一種叔碳酸的生產方法
2023-06-01 01:04:41 2
專利名稱：一種叔碳酸的生產方法
技術領域：
本發明涉及一種叔碳酸的生產方法，屬於化工領域。
背景技術：
叔碳酸是一類重要的化工原料。由於與羧酸相連的α -碳原子上連有3個烴基，空間位阻大，其酸性、熔點和沸點都比相應的伯仲碳酸要低，化學性質也更穩定，但是一經反應，其衍生物性質也更穩定，正是由於這一特性決定了其在工業中佔有舉足輕重的作用。它不僅可以在工業上代替天然脂肪酸的某些用途，而且具有天然脂肪酸不可比擬的特殊性能。由其衍生的縮水甘油酯和乙烯基酯做成的塗料耐候性和耐熱性優良，可以作為高級塗 料的改性劑；其Co、Mn、Pb鹽是油漆油墨高效快速的催幹劑，其Ca、Zn鹽可用作塑料穩定齊U，其多元醇酯具有耐高溫特性，可以用作高級潤滑油。 早在上世紀30年代美國杜邦公司就對烯烴羰基化制羧酸的工藝進行了研究，但是由於反應條件苛刻，沒有形成工業化生產。上世紀50年代，德國Koch博士使用無水強酸為催化劑，反應溫度降至70°C，壓力為10 MPa以下，緩和了烯烴羰基化條件，為工業化生產叔碳酸奠定了基礎，其不足之處是除生成叔碳酸外，還有1(Γ20%的仲碳酸。上世紀70年代，日本國家研究院在強酸催化劑體系中引入了羰基銅離子Cu (CO ) η+，改良了 Koch法，得到幾乎百分之百的叔碳酸。但是現有的工藝存在催化劑和反應產物不易分離和/或體系酸消耗大，環境汙染嚴重的缺陷。用有機萃取劑萃取反應物料後分層，下層為催化劑硫酸-羰基銅相，上層為含少量催化劑的粗產品有機相。要使有機相中的硫酸含量低於叔碳酸質量的O. 03%以下，達到精餾分離的要求，需要加2倍叔碳酸質量的去離子水洗滌。傳統的分離方式通常有兩種一是先加水稀釋再用有機溶劑進行萃取，二是用有機萃取劑對反應物料進行萃取，分出大部分催化劑後，再對有機相進行水洗除硫酸。第一種分離方法由於催化劑中所有硫酸被稀釋，不能直接實現催化劑循環，已經被淘汰。第二種分離方法需要大量的水才能把硫酸除去，導致大量的廢稀酸排放，汙染嚴重。中國專利CN101081811A公開了一種Cltl叔碳酸的合成方法，採用的就是上述第二種方法。此外，這種方法還常常因為乳化而導致粗產品中有硫酸殘留，後續精餾過程中容易產生炭化、酯化等副反應，降低產品分離收率，對產品質量也會造成影響。
發明內容
本發明的目的就在於提供一種簡單、高效的含有共5到14個碳原子的叔碳酸生產工藝，以克服現有工藝催化劑和產品分離困難，稀硫酸排放量大，環境汙染嚴重的缺陷。
Il為了實現上述目的，本發明採用的技術方案為本發明以結構為
權利要求
1.一種結構
2.如權利要求I所述生產方法，其特徵在於該生產方法的步驟包括 (1)製備濃酸-羰基銅催化劑溶液； (2)在高壓反應釜中加入製備好的濃酸-羰基銅催化劑溶液，通入一氧化碳，控制釜內壓力在I 7MPa，開動攪拌器，向高壓反應釜中加入烯烴，兩小時加完，加完烯烴後再反應20 60分鐘，控制反應溫度在15 50°C ； (3)將反應後的溶液移至第一混合器中，並加入一定量的萃取劑混合，然後將混合後的溶液移至萃取器中萃取分層，分成上層第一有機相和下層第一催化劑相，將上層第一有機相移至第二混合器中； (4)在第二混合器中加不多於反應消耗的水混合洗滌，然後將溶液移至水洗器中分層，分成上層第二有機相和下層第二催化劑相，上層第二有機相移至中和分離器，下層第二催化劑相和第(3)步中萃取的下層第一催化劑相合併，添加適量的水，使催化劑中酸濃度和反應前一致，返回反應釜循環使用； (5)往中和分離器中加適量弱鹼性物質，中和第二有機相中的殘餘濃酸，分層，上層第三有機相去精餾塔精餾； (6)上層第三有機相在精餾塔中先常壓蒸出萃取劑，萃取劑返回第一混合器中循環使用，再減壓蒸出產品叔碳酸。
3.如權利要求I或2所述的叔碳酸的生產方法中的濃酸-羰基銅催化劑溶液的製備方法，其特徵在於，在催化劑製備釜中先配製質量百分比濃度為80 90%的酸，然後加入酸氧化亞銅摩爾比為(30 240) : I的氧化亞銅，往催化劑製備釜中通一氧化碳氣體，控制釜內壓力維持在I 2MPa，連續攪拌I 5小時，所述的酸包括H2SO4,，H3PO4, BF3 -H2O, HF,FSO3H, CF3SO3H, HCl, HClO4, HC00H, CH3COOH其中一種或者所述酸中幾種的混合物。
4.如權利要求3所述的叔碳酸的生產方法，其特徵在於所述的濃酸-羰基銅催化劑溶液中酸的濃度為85 87%。
5.如權利要求I或2所述的叔碳酸的生產方法，其特徵在於所述的萃取劑的使用次數至少為一次。
6.如權利要求I或2所述的叔碳酸的生產方法，其特徵在於所述的萃取劑為石油醚、二氯甲烷、三氯甲烷、氯苯、正己烷、環己烷中的一種或其中幾種的混合物。
7.如權利要求I或2所述的叔碳酸的生產方法，其特徵在於所述的弱鹼性物質為碳酸氫鈉、碳酸氫鉀、碳酸鈣、氧化鈣、氫氧化鈣、氧化鎂、氫氧化鎂、碳酸鈉、碳酸鋰中的一種或其中幾種的混合物。
8.如權利要求2所述的叔碳酸的生產方法，其特徵在於所述的步驟(2)中高壓反應釜的釜內壓力控制在I 3MPa，溫度控制在15 30°C。
9.如權利要求I或2所述的叔碳酸的生產方法，其特徵在於所述的萃取劑的用量與產品叔碳酸的體積比為(O. 6 5) : I。
10.如權利要求I或2所述的叔碳酸的生產方法，其特徵在於所述的萃取劑的用量與產品叔碳酸的體積比為(I 2) : I。
全文摘要
本發明的提供了一種簡單、高效的叔碳酸生產工藝，以克服現有工藝催化劑和產品分離困難，稀硫酸排放量大，環境汙染嚴重的缺陷。本發明以烯烴、水和一氧化碳為原料，在濃酸-羰基銅的催化下合成叔碳酸，應用改進的反應分離方法，催化劑的損耗小，「三廢」排放少，且加不大於反應所需的水量就可以使產品叔碳酸和催化劑分離開來，催化劑可直接循環使用，避免了現有工藝中分離效果差和稀硫酸排放量大、汙染嚴重的缺陷。
文檔編號C07C51/48GK102718646SQ201110375290
公開日2012年10月10日 申請日期2011年11月23日 優先權日2011年11月23日
發明者吳路平, 廖炯, 張華西, 成雪清, 曾健, 李 榮, 毛震波, 王航 申請人:塞拉尼斯國際公司, 西南化工研究設計院