CN106565456A - 一种制备乙醛酸的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于化工技术领域，具体是属于一种制备乙醛酸的方法，包括如下步骤：在反应器中分别加入乙二醛溶液、催化剂后通入氧气；加热，控制反应温度为40-45℃，压力为0.1-0.18MPa，反应时间为1.5-2h；将上述溶液控制反应温度为80-85℃，压力为0.05-0.1MPa，反应时间为0.5-1h进行浓缩；在上述反应液中取样，测定乙二醛的转化率，得到目标乙醛酸溶液；将上述目标乙醛酸溶液进行结晶。采用该方法具有产率高、后处理容易、成本降低、无明显污染、反应条件温和、能耗低、反应平稳、产品质量高等优点。
Description
技术领域
本发明属于化工技术领域，特别涉及一种制备乙醛酸的方法。
背景技术
乙醛酸因含有醛基和羧基官能团而具有醛和酸的性质，化学性质相当活泼，是一种重要的精细化工原料和中间体，主要应用于香料、医药、农药、塑料、涂料、化妆品、食品添加剂、清洗剂等领域。
乙醛酸的合成按照制备途径可分为化学合成和电化学合成。由于国际上乙醛酸需求量日益增长，国内外大公司处于研发阶段的新技术有十多种。但在工业化生产的方法主要有：乙二醛浓硝酸氧化法、草酸电解还原法和顺酐臭氧氧化法等。
目前国内主要的生产工艺方法是乙二醛浓硝酸氧化法，工艺成熟，条件温和，投资少，容易实现连续化生产且适于大规模生产。但同时操作复杂，溶剂损耗较大，设备腐蚀严重，环境污染大，产物纯度低。
草酸经电解还原制得乙醛酸，其阳极反应为电解水，阴极仅起一辅助电极作用，该法工艺简单，反应条件温和，绿色环保无污染，原料价廉，副产物少。但耗电量大，产品纯度低，质量不稳定，投资和生产成本较高，只适应于小规模生产，国内采用该工艺生产的厂家基本上均已停产。
顺酐臭氧氧化法，该法反应条件温和，产品质量较好，原料收率较高，环境污染少，特别是可生产出固体产品，但原料价格高，设备投资过大，电耗大，生产成本高，且技术要求高，不适宜在我国发展。
因此，有必要研发一种具有产率高、后处理容易、成本降低、无明显污染、反应条件温和、能耗低、反应平稳、产品质量高等优点的制备乙醛酸的方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种制备乙醛酸的方法，以达到产率高、后处理容易、成本降低、无明显污染、反应条件温和、能耗低、反应平稳、产品质量高等条件制备乙醛酸。
具体制备步骤包括：
（1）在反应器中分别加入乙二醛溶液、催化剂后通入氧气；
（2）加热，控制反应温度为40-45℃，压力为0.1-0.18MPa，反应时间为1.5-2h；
（3）将步骤（2）中得到的溶液控制反应温度为80-85℃，压力为0.05-0.1MPa，反应时间为0.5-1h进行浓缩；
（4）将步骤（3）中得到的溶液取样，测定乙二醛的转化率，得到目标乙醛酸溶液；
（5）将步骤（4）中得到的目标乙醛酸溶液进行结晶。
所述的乙二醛溶液质量百分含量为40%。
所述的乙二醛与催化剂的质量比为0.8:1-1.2。
所述的催化剂为浓硝酸和浓盐酸。
所述的浓硝酸和浓盐酸摩尔比为0.6:1-1.2。
本发明的有益效果
本发明具有产率高、后处理容易、成本降低、无明显污染、反应条件温和、能耗低、反应平稳、产品质量高等优点。
本工艺过程中，浓硝酸仅仅作为催化剂使用，将大幅度降低浓硝酸的耗用量、电耗、汽耗、水耗，节约能源。
将原有硝酸氧化改为低压氧气氧化，开发出独特的复合催化工艺，解决了催化剂的研制及循环利用，提高了乙二醛氧化反应转化率、选择性和乙醛酸的收率。大幅度地降低了装置的能耗、物耗。与国内外较多采用的浓硝酸法比较，氧气具有选择性高、产率高、后处理容易、成本降低、无明显污染、反应条件温和、能耗低、反应平稳、产品质量高等优点。
该反应为气-液两相反应，可用低压氧气来控制乙二醛的氧化程度，提高乙醛酸的产率，由于采用了环境友好的工艺路线，从源头上减少了三废，降低了环境污染。且工艺安全系统的完善，提高了装置的安全性能。这样既解决了操作的安全性问题，又降低了氧化氮的污染。
附图说明
图1是本发明制备乙醛酸的方法流程示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于本说明而不用于限制发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明的讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所依附权利要求书所限定的范围。
实施例1
如附图1所示的制备乙醛酸的方法流程。包括：所述的在反应器中分别加入质量百分含量为40%的乙二醛溶液87g、浓硝酸0.59mol、浓盐酸0.98mol后通入过量氧气；加热，控制反应温度为40℃，压力为0.1MPa，反应时间为1.5h； 将溶液控制反应温度为80℃，压力为0.05MPa，反应时间为0.5h进行浓缩；在反应液中取样，测定乙二醛的转化率为95%，得到目标乙醛酸溶液；将目标乙醛酸溶液进行结晶。
实施例2
如附图1所示的制备乙醛酸的方法流程。包括：所述的在反应器中分别加入质量百分含量为40%的乙二醛溶液87g、浓硝酸0.59mol、浓盐酸0.98mol后通入过量氧气；加热，控制反应温度为40℃，压力为0.18MPa，反应时间为1.5h； 将溶液控制反应温度为80℃，压力为0.05MPa，反应时间为0.5h进行浓缩；在反应液中取样，测定乙二醛的转化率为96%，得到目标乙醛酸溶液；将目标乙醛酸溶液进行结晶。
实施例3
如附图1所示的制备乙醛酸的方法流程。包括：所述的在反应器中分别加入质量百分含量为40%的乙二醛溶液87g、浓硝酸0.53mol、浓盐酸1.06mol后通入过量氧气；加热，控制反应温度为40℃，压力为0.1MPa，反应时间为2h； 将溶液控制反应温度为80℃，压力为0.05MPa，反应时间为1h进行浓缩；在反应液中取样，测定乙二醛的转化率为96.5%，得到目标乙醛酸溶液；将目标乙醛酸溶液进行结晶。
实施例4
如附图1所示的制备乙醛酸的方法流程。包括：所述的在反应器中分别加入质量百分含量为40%的乙二醛溶液130.5g、浓硝酸0.53mol、浓盐酸1.06mol后通入过量氧气；加热，控制反应温度为45℃，压力为0.1MPa，反应时间为1.5h； 将溶液控制反应温度为80℃，压力为0.05MPa，反应时间为0.5h进行浓缩；在反应液中取样，测定乙二醛的转化率为97%，得到目标乙醛酸溶液；将目标乙醛酸溶液进行结晶。
实施例5
如附图1所示的制备乙醛酸的方法流程。包括：所述的在反应器中分别加入质量百分含量为40%的乙二醛溶液130.5g、浓硝酸0.7mol、浓盐酸1.17mol后通入过量氧气；加热，控制反应温度为45℃，压力为0.18MPa，反应时间为1.5h；
将溶液控制反应温度为85℃，压力为0.1MPa，反应时间为0.5h进行浓缩；在反应液中取样，测定乙二醛的转化率为98%，得到目标乙醛酸溶液；将目标乙醛酸溶液进行结晶。
实施例6
如附图1所示的制备乙醛酸的方法流程。包括：所述的在反应器中分别加入质量百分含量为40%的乙二醛溶液130.5g、浓硝酸0.64mol、浓盐酸1.28mol后通入过量氧气；加热，控制反应温度为45℃，压力为0.18MPa，反应时间为2h； 将溶液控制反应温度为85℃，压力为0.1MPa，反应时间为1h进行浓缩；在反应液中取样，测定乙二醛的转化率为95.5%，得到目标乙醛酸溶液；将目标乙醛酸溶液进行结晶。
Claims (5)
1.一种制备乙醛酸的方法，其特征在于采用乙二醛溶液、催化剂通过纯氧法制备乙醛酸，包括以下步骤：
（1）在反应器中分别加入乙二醛溶液、催化剂后通入氧气；
（2）加热，控制反应温度为40-45℃，压力为0.1-0.18MPa，反应时间为1.5-2h；
（3）将步骤（2）中得到的溶液控制反应温度为80-85℃，压力为0.05-0.1MPa，反应时间为0.5-1h进行浓缩；
（4）将步骤（3）中得到的溶液取样，测定乙二醛的转化率，得到目标乙醛酸溶液；
（5）将步骤（4）中得到的目标乙醛酸溶液进行结晶。
2.根据权利要求1所述的一种制备乙醛酸的方法，其特征在于所述的乙二醛溶液质量百分含量为40%。
3.根据权利要求1所述的一种制备乙醛酸的方法，其特征在于所述的乙二醛与催化剂的质量比为0.8:1-1.2。
4.根据权利要求1所述的一种制备乙醛酸的方法，其特征在于所述的催化剂为浓硝酸和浓盐酸。
5.根据权利要求4所述的一种制备乙醛酸的方法，其特征在于所述的浓硝酸和浓盐酸摩尔比为0.6:1-1.2。
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|---|---|---|---|---|
| CN109896949A (zh) * | 2017-12-10 | 2019-06-18 | 天津市职业大学 | 一种催化氧化乙二醛制备乙醛酸的方法 |
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| CN109896949B (zh) * | 2017-12-10 | 2021-10-08 | 内蒙古天宇达生物科技有限公司 | 一种催化氧化乙二醛制备乙醛酸的方法 |
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