拌下升温至30-35 C 。
滴加液碱,保持pH=9--11,缩合反应2.0--2.5h ;再加液碱至pH > 13,即发生歧化反应,通过不断滴加液碱保持该pH值;反应1.0--1.5h 后,停止加碱,保温反应0.2--0.5h 。
最后加甲酸,中和物叫CHCHO 匸叶 CH. I HOCH,—C —CH, 0( I I - CH,料至中性(一般控制pH=6.6--7.2)。
减压脱水浓缩物料,冷却后在萃取塔内套用 纯苯(或其他有机溶剂)逆流萃取3次,萃取液再用去离子水清洗3次,沉降后除 去含有甲酸钠的水层,减压脱除溶剂。
最后分馏出微量的低沸物,冷却结晶即得 到产品。
其流程见图2.1 0图2.1 歧化法工艺流程图歧化法的工艺条件温和、操作简单,最早由上海南大化工厂投产。
1980年以后,随着国内几套丁辛醇大型装置的引进,副产的异丁醛量大价 廉,吉化化肥厂、长松化工厂、江城助剂厂、天津大沽化工厂、吉化助剂厂、大 庆市天源化工厂、淄博市永流化工有限公司、山东东辰集团有限公司等企业先后 采用此工艺建立生产装置,使该工艺进一步完善,精制后的产品纯度可达99.5%以上,工艺总收率达72%-74%以异丁醛计,下同)°目前行业内对该工艺总结的要点是:严格控制反应的pH 值和温度,注意加料 顺序和速度,采用2个反应器使两步反应在最优化条件下进行。
歧化法以甲醛作还原剂,不仅消耗较多甲醛和液碱,使生产成本升高,还副 产大量低价值的甲酸钠和生产废水,而且产品中微量的甲酸钠对产品的质量有很 大影响,因此,在国外歧化法已逐渐被缩合加氢法取代。
2.1.2缩合加氢法缩合加氢法是近20年来,国外陆续开发出的新工艺方法。
该采用三乙胺催 化缩合,然后在中压或高压下催化加氢,将羟基新戊醛还原为新戊二醇。
反应方程式如下:H %一HOIC—C—CHO 2 - 2 H H - HH OIC ——C ——c IO H C间歇式液相缩合加氢法工艺的具体操作是:将异丁醛、甲醛按1:1.03--1.05 的摩尔比备料并投入缩合釜,用40%(质量分数)的去离子水(或有机溶剂)稀释,搅拌下加入配比为0.02--0.04 的三乙胺,在氮气保护下升温回流(一般为65--70 C ),缩合反应2.0--2.5h 。
然后减压(真空度为0.09--0.10MPa)脱除三乙胺和未反应的异丁醛、甲醛(回收三乙胺和原料)。
冷却后加去离子水(或有机溶剂)溶解羟基新戊醛,分离杂质并转移到加氢釜;加入加氢催化剂,用氮气置换后升温,在搅拌下通入氢气至1.0--5.0MPa ,还原2.5--3.0h 。
泄压并用氮气置换,反应物料用稀碱液洗涤,然后去脱溶釜减压脱除水(或有机溶剂),分馏低沸物,最后冷却结晶得产品。
其工艺流程见图2.2。
图2.2 加氢法工艺流程图缩合加氢法是在中、高压下的气- 液- 固三相反应,又要求较高的搅拌速度,因此对设备(如加氢釜)要求较高,但后期精制简单,设备总投资并不比歧化法的高。
它不仅工艺总收率达到95%以上,而且产品质量也好,适用于下游各种产品。
目前国外大型装置都采用加氢法,并根据原料来源和企业技术特点进行工艺改进,采用不同的加氢催化剂,已有多种工艺形式。
如美国Eastman公司开发的缩合加氢工艺,采用叔胺为缩合反应催化剂,使异丁醛过量,反应物经回收异丁及叔胺后,在铜镍催化剂作用下进行加氢反应,再经分离精制得到新戊二醇。
其收率高于99%,产品纯度也高。
其他国外公司的缩合加氢技术,主要区别在于选用何种催化剂、怎样抑制副反应、以及选何种加氢催化剂等。
如鲁尔法采用异丁醛稀释羟戊醛来避免醇醛缩合反应中生成的盐时对加氢和精制过程的影响,反应混合物蒸发后,在钴、铜或镍催化剂上气相加氢。
BASF法采用叔胺作醇醛缩合催化剂,控制反应选择性高,并可抑制副反应。
日本三菱则采用离子交换树脂作缩合反应催化剂,从而不产生碱金属盐。
2.2 新戊二醇生产工艺比较目前,国内外几种新戊二醇生产工艺原材料及公用工程消耗比较见下表:表2.1 新戊二醇各工艺原材料及公用工程消耗情况表就投资而言,歧化法为一步法,投资小,工艺条件温和,但副产物甲酸钠大量存在于反应产物中,给新戊二醇精制带来困难。
缩合加氢法是两步法,产品收率较高且无副产物甲酸钠产生,但缺点是加氢反应需压力设备,投资大,技术难度高,需要氢源和催化剂。
就技术而言,歧化法工艺相对落后,从产品质量、经济指标到环保要求都无法与缩合加氢法工艺相比,缺乏竞争力。
缩合加氢法工艺,具有物耗、能耗低,催化剂寿命长,加氢反应转化率高等特点。
目前国内基本上采用歧化法生产新戊二醇,因此,通过工艺条件考察,提高原料转化率和新戊二醇收率,使副产物甲酸钠也成为合格产品是很有经济价值的研究工作。
2.3 我国新戊二醇生产工艺存在问题目前国内新戊二醇生产厂家有6家,拟在建厂家2-3家,仅有中德BASF吉化新戊二醇有限公司是加氢法,其余全部是歧化法。
目前这2 种工艺存在以下问题。
2.3.1 产品质量采用这两种工艺生产的新戊二醇产品一般都能达到行业标准“ HG/T2309-1992工业新戊二醇”的要求,根据中德BASF吉化新戊二醇有限公司和淄博市永流化工有限公司公布的产品质量指标可以看出,歧化法产品多数质量指标虽然与加氢法产品接近,但在熔点上明显不同于加氢法产品。
影响NPG 产品质量的主要因素是产品中含有低沸点的醇或酯。
歧化法工艺的两步反应都伴随有副反应发生,产品精制过程中也有副反应发生,其中对产品质量产生影响的有:①原料异丁醛被空气氧化生成异丁酸,再与产品新戊二醇缩合成酯,形成异丁酸新戊二醇单酯;②中间体HPA被空气氧化生成羟基新戊酸,再与产品新戊二醇缩合成酯,生成羟基新戊酸新戊二醇单酯(HPNE);③碱性条件下,异丁醛自身缩合生成2,3,4-三甲基-1,3-戊二醇(TMPD;④国产工业异丁醛中含少量正丁醛,其性质和异丁醛基本相同,碱性条件下也与甲醛缩合,再歧化生成2,2,4- 三羟甲基丙烷(TMP);⑤甲酸钠与新戊二醇都易溶于水,二者分离很困难,必须反复萃取;由于考虑能耗和操作,生产中一般用有机溶剂套用萃取3次,然后再用水洗涤萃取液3 次,但半成品中仍有微量的甲酸钠;甲酸钠的存在不仅影响产品质量,还在半成品分馏蒸除低沸物时,催化分解新戊二醇,导致工艺收率降低,同时增加新的杂质。
2.3.2 工艺收率在歧化法工艺中,一般其缩合工序的收率为80%--85%,歧化工序的收率为88%--90%,工艺总收率最好为74%。
加氢法工艺中,其缩合工序的收率为95%,加氢工序的收率为98%,工艺总收率可达93%;二者有明显的差距。
歧化法由于副反应的存在,造成新戊二醇收率降低,因此,减少副反应是提高歧化法工艺收率的主要途径。
歧化法采用价格低廉的无机强碱,如NaOH K2CG、NaCO等。
一般地,KCO来源不足,工业上较少使用;采用N Q CO催化,虽副反应少,但其碱性弱、用量大,需要的反应温度高;液碱的催化活性高、用量少、反应温度低,而且价格低廉、来源方便;但其碱性较强,引发的副反应多。
由于无机盐对加氢催化剂有较大的影响,则加氢法一般选择叔胺(三甲胺、三乙胺或叔丁胺)作催化剂,常用三乙胺;加氢催化剂品种更多,常用的有贵金属、雷尼镍、铬酸铜等。
镍系催化剂活性稍低需要较高压力,铜系催化剂则在中压下使用。
2.3.3 甲酸钠的精制甲酸钠是歧化法生产的主要副产物,除少量生产中循环自用外,每吨产品将同时生成850-900kg 甲酸钠,它能否被市场接受,直接影响该工艺的经济效益。
在国内,甲酸钠主要用来生产保险粉、甲酸和草酸。
由于副产的甲酸钠含有5%-6%勺新戊二醇,必须精制后才能使用,通常采用常压加热到140C,使新戊二醇升华蒸出分离。
2.3.4 废水的处理为了抑制羟醛缩合反应中副反应的进行,常用溶剂来稀释反应物,国外使用高浓度甲醛作原料,故一般采用有机溶剂甲醇、乙醇或异丁醇稀释。
国产甲醛通常为37%的水溶液,因而甲醛中的水可以作为溶剂。
对于歧化法,为除去产品中的甲酸钠,需要反复萃取、洗涤,因此每吨产品将产生 3 吨废水。
对含新戊二醇的生产废水,目前国内尚无经济有效的处理方法。
2.4 新戊二醇生产技术研究与进展在国外,歧化法已逐渐被缩合加氢法取代,目前唯一采用歧化法的日本三菱瓦斯化学株式会社(Mitsubishi Gas Chemical Company ,Inc.) 仍采用单釜,将异丁醛、甲醛和液碱按1:2:1.05的摩尔比配比备料并投入反应釜,在63C下加压反应,一步收率可达98%。
北京北清创业科技开发有限公司通过对歧化法工艺进行深入研究,筛选缩合、歧化反应不同的催化剂,将工艺操作改进为双催化合成,在现有工艺基础上设计出新的流程,降低产品中的杂质含量,并简化精制操作,使工艺总收率达到82%--85%。
据悉,山东省化工研究院探索出歧化法制取新戊二醇的新工艺。
由于选择了一种新型高效价廉的复合催化剂,使催化剂原料成本较一步法降低近三分之二,同时在甲酸钠的析出工艺中采用溶剂萃取技术,降低蒸汽消耗量,减少了蒸发设备和锅炉的投资费用。
而甲酸钠副产品的质量也进一步提高。
其吨产品总成本较一步法工艺降低700 元左右,具有较好的市场竞争力。
缩合加氢工艺在国外已广泛使用,国内对该工艺的研究也比较深入,催化剂的效果和寿命也完全能够满足工业生产的需要。
有报道:齐鲁石化已成功开发异丁醛与甲醛缩合加氢工艺生产新戊二醇技术。
上海华谊丙烯酸有限公司申请的CN101735015(A 一种制备新戊二醇的方法),合成方法如下:以羟基新戊醛(HPA)为起始原料,在有机溶剂存在下,用铜系催化剂对羟基新戊醛(HPA)进行加氢反应制备新戊二醇(NPG),反应压力为1〜5MPa反应温度为100〜140C,氢气与羟基新戊醛的摩尔比为1〜20 : 1,所用有机溶剂为饱和脂肪醇或醚或其混合物。