CN109678683A - 乙二醛制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种乙二醛制备工艺，包括如下步骤，乙二醇预热气化后与空气、惰性气体混合进入催化反应器，反应温度在600‑605℃，0.74MPa压力下进行，反应产物用水激冷至200‑230℃，之后送入吸收塔反复吸收得到成品；其中催化反应器中的催化剂有效成分由银、磷和硅组成，质量占比依次为99.2%、0.3%、0.5%。本发明生产效率高、乙二醛收率高达85％，且副产物生成量少。含磷化合物与银表面通过强相互作用，在银表面上形成稳定的表面化合物，消除了部分引起醇深度氧化的银表面活性中心，从而降低了副产物产生，同时硅的氧化物加入进一步提升该效果。

Description

乙二醛制备工艺
技术领域
本发明涉及化工领域，特别涉及乙二醛制备工艺。
背景技术
乙二醛为无色或黄色有潮解性的结晶或液体。溶于乙醇、醚，溶于水，化学性质活泼，能与氨、酰胺、醛、含羧基的化合物进行加成或缩合反应。
乙二醛主要用于纺织工业，做纤维处理剂能增加棉花、尼龙等纤维的纺缩和防皱性，是耐久性压烫整理剂。
乙二醛工业生产方法有乙二醇气相催化氧化法和乙醛硝酸氧化法。
1.乙二醇气相催化氧化法，乙二醇和空气在铜催化剂存在下，在250-300℃下进行催化氧化，生成乙二醛。2.乙醛硝酸氧化法，以硝酸铜为催化剂，用硝酸进行液相氧化。
其中乙二醇气相催化氧化法由于原料易得，工艺流程简单在我国得到广泛应用。乙二醇气相催化氧化法其发展主要在于催化剂上的发展。目前主流的催化剂以铜、银为主要原料。
授权公告号为CN101024183B的专利公开了一种用于气相氧化合成乙二醛的载铜结晶银催化剂及其制备方法，该催化剂是在结晶银颗粒上经化学镀沉积修饰量铜而获得，铜的载量为1-100mg/g。化学镀的镀液由铜氨络离子，氨水和还原剂组成，将结晶银颗粒放入镀液中进行化学镀，然后过滤、焙烧即得所述催化剂。
本发明提供一种新的催化剂，提升乙二醇的得率。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种乙二醛制备工艺，提升乙二醇得率，降低副产物量。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种乙二醛制备工艺，包括如下步骤，乙二醇预热气化后与空气、惰性气体混合进入催化反应器，反应温度在600-605℃，0.74MPa压力下进行，反应产物用水激冷至200-230℃，之后送入吸收塔反复吸收得到成品；
其中催化反应器中的催化剂有效成分由银、磷和硅组成，质量占比依次为99.2％、0.3％、0.5％。
本发明生产效率高、乙二醛收率高达85％，且副产物生成量少。含磷化合物与银表面通过强相互作用，在银表面上形成稳定的表面化合物，消除了部分引起醇深度氧化的银表面活性中心，从而降低了副产物产生，同时硅的氧化物加入进一步提升该效果。
进一步的，惰性气体与空气中氧的摩尔比大于4.5:1，空气中氧和乙二醇的摩尔比为0.8:1-1.2:1。
如此控制空气中惰性气体量足够对反应进行保护，同时氧与乙二醇的比例控制在一定范围内，避免氧过多容易造成深度氧化，形成过多的副产物。
进一步的，混合气体中还包括三溴甲烷。
三溴甲烷可以抑制副产物甲醛的产生，同时对于抑制乙二醇深度氧化形成酸有一定作用。
进一步的，混合气体的通入速度为0.12m/s。
混合气体速度通入过慢，影响制备速度，过快影响反应效果，反应不完全，原料利用率低，因此将混合气体的通入速度设计为0.12m/s。
进一步的，惰性气体为氮气。
氮气性质稳定，且容易制备，生产成本低，无毒无污染。
进一步的，银为结晶银，结晶银在水蒸气存在下进行高温处理形成粗糙表面。
如此催化剂具有更大的比表面积，有利于反应的充分进行。
进一步的，成品经过活性炭、阳离子树脂过滤。
根据用途需要，可以进行过滤除杂，成品也可以直接使用
进一步的，催化剂的制备方法如下，将银放入30％磷酸溶液浸泡，在125℃下烘干，再加入硅土进入625℃下烘焙后造粒。
综上所述，本发明具有以下有益效果：本发明生产效率高、副产物甲醛以及酸的生成量少、乙二醛收率高达85％，无需脱醛处理，降低了能耗。
具体实施方式
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
实施例1：一种乙二醛制备工艺，包括如下步骤，乙二醇预热气化后与空气、惰性气体混合后形成的混合气体进入催化反应器，反应温度在600-605℃，0.9MPa压力下进行，反应产物用水激冷至200-230℃，之后送入吸收塔反复吸收得到成品。其中惰性气体为氮气；催化反应器中的催化剂有效成分由银、磷和硅组成，质量占比为99.2％、0.3％、0.5％；惰性气体与空气中氧的摩尔比大于4.5:1，本实施例为5:1，空气中氧和乙二醇的摩尔比为0.8:1-1.2:1，本实施控制为1.2:1。
催化剂的制备方法如下，银为结晶银，结晶银在水蒸气存在下进行高温处理形成粗糙表面。将结晶银放入30％磷酸溶液浸泡，在125℃下烘干，再加入硅土进入625℃下烘焙后造粒。
实施例2：一种乙二醛制备工艺，包括如下步骤，乙二醇预热气化后与空气、三溴甲烷、惰性气体混合后形成的混合气体进入催化反应器，反应温度在600-605℃，0.9MPa压力下进行，反应产物用水激冷至200-230℃，之后送入吸收塔反复吸收得到成品。
其中惰性气体为氮气；催化反应器中的催化剂有效成分由银、磷和硅组成，质量占比为99.2％、0.3％、0.5％；惰性气体与空气中氧的摩尔比大于4.5:1，本实施例为5:1，空气中氧和乙二醇的摩尔比为0.8:1-1.2:1，本实施控制为1.2:1。三溴甲烷的量与氧的摩尔比为0.1:1。
催化剂的制备方法如下，银为结晶银，结晶银在水蒸气存在下进行高温处理形成粗糙表面。将结晶银放入30％磷酸溶液浸泡，在125℃下烘干，再加入硅土进入625℃下烘焙后造粒。
实施例3：将实施例1和实施例2的成品经过活性炭、阳离子树脂过滤。
对比例1：与实施例2的区别在于:将硅替换为硼。
对比例2：与实施例2的区别在于:将硅替换为硒。
对比例3：与实施例2的区别在于：银、磷和硅的质量占比为99.2％、0.2％、0.6％。
对比例4：与实施例2的区别在于：银、磷和硅的质量占比为99.2％、0.1％、0.7％。
对比例5：与实施例2的区别在于：银、磷和硅的质量占比为99.2％、0.4％、0.4％。
对比例6：与实施例2的区别在于：银、磷和硅的质量占比为99.2％、0.5％、0.3％。
对比例7：与实施例2的区别在于：银、磷和硅的质量占比为99.2％、0.6％、0.2％。
对比例8：与实施例2的区别在于：银、磷和硅的质量占比为99.2％、0.7％、0.1％。
对实施例1-2，对比例1-8中乙二醇得率和乙二醇得率进行测量。
从上表看出，需要特定比例的银、磷和硅组分才能达到本发明的效果。

Claims (8)

1.一种乙二醛制备工艺，其特征在于，包括如下步骤，
乙二醇预热气化后与空气、惰性气体混合进入催化反应器，反应温度在600-605℃，0.9MPa压力下进行，反应产物用水激冷至200-230℃，之后送入吸收塔反复吸收得到成品；
其中催化反应器中的催化剂有效成分由银、磷和硅组成，质量占比依次为99.2%、0.3%、0.5%。
2.根据权利要求1所述的乙二醛制备工艺，其特征是：惰性气体与空气中氧的摩尔比大于4.5:1，空气中氧和乙二醇的摩尔比为0.8:1-1.2:1。
3.根据权利要求1所述的乙二醛制备工艺，其特征是：混合气体中还包括三溴甲烷。
4.根据权利要求1所述的乙二醛制备工艺，其特征是：混合气体的通入速度为0.12m/s。
5.根据权利要求1所述的乙二醛制备工艺，其特征是：惰性气体为氮气。
6.根据权利要求1所述的乙二醛制备工艺，其特征是：银为结晶银，结晶银在水蒸气存在下进行高温处理形成粗糙表面。
7.根据权利要求1所述的乙二醛制备工艺，其特征是：成品经过活性炭、阳离子树脂过滤。
8.根据权利要求1所述的乙二醛制备工艺，其特征是：催化剂的制备方法如下，将银放入30%磷酸溶液浸泡，在125℃下烘干，再加入硅土进入625℃下烘焙后造粒。
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Denomination of invention: Preparation process of glyoxal

Effective date of registration: 20221030

Granted publication date: 20220503

Pledgee: Zhejiang Fuyang Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Yongchang sub branch

Pledgor: HANGZHOU FUYANG YONGXING CHEMICAL Co.,Ltd.

Registration number: Y2022980020015

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