CN105085188A - 一种季戊四醇的合成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种季戊四醇的合成方法，包括以下步骤：1）甲醛和乙醛在弱碱催化剂的作用下发生羟醛缩合反应，生成三羟甲基乙醛，2）缩合反应结束后进行精馏分离，分离出甲醛和三乙胺、甲醇混合液，3）通过精馏后得到的三羟甲基乙醛水溶液采用镍系催化剂进行催化加氢，4）对催化加氢后的季戊四醇溶液进行精馏回收甲醇，对甲醇进行精馏回收，5）精馏后的季戊四醇溶液经蒸发、结晶、离心、干燥获得季戊四醇成品。本发明与现有技术相比，具有成品季戊四醇纯度高、收率高、副反应少、不产生钠盐、三废少等优点。

Description

一种季戊四醇的合成方法
技术领域
本发明属于化工生产技术领域，涉及催化加氢合成季戊四醇的一种工艺方法。
背景技术
季戊四醇主要用在涂料工业中，可用以制造醇酸树脂涂料，能使涂料膜的硬度、光泽和耐久性得以改善。它也用作色漆、清漆和印刷油墨等所需的松香脂的原料，并可制干性油、阴燃性涂料和航空润滑油等。季戊四醇的脂肪酸酯是高效的润滑剂和聚氯乙烯增塑剂，其环氧衍生物则是生产非离生表面活性剂的原料。季戊四醇易与金属形成络合物，也在洗涤剂配方中作为硬水软化剂使用。此外，还用于医药、农药等生产。季戊四醇分子中含有四个等同的羟甲基，具有高度的对称性，因此常被用作多官能团化合物的制取原料。由它硝化可以制得季戊四醇四硝酸酯（太安，PETN），是一种烈性***；酯化可得季戊四醇三丙烯酸酯（PETA），用作涂料。
在以往的季戊四醇生产中，甲醛、乙醛在氢氧化钠做催化剂的情况下，进行反应，反应结束后快速用酸中和，得到季戊四醇、钠盐以及一部分双季戊四醇。此工艺方法在国内生产中比较成熟，但是此方法生产中蒸汽消耗高，电耗偏高，原料消耗高，且反应中副反应较多，季戊四醇含量低，污水多且难处理，工艺流程长，人工劳动量大，副产的钠盐附加值不高。
发明内容
本发明的目的就是提供一种催化加氢合成季戊四醇的工艺方法，具有季戊四醇纯度高、收率高、副反应少、不产生钠盐、三废少等优点。
本发明的目的是通过以下技术方案予以实现的：一种季戊四醇的合成方法，其特征在于，1）甲醛和乙醛在弱碱催化剂的作用下发生羟醛缩合反应，生成三羟甲基乙醛，2）缩合反应结束后进行精馏分离，分离出甲醛和三乙胺、甲醇混合液，3）通过精馏后得到的三羟甲基乙醛水溶液采用镍系催化剂进行催化加氢，4）对催化加氢后的季戊四醇溶液进行精馏回收甲醇，对甲醇进行精馏回收，5）精馏后的季戊四醇溶液经蒸发、结晶、离心、干燥获得季戊四醇成品。
本发明进一步优化方案还具有以下特征：
所述甲醛、乙醛、三乙胺的摩尔比为（5—6.2）:1:1。
所述步骤1）中弱碱催化剂为三乙胺。
所述步骤1）羟醛缩合反应前，通过向甲醛中滴加弱碱催化剂控制pH在7.8—8.2之间，滴加乙醛开始羟醛缩合反应后，控制反应过程中pH在8—9之间，反应温度为28℃—30℃之间。
所述步骤3）中镍系催化剂为雷尼镍RTH-311型催化剂。
所述步骤3）中所加氢气为纯度99.9%以上的氢气。
本发明所提供的催化加氢合成季戊四醇相比以往的钠法生成具有以下优点：1、较钠法季戊四醇生产，季戊四醇纯度高；2、提高了一次收率，减少了后续回收装置，缩短了工艺流程，提高了工作效率；3、缩合液中没有钠盐产生，减少了对钠盐回收的工艺；4、避免了双季戊四醇的生成，同时减少了三季戊四醇以及缩醛等副产物的生成；5、降低了原料消耗；6、减少三废的产生。
附图说明
图1是本发明提供的工艺流程简图。
具体实施方式
实例一：
如图1所示，本发明提供一种催化加氢合成季戊四醇的工艺方法，其基本工艺步骤如下：1）将配置好的甲醛、乙醛、三乙胺，按要求投入到缩合釜中进行羟醛缩合反应生成三羟甲基乙醛缩合液；2）缩合反应结束后快速进行精馏分离，使甲醛尽可能短时间的存在于三乙胺中，避免副反应的生成，精馏出甲醛、三乙胺和少量甲醇，再次对甲醛和三乙胺进行精馏，分离出甲醛和三乙胺，此甲醛和三乙胺返回缩合反应再次参与反应；3）精馏后得到的三羟甲基乙醛水溶液进行催化加氢，催化加氢采用镍系催化剂，以及高纯氢的条件；4）催化加氢后，对季戊四醇溶液精馏，得到季戊四醇溶液进行蒸发；5）将蒸发浓缩液进行结晶、离心、干燥获得成品。
具体实际操作如下：将甲醛、乙醛、三乙胺按照5:1:1摩尔比进行配制。先在缩合釜中加入甲醛，分步滴入三乙胺，调整PH=7.8—8.0，再分步滴入乙醛，反应过程中控制PH=8~9，温度控制在28—30℃，反应时间为1小时。反应结果后将缩合液泵入精馏塔，精馏出轻组分，得到三羟甲基乙醛的水溶液在氢化塔中通入高纯氢（纯度99.9%以上），采用雷尼镍RTH-311型催化剂进行催化加氢反应，得到季戊四醇水溶液。在对此水溶液进行精馏出少量的甲醇，得到浓缩后的季戊四醇水溶液。对此溶液进行蒸发、结晶、离心、干燥得到季戊四醇成品，经过检测此季戊四醇得率为91.5%，季戊四醇含量达到95.2%。
实例二：
将甲醛、乙醛、三乙胺按照5.5:1:1摩尔比进行配制，先在缩合釜中加入甲醛，分步滴入三乙胺，调整PH=8.0—8.2，再分步滴入乙醛，反应过程中控制PH=8~9，温度控制在28—30℃，反应时间为1小时，反应结果后将缩合液泵入精馏塔，精馏出轻组分，得到三羟甲基乙醛的水溶液在氢化塔中通入高纯氢（纯度99.9%以上），采用雷尼镍RTH-311型催化剂进行催化加氢反应，得到季戊四醇水溶液，在对此水溶液进行精馏出少量的甲醇，得到浓缩后的季戊四醇水溶液，对此溶液进行蒸发、结晶、离心、干燥得到季戊四醇成品，经过检测此季戊四醇得率为92.1%，季戊四醇含量达到95.8%。
实例三：
将甲醛、乙醛、三乙胺按照5.8:1:1摩尔比进行配制，先在缩合釜中加入甲醛，分步滴入三乙胺，调整PH=8.0，再分步滴入乙醛，反应过程中控制PH=8~9，温度控制在28℃，反应时间为1小时，反应结果后将缩合液泵入精馏塔，精馏出轻组分，得到三羟甲基乙醛的水溶液在氢化塔中通入高纯氢（纯度99.9%以上），采用雷尼镍RTH-311型催化剂进行催化加氢反应，得到季戊四醇水溶液，在对此水溶液进行精馏出少量的甲醇，得到浓缩后的季戊四醇水溶液，对此溶液进行蒸发、结晶、离心、干燥得到季戊四醇成品，经过检测此季戊四醇得率为92.5%，季戊四醇含量达到96.2%。
实例四：
将甲醛、乙醛、三乙胺按照6.2:1:1摩尔比进行配制，先在缩合釜中加入甲醛，分步滴入三乙胺，调整PH=8.0，再分步滴入乙醛，反应过程中控制PH=8~9，温度控制在28℃，反应时间为1小时，反应结果后将缩合液泵入精馏塔，精馏出轻组分，得到三羟甲基乙醛的水溶液在氢化塔中通入高纯氢（纯度99.9%以上），采用雷尼镍RTH-311型催化剂进行催化加氢反应，得到季戊四醇水溶液，在对此水溶液进行精馏出少量的甲醇，得到浓缩后的季戊四醇水溶液，对此溶液进行蒸发、结晶、离心、干燥得到季戊四醇成品，经过检测此季戊四醇得率为92.9%，季戊四醇含量达到96.8%。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (6)

1.一种季戊四醇的合成方法，其特征在于，1）甲醛和乙醛在弱碱催化剂的作用下发生羟醛缩合反应，生成三羟甲基乙醛，2）缩合反应结束后进行精馏分离，分离出甲醛和三乙胺、甲醇混合液，3）通过精馏后得到的三羟甲基乙醛水溶液采用镍系催化剂进行催化加氢，4）对催化加氢后的季戊四醇溶液进行精馏回收甲醇，对甲醇进行精馏回收，5）精馏后的季戊四醇溶液经蒸发、结晶、离心、干燥获得季戊四醇成品。
2.根据权利要求1所述一种季戊四醇的合成方法，其特征在于，甲醛、乙醛、三乙胺的摩尔比为（5—6.2）:1:1。
3.根据权利要求1所述一种季戊四醇的合成方法，其特征在于，所述步骤1）中弱碱催化剂为三乙胺。
4.根据权利要求1所述一种季戊四醇的合成方法，其特征在于，所述步骤1）羟醛缩合反应前，通过向甲醛中滴加弱碱催化剂控制pH在7.8—8.2之间，滴加乙醛开始羟醛缩合反应后，控制反应过程中pH在8—9之间，反应温度为28℃—30℃之间。
5.根据权利要求1所述一种季戊四醇的合成方法，其特征在于，所述步骤3）中镍系催化剂为雷尼镍RTH-311型催化剂。
6.根据权利要求1所述一种季戊四醇的合成方法，其特征在于，所述步骤3）中所加氢气为纯度99.9%以上的氢气。
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