CN102115407B - 一种制备季戊四醇联产甲酸钾和硫酸钠的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种制备季戊四醇联产甲酸钾和硫酸钠的方法，将甲醛和乙醛缩合生产季戊四醇所得废液减压蒸馏为季戊四醇饱和溶液，冷却，经过滤分离，得到季戊四醇晶体和滤液一；季戊四醇晶体经洗涤、干燥和粉碎，得到季戊四醇产品；滤液一减压蒸馏为甲酸钠饱和溶液，冷却，经过滤分离，得到甲酸钠晶体，将甲酸钠晶体溶于水，与硫酸钾溶液反应经过滤，得到澄清的滤液三；滤液三经减压蒸馏为硫酸钠饱和溶液，冷却至10℃，经过滤分离，得到硫酸钠晶体和滤液四；滤液四减压蒸馏为甲酸钾过饱和溶液，冷却至20℃，经过滤分离，得到甲酸钾晶体；硫酸钠晶体和甲酸钾晶体分别进洗涤、干燥和粉碎，从而分别得到硫酸钠产品和甲酸钾产品。

Description

一种制备季戊四醇联产甲酸钾和硫酸钠的方法

技术领域

本发明涉及有机化工生产季戊四醇所得废液的治理和利用的技术领域，尤其是一种制备季戊四醇联产甲酸钾和硫酸钠的方法，其原料为生产季戊四醇所得废液。

背景技术

季戊四醇是一种用途很广的有机中间体，常用于涂料工业、是醇酸涂料的原料，能使涂料膜的硬度、光泽度和耐久性得以改善；也用作清漆、色漆的印刷油墨等松香脂的原料，并可制造阻燃性的涂料，干性油和航空油润滑油等。以季戊四醇为原料制成季戊四醇四硝酸脂是爆炸性的炸药。季戊四醇脂肪酸脂可作聚氯乙烯类树脂的增塑剂和稳定剂，此外，还可用于医药、农药和润滑油等制造。

季戊四醇是以甲醛和乙醛为原料，在碱性催化剂存在下缩合制得。具体的说就是：37％的甲醛在搅拌的情况下和氢氧化钠及乙醛，用蒸汽缓慢升温至25-32摄氏度，维持此温度搅拌6-7小时，加入与氢氧化钠等摩尔折百的硫酸进行中和，滤液在减压下蒸发浓缩、结晶、过滤和干燥制得成品。

生产季戊四醇所得废液来自过滤和洗涤的母液和洗涤水。母液中含有甲酸钠25％、季戊四醇6-8％、其他有机物质15％。每生产一吨季戊四醇，约有3立方米结晶母液排出。若按收率80％计，则每生产一吨季戊四醇要副产甲酸钠0.6吨。用体积计算单位为：甲酸钠体积含量为300-500(g/L)，季戊四醇体积含量50-100(g/L)，生产每吨产品的母液排放量为2-3吨。

如果生产季戊四醇所得废液任意排放或丢弃，不经影响环境，也浪费原料，为此，有必要探索生产季戊四醇所得废液的综合治理和应用方法。

发明内容

用甲醛和乙醛缩合生产季戊四醇，所得废液中含有甲酸钠25wt.％、季戊四醇6-8wt.％、其他有机物质15wt.％。为了对其综合治理和应用，本发明提供了一种制备季戊四醇联产甲酸钾和硫酸钠的方法，其原料为甲醛和乙醛缩合生产季戊四醇所得废液。该方法，将甲醛和乙醛缩合生产季戊四醇所得废液经过简单的加工处理，制得季戊四醇、甲酸钾和硫酸钠，充分利用了甲醛和乙醛缩合生产季戊四醇所得废液的潜在价值，且不产生二次污染，是一个变废为宝，经济适用的方法。

本发明的技术方案如下：一种制备季戊四醇联产甲酸钾和硫酸钠的方法，其原料为甲醛和乙醛缩合生产季戊四醇所得废液，包括如下步骤：

步骤A：将甲醛和乙醛缩合生产季戊四醇所得废液经减压蒸馏为季戊四醇饱和溶液，而后冷却，季戊四醇结晶析出，经过滤分离，得到季戊四醇晶体和滤液一；滤液一进一步减压蒸馏为甲酸钠饱和溶液，而后冷却，甲酸钠结晶析出，在经过滤分离，得到甲酸钠晶体和滤液二；

步骤B：将上述得到的季戊四醇晶体经洗涤、干燥和粉碎，得到季戊四醇产品；

步骤C：将上述得到的甲酸钠晶体溶于水，而后与硫酸钾溶液以甲酸钠和硫酸钾的纯物质的摩尔含量之比为2∶0.8-1.2反应，得到含甲酸钾和硫酸钠的溶液，经过滤，得到极其少量的滤饼杂质和澄清的滤液三；

步骤D：滤液三经减压蒸馏为硫酸钠饱和溶液，冷却至10℃，此时，硫酸钠的饱和度为9.1g，甲酸钾的饱和度为313g，因此，硫酸钠结晶析出，而甲酸钾仍在溶液中，经过滤分离，得到硫酸钠晶体和滤液四；滤液四进一步减压蒸馏为甲酸钾过饱和溶液，冷却至20℃，此时，硫酸钠的饱和度为19.5g，甲酸钾的饱和度为337g，因此，甲酸钾大量结晶析出，经过滤分离，得到甲酸钾晶体；硫酸钠晶体和甲酸钾晶体分别进洗涤、干燥和粉碎，从而分别得到硫酸钠产品和甲酸钾产品。

本发明所述制备季戊四醇联产甲酸钾和硫酸钠的方法，其化学反应方程式：

2HCOONa+K₂SO₄＝＝＝＝2HCOOK+Na₂SO4

本发明的有益效果为：本发明所述制备季戊四醇联产甲酸钾和硫酸钠的方法，将甲醛和乙醛缩合生产季戊四醇所得废液经过简单的加工处理，制得季戊四醇联产甲酸钾和硫酸钠，充分利用了甲醛和乙醛缩合生产季戊四醇所得废液的潜在价值，且不产生二次污染，是一个变废为宝，经济适用的方法。该方法操作简单，设备投资少，值得推广应用。

具体实施方式

实施例1：一种制备季戊四醇联产甲酸钾和硫酸钠的方法，其原料为甲醛和乙醛缩合生产季戊四醇所得废液，其中，甲酸钠25wt.％、季戊四醇7wt.％，包括如下步骤：

步骤A：将甲醛和乙醛缩合生产季戊四醇所得废液544kg，经减压蒸馏为季戊四醇饱和溶液，而后冷却，季戊四醇结晶析出，经过滤分离，得到季戊四醇晶体和滤液一；滤液一进一步减压蒸馏为甲酸钠饱和溶液，而后冷却，甲酸钠结晶析出，在经过滤分离，得到甲酸钠晶体和滤液二；

步骤B：将上述得到的季戊四醇晶体经洗涤、干燥和粉碎，得到季戊四醇产品；其含有的季戊四醇纯物质的质量为38.08kg；

步骤C：将上述得到的甲酸钠晶体溶于水，而后与硫酸钾溶液以甲酸钠和硫酸钾的纯物质的摩尔含量之比为2∶1.2反应，得到含甲酸钾和硫酸钠的溶液，经过滤，得到极其少量的滤饼杂质和澄清的滤液三；

步骤D：滤液三经减压蒸馏为硫酸钠饱和溶液，冷却至10℃，此时，硫酸钠的饱和度为9.1g，甲酸钾的饱和度为313g，因此，硫酸钠结晶析出，而甲酸钾仍在溶液中，经过滤分离，得到硫酸钠晶体和滤液四；滤液四进一步减压蒸馏为甲酸钾过饱和溶液，冷却至20℃，此时，硫酸钠的饱和度为19.5g，甲酸钾的饱和度为337g，因此，甲酸钾大量结晶析出，经过滤分离，得到甲酸钾晶体；硫酸钠晶体和甲酸钾晶体分别进洗涤、干燥和粉碎，从而分别得到硫酸钠产品和甲酸钾产品；其含有的硫酸钠的纯物质的质量为142kg，其含有的甲酸钾的纯物质的质量为168kg。

实施例2：

一种制备季戊四醇联产甲酸钾和硫酸钠的方法，其原料为甲醛和乙醛缩合生产季戊四醇所得废液，其中，甲酸钠25wt.％、季戊四醇7wt.％，包括如下步骤：

步骤A：将甲醛和乙醛缩合生产季戊四醇所得废液544kg，经减压蒸馏为季戊四醇饱和溶液，而后冷却，季戊四醇结晶析出，经过滤分离，得到季戊四醇晶体和滤液一；滤液一进一步减压蒸馏为甲酸钠饱和溶液，而后冷却，甲酸钠结晶析出，在经过滤分离，得到甲酸钠晶体和滤液二；

步骤B：将上述得到的季戊四醇晶体经洗涤、干燥和粉碎，得到季戊四醇产品；其含有的季戊四醇纯物质的质量为38.08kg；

步骤C：将上述得到的甲酸钠晶体溶于水，而后与硫酸钾溶液以甲酸钠和硫酸钾的纯物质的摩尔含量之比为2∶1反应，得到含甲酸钾和硫酸钠的溶液，经过滤，得到极其少量的滤饼杂质和澄清的滤液三；

步骤D：滤液三经减压蒸馏为硫酸钠饱和溶液，冷却至10℃，此时，硫酸钠的饱和度为9.1g，甲酸钾的饱和度为313g，因此，硫酸钠结晶析出，而甲酸钾仍在溶液中，经过滤分离，得到硫酸钠晶体和滤液四；滤液四进一步减压蒸馏为甲酸钾饱和溶液，冷却至20℃，此时，硫酸钠的饱和度为19.5g，甲酸钾的饱和度为337g，因此，甲酸钾大量结晶析出，经过滤分离，得到甲酸钾晶体；硫酸钠晶体和甲酸钾晶体分别进洗涤、干燥和粉碎，从而分别得到硫酸钠产品和甲酸钾产品；其含有的硫酸钠的纯物质的质量为142kg，其含有的甲酸钾的纯物质的质量为168kg。

实施例3：一种制备季戊四醇联产甲酸钾和硫酸钠的方法，其中，甲酸钠25wt.％、季戊四醇7wt.％，其原料为甲醛和乙醛缩合生产季戊四醇所得废液，包括如下步骤：

步骤A：将甲醛和乙醛缩合生产季戊四醇所得废液544kg，经减压蒸馏为季戊四醇饱和溶液，而后冷却，季戊四醇结晶析出，经过滤分离，得到季戊四醇晶体和滤液一；滤液一进一步减压蒸馏为甲酸钠饱和溶液，而后冷却，甲酸钠结晶析出，在经过滤分离，得到甲酸钠晶体和滤液二；

步骤B：将上述得到的季戊四醇晶体经洗涤、干燥和粉碎，得到季戊四醇产品；其含有的季戊四醇纯物质的质量为38.08kg；

步骤C：将上述得到的甲酸钠晶体溶于水，而后与硫酸钾溶液以甲酸钠和硫酸钾的纯物质的摩尔含量之比为2∶0.8反应，得到含甲酸钾和硫酸钠的溶液，经过滤，得到极其少量的滤饼杂质和澄清的滤液三；

步骤D：滤液三经减压蒸馏为硫酸钠饱和溶液，冷却至10℃，此时，硫酸钠的饱和度为9.1g，甲酸钾的饱和度为313g，因此，硫酸钠结晶析出，而甲酸钾仍在溶液中，经过滤分离，得到硫酸钠晶体和滤液四；滤液四进一步减压蒸馏为甲酸钾过饱和溶液，冷却至20℃，此时，硫酸钠的饱和度为19.5g，甲酸钾的饱和度为337g，因此，甲酸钾大量结晶析出，经过滤分离，得到甲酸钾晶体；硫酸钠晶体和甲酸钾晶体分别进洗涤、干燥和粉碎，从而分别得到硫酸钠产品和甲酸钾产品；其含有的硫酸钠的纯物质的质量为113.6kg，其含有的甲酸钾的纯物质的质量为134.4kg。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其架构形式能够灵活多变，可以派生系列产品。只是做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (1)

1.一种制备季戊四醇联产甲酸钾和硫酸钠的方法，其特征在于，其原料为甲醛和乙醛缩合生产季戊四醇所得废液，包括如下步骤：

步骤A：将甲醛和乙醛缩合生产季戊四醇所得废液经减压蒸馏为季戊四醇饱和溶液，而后冷却，季戊四醇结晶析出，经过滤分离，得到季戊四醇晶体和滤液一；滤液一进一步减压蒸馏为甲酸钠饱和溶液，而后冷却，甲酸钠结晶析出，在经过滤分离，得到甲酸钠晶体和滤液二；

步骤B：将上述得到的季戊四醇晶体经洗涤、干燥和粉碎，得到季戊四醇产品；

步骤C：将上述得到的甲酸钠晶体溶于水，而后与硫酸钾溶液以甲酸钠和硫酸钾的纯物质的摩尔含量之比为2∶0.8-1.2反应，得到含甲酸钾和硫酸钠的溶液，经过滤，得到极其少量的滤饼杂质和澄清的滤液三；

步骤D：滤液三经减压蒸馏为硫酸钠饱和溶液，冷却至10℃，此时，硫酸钠的饱和度为9.1g，甲酸钾的饱和度为313g，因此，硫酸钠结晶析出，而甲酸钾仍在溶液中，经过滤分离，得到硫酸钠晶体和滤液四；滤液四进一步减压蒸馏为甲酸钾过饱和溶液，冷却至20℃，此时，硫酸钠的饱和度为19.5g，甲酸钾的饱和度为337g，因此，甲酸钾大量结晶析出，经过滤分离，得到甲酸钾晶体；硫酸钠晶体和甲酸钾晶体分别进洗涤、干燥和粉碎，从而分别得到硫酸钠产品和甲酸钾产品。