一種降低新戊二醇生產中甲醛消耗的新工藝的製作方法

2023-06-13 14:25:51

專利名稱：一種降低新戊二醇生產中甲醛消耗的新工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種新戊二醇生產的方法，特別是一種降低新戊二醇生產中甲醛消耗的新工藝。
背景技術：
目前生產新戊二醇有兩種工藝方法1、加氫法
反應原理
縮合反應
CH3 (CH3) CHCHO + HCHO — CH3 (CH3) C (CH2OH) CHO 加氫反應
CH3 (CH3) C (CH2OH) CHO + H2 — CH3 (CH3) C (CH2OH) 2
縮合反應在叔烷基胺催化劑的存在下，使異丁醛與甲醛水溶液反應，得到包含羥基新戊醛的醇醛縮合產物的混合物；加氫反應在鎳催化劑的存在下，得到包含新戊二醇的氫化產物混合物，再經蒸餾，得到新戊二醇。加氫工藝生產的新戊二醇純度高，產品在高溫下的穩定性較好，可用做淺色聚酯樹脂和醇酸樹脂，而且甲醛消耗低，不消耗氫氧化鈉，不產生甲酸鈉，是一種環境友好型生產工藝，缺點是加氫工藝投資大，產品價格高。2、甲酸鈉法(即歧化反應工藝)
反應原理
縮合反應
CH3 (CH3) CHCHO + HCHO — CH3 (CH3) C (CH2OH) CHO 歧化反應
CH3 (CH3) C (CH2OH) CHO + HCHO + NaOH — CH3 (CH3) C (CH2OH) 2 + HCOONa傳統甲酸鈉法縮合工藝的方法是(以5000L反應釜為例)首先打開進水閥向縮合反應釜內加入2100L水，開動攪拌機並加甲醛1300L (17. 21Kmol)，然後加98%異丁醛740L(8Kmol)，在常溫下(一般15 25°C )打開加鹼閥加入30%Na0H溶液總量815L(8. 3IKmoI)的一半，加鹼速度的快慢應根據縮合反應的溫度進行調節，控制加鹼時縮合反應的溫度在30 35°C，pH9 11，時間2小時(這一階段如加鹼速度過快易使縮合反應激烈，縮合反應放出的熱量不能完全被冷卻水帶走，導致縮合反應釜內溫度迅速上升，超過允許控制的溫度範圍，不利於縮合反應的進行)，然後將pH提高到12 13，勻速加入30%Na0H溶液總量815L (8. 3IKmoI)剩餘的一半，時間2小時，升溫至55°C保持2小時，升溫至70°C高溫保持1. 5小時通過糖化反應除去過量的甲醛，此保持階段如果pH值下降可補加液鹼調節，最後加甲酸中和縮合液至7 8，將上述縮合液送蒸發脫水、初餾、精餾，經製片得新戊二醇成品O為了保證異丁醛的收率和防止副產物(雙新戊二醇和多聚新戊二醇)的生成，該反應是在過量的氫氧化鈉和過量的甲醛下進行的，過量的甲醛通過高溫(70°C)糖化反應除去，過量的氫氧化鈉採用甲酸中和。所以這種工藝的甲醛消耗較高。按理論計算生產一噸新戊二醇只需要消耗37%的甲醛1. 5592噸，消耗98%異丁醛O. 706噸，消耗30%氫氧化鈉1.282噸；而實際生產中每噸新戊二醇消耗37%的甲醛2.1噸，消耗異丁醛O. 87噸，消耗30%氫氧化鈉1. 4噸。甲酸鈉法克服了加氫法投資大的缺點，但質量較加氫法差，且價格較低，特別是高溫熱穩定性還是比加氫法的差。在我國新戊二醇每年的總產量約為7萬噸，只有吉化年產1. 5萬噸新戊二醇生產工藝採用加氫法，其他各廠均為甲酸鈉法，所以降低甲醛消耗和提高新戊二醇的質量是各個新戊二醇生產廠家最為關心的事情
發明內容
本發明的目的是克服現有技術的上述不足，而提供一種降低新戊二醇生產中甲醛消耗的新工藝，以提高新戊二醇生產過程中甲醛的利用率，提高新戊二醇的質量和降低氫氧化鈉的消耗。本發明的技術方案是一種降低新戊二醇生產中甲醛消耗的新工藝，包括以下工藝步驟首先打開進水閥向縮合反應釜內加入水，開動攪拌機並加甲醛，然後按配比加98%異丁醛，在15 25°C常溫下打開加鹼閥按配比加入30%Na0H溶液總量的一半，加鹼速度的快慢應根據縮合反應的溫度進行調節，控制加鹼時體系溫度在30 35°C，pH9 11，時間2小時，然後將PH提高到12 13，按配比勻速加入30%Na0H溶液總量剩餘的一半，控制體系溫度在40 45°C，時間2小時，再升溫至45 50°C保持3 4小時，此保持階段如果pH值下降可補加液鹼調節，最後加甲酸中和縮合液至7 8，縮合反應投料的摩爾比為異丁醛甲醛氫氧化鈉=1 2. 5 3. 5 1. 01 1. 05。本發明進一步的技術方案是將縮合反應所得的縮合液從脫醛塔的頂部進入加壓脫醛塔，控制脫醛塔頂壓力O.1 O. 18Mpa，塔釜壓力O. 18 O. 25Mpa，在脫醛塔內縮合液中的甲醛從脫醛塔頂蒸出，蒸出的甲醛經冷凝、冷卻返回縮合釜做配料用，所得的稀甲醛含量可達2% 5%。本發明更進一步的技術方案是縮合反應中過量的甲醛通過加壓精餾的方法回收後，甲醛含量少於O. 2%的脫醛液從脫醛塔底出來後，送去脫水塔脫水，經初餾、精餾，再經製片得新戊二醇成品。本發明由於在縮合反應過程中採用較高的甲醛配比和較低的氫氧化鈉配比提高了新戊二醇的質量，儘可能地減少了雙新戊二醇和多聚新戊二醇的生成；在縮合反應過程中採用較低的溫度，防止甲醛在高溫下發生歧化反應，降低了甲醛的消耗；縮合結束後適當提高溫度，使一羥甲基異丁醛歧化完全轉化成新戊二醇；體系中過量的甲醛不必在反應後期升高溫度糖化，而是採用加壓精餾的方法從反應液中脫除，所得的稀甲醛溶液返回縮合反應作稀釋水用，既減小了副反應，還降低甲醛的消耗。以下結合具體實施方式
對本發明的詳細內容作進一步描述。
具體實施方式
實施例1
一種降低新戊二醇生產中甲醛消耗的新工藝，在5000L搪瓷(或不鏽鋼)縮合反應釜中加水2000 3000L，向反應釜夾套和冷卻盤管通入冷卻水，開動攪拌加37%甲醛24Kmol，然後加97-98%異丁醛8Kmol，在15 25°C常溫下打開加鹼閥，加入30%Na0H溶液總量的一半4. 12Kmol，加鹼速度的快慢應根據釜溫進行調節，控制加鹼時釜內溫度在30 35°C，pH9
11,時間2小時(這一階段如加鹼速度過快易使縮合反應激烈,縮合反應放出的熱量不能完全被冷卻水帶走，導致縮合反應釜內溫度迅速上升，超過允許控制的溫度範圍，不利於縮合反應的進行，易使甲醛產生歧化反應，增加甲醛的消耗；同時溫度過高極易生成雙新戊二醇和多新戊二醇，映像產品的羥值);然後將PH提高到12 13，勻速加入剩餘的一半30%Na0H溶液4. 12Kmol，控制體系溫度在40 45°C，時間2小時，再升溫至45 50°C保持3 4小時，此保持階段如PH值下降，可補加液鹼調節，取樣測定縮合液中殘醛量和殘鹼量，當殘醛量和殘鹼量恆定時，加甲酸中和縮合液至7 8 ;上述縮合反應所得的縮合液，從脫醛塔的頂部進入加壓脫醛塔，控制脫醛塔頂壓力O.1 O. 18Mpa，塔釜壓力O. 18 O. 25Mpa，在脫 醛塔內縮合液中的甲醛從脫醛塔頂蒸出，蒸出的甲醛經冷凝、冷卻返回縮合釜做配料用，所得的稀甲醛含量可達2% 5% ;從脫醛塔底出來的脫醛液甲醛含量少於O. 2%，送去脫水塔脫水，經初餾、精餾，再經製片得新戊二醇成品。使用上述工藝所製得的新戊二醇羥值可達31. 9 32. 3%，70%水溶液色度(以哈森單位計)(25，熔點範圍125 130°C，37%甲醛消耗1. 78噸/噸新戊二醇，98%異丁醛消耗0. 75噸/噸新戊二醇,30%氫氧化鈉消耗1. 32噸/噸新戊二醇。與傳統甲酸鈉法相比，每噸產品可以降低成本1500元。實施例2
一種降低新戊二醇生產中甲醛消耗的新工藝，在5000L搪瓷(或不鏽鋼)縮合反應釜中，投入2% 5%回收稀甲醛2000 3000L，加完稀甲醛後關閉稀甲醛進料閥，測定縮合釜內稀甲醛的含量，根據稀甲醛的含量及投料量計算所投37%甲醛的投料量，向縮合反應釜夾套和冷卻盤管通入冷卻水，開動攪拌加37%甲醛使縮合反應釜中包括稀甲醛中甲醛在內的甲醛總量為28Kmol，然後加97-98%異丁醛8Kmol，在15 25°C常溫下打開加鹼閥，加入30%Na0H溶液總量的一半4. 2Kmol，加鹼速度的快慢應根據釜溫進行調節，控制加鹼時釜內溫度在30 35°C，pH9 11，時間2小時(這一階段如加鹼速度過快易使縮合反應激烈，縮合反應放出的熱量不能完全被冷卻水帶走，導致縮合反應釜內溫度迅速上升，超過允許控制的溫度範圍，不利於縮合反應的進行，易使甲醛產生歧化反應，增加甲醛的消耗；同時溫度過高極易生成雙新戊二醇和多新戊二醇，映像產品的羥值)；然後將PH提高到12 13，勻速加入剩餘的一半30%Na0H溶液4. 2Kmol，控制體系溫度在40 45°C，時間2小時，再升溫至45 50°C保持3 4小時，此保持階段如pH值下降，可補加液鹼調節，取樣測定縮合液中殘醛量和殘鹼量，當殘醛量和殘鹼量恆定時，加甲酸中和縮合液至7 8 ;上述縮合反應所得的縮合液，從脫醛塔的頂部進入加壓脫醛塔，控制脫醛塔頂壓力O.1 O. 18Mpa，塔釜壓力O. 18 O. 25Mpa，在脫醛塔內縮合液中的甲醛從脫醛塔頂蒸出，蒸出的甲醛經冷凝、冷卻返回縮合釜做配料用，所得的稀甲醛含量可達2% 5% ;從脫醛塔底出來的脫醛液甲醛含量少於O. 2%，送去脫水塔脫水，經初餾、精餾，再經製片得新戊二醇成品。使用上述工藝所製得的新戊二醇羥值可達32. O 32. 2%，70%水溶液色度(以哈森單位計)彡25，熔點範圍125 130°C，37%甲醛消耗1. 80噸/噸新戊二醇，98%異丁醛消耗0. 75噸/噸新戊二醇，30%氫氧化鈉消耗1. 33噸/噸新戊二醇。實施例3
一種降低新戊二醇生產中甲醛消耗的新工藝，在5000L搪瓷(或不鏽鋼)縮合反應釜中，投入2% 5%回收的稀甲醛2000 3000L，加完稀甲醛後關閉稀甲醛進料閥，測定縮合釜內稀甲醛的含量，根據稀甲醛的含量及投料量計算所投37%甲醛的投料量，向反應釜夾套和冷卻盤管通入冷卻水，開動攪拌加37%甲醛使縮合反應釜中包括稀甲醛中甲醛在內的甲醛總量為20Kmol，然後加97-98%異丁醛8Kmol，在15 25°C常溫下打開加鹼閥，加入30%Na0H溶液總量的一半4. 04Kmol，加鹼速度的快慢應根據釜溫進行調節，控制加鹼時釜內溫度在30 35°C，pH9 11，時間2小時(這一階段如加鹼速度過快易使縮合反應激烈，縮合反應放出的熱量不能完全被冷卻水帶走，導致縮合反應釜內溫度迅速上升，超過允許控制的溫度範圍，不利於縮合反應的進行，易使甲醛產生歧化反應，增加甲醛的消耗；同時溫度過高極易生成雙新戊二醇和多新戊二醇，映像產品的羥值)；然後將PH提高到12 13，勻速加 入剩餘的一半30%Na0H溶液4. 04Kmol，控制體系溫度在40 45°C，時間2小時，再升溫至45 50°C保持3 4小時，此保持階段如pH值下降，可補加液鹼調節，取樣測定縮合液中殘醛量和殘鹼量，當殘醛量和殘鹼量恆定時，加甲酸中和縮合液至7 8 ;上述縮合反應所得的縮合液，從脫醛塔的頂部進入加壓脫醛塔，控制脫醛塔頂壓力O.1 O. 18Mpa，塔釜壓力O. 18 O. 25Mpa，在脫醛塔內縮合液中的甲醛從脫醛塔頂蒸出，蒸出的甲醛經冷凝、冷卻返回縮合釜做配料用，所得的稀甲醛含量可達2% 5% ;從脫醛塔底出來的脫醛液甲醛含量少於O. 2%，送去脫水塔脫水，經初餾、精餾，再經製片得新戊二醇成品。使用上述工藝所製得的新戊二醇羥值可達31. 9 32. 3%，70%水溶液色度(以哈森單位計)(25，熔點範圍125 130°C，37%甲醛消耗1. 78噸/噸新戊二醇，98%異丁醛消耗0. 75噸/噸新戊二醇，30%氫氧化鈉消耗1. 32噸/噸新戊二醇。
權利要求
1.一種降低新戊二醇生產中甲醛消耗的新工藝，其特徵是包括以下工藝步驟首先打開進水閥向縮合反應釜內加入水，開動攪拌機並加甲醒，按配比加98%異丁醒，在15 25°C常溫下打開加鹼閥按配比加入30%Na0H溶液總量的一半，加鹼速度的快慢應根據縮合反應的溫度進行調節，控制加鹼時體系溫度在30 35°C，pH9 11，時間2小時，然後將pH提高到12 13，按配比勻速加入30%Na0H溶液總量剩餘的一半，控制體系溫度在40 45°C，時間2小時，再升溫至45 50°C保持3 4小時，此保持階段如果pH值下降可補加液鹼調節，最後加甲酸中和縮合液至7 8，縮合反應投料的摩爾比為異丁醛甲醛氫氧化鈉=1 2. 5 3. 5 1. 01 1. 05。
2.根據權利要求1所述降低新戊二醇生產中甲醛消耗的新工藝，其特徵是將縮合反應所得的縮合液從脫醛塔的頂部進入加壓脫醛塔，控制脫醛塔頂壓力O.1 O. 18Mpa，塔釜壓力O. 18 O. 25Mpa，在脫醛塔內縮合液中的甲醛從脫醛塔頂蒸出，蒸出的甲醛經冷凝、冷卻返回縮合釜做配料用，所得的稀甲醛含量可達2% 5%。
3.根據權利要求1或2所述的降低新戊二醇生產中甲醛消耗的新工藝，其特徵是縮合反應中過量的甲醛通過加壓精餾的方法回收後，甲醛含量少於O. 2%的脫醛液從脫醛塔底出來後，送去脫水塔脫水，經初餾、精餾，再經製片得成品。
全文摘要
一種降低新戊二醇生產中甲醛消耗的新工藝，在縮合反應釜中投入回收的稀甲醛，開動攪拌加37%甲醛使縮合反應釜中的甲醛總量為24Kmol，加97-98%異丁醛8Kmol，在常溫下加入30%NaOH溶液總量的一半4.12Kmol，控制加鹼時釜內溫度在30～35℃，pH9～11，時間2小時；然後將pH提高到12～13，勻速加入剩餘的一半30%NaOH溶液4.12Kmol，控制體系溫度在40～45℃，時間2小時，再升溫至45～50℃保持3～4小時，加甲酸中和縮合液至7～8；縮合反應中過量的甲醛通過加壓蒸餾回收；從脫醛塔底出來的脫醛液脫水後經初餾、精餾、製片得新戊二醇成品。本發明提高了新戊二醇生產過程中甲醛的利用率，提高了新戊二醇的質量，降低了氫氧化鈉的消耗。
文檔編號C07C27/00GK103012059SQ201210577658
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月27日 優先權日2012年12月27日
發明者張少華 申請人:衡陽師範學院