CN111960931B - 一种95级双季戊四醇的生产方法 - Google Patents

一种95级双季戊四醇的生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种95级双季戊四醇的生产方法，其包括如下步骤：(1)缩合反应；(2)缩合液除甲醛；(3)除甲醛后缩合液降温除杂质；(4)除杂质后缩合液降温制备粗品双季戊四醇；(5)粗品双季戊四醇重结晶制备得到高品质双季戊四醇。本发明通过改变缩合反应方式，采用中温低配比反应工艺，调整反应工艺参数，使反应过程中生成双季戊四醇的同时，抑制杂醇、多糖和醚类的生成，并且缩合液内双季戊四醇含量能够达到20％，双季戊四醇一次收率达到95％以上；缩合液通过氧化、除杂质、过滤、精制等工序生产出双季戊四醇产品能够达到高品质95级双季戊四醇标准，产品质量满足国内外各厂家需求。

Description

一种95级双季戊四醇的生产方法
技术领域：
本发明涉及一种双季戊四醇的生产方法，特别是涉及一种95级双季戊四醇的生产方法。
背景技术：
双季戊四醇是一种用途十分广泛的有机化合物，可以用于制造高档耐温润滑油脂，高档树脂及透明光聚合成材料、阻燃材料，是聚乙烯、聚氯乙烯优良的无毒添加剂，使之具有良好的延展性、抗老化性能。
目前，双季戊四醇的生产是采用甲醛、乙醛、氢氧化钠作为原料，但是现有的工艺投料摩尔比低，原料混合不均匀，造成双季戊四醇合成过程中反应产生大量的杂醇、多糖和醚类，双季戊四醇产品的含量只能达到80％，严重影响双季产品的质量，不能够满足市场需求。
另外，传统结晶工艺生产出的双季戊四醇颗粒基本为假性颗粒，粒径分布不匀称、细粉较多，产品外观差，细粉在使用过程中有形成粉尘爆炸的可能。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种95级双季戊四醇的生产方法，通过改变反应条件使反应过程中产生双季戊四醇的同时，抑制了杂醇、多糖和醚类的生成，结合三段结晶工艺从而得到流动性好、分散性好，晶体大、颗粒饱满、易过滤的高品质95级双季戊四醇。
本发明的目的由如下技术方案实施：一种95级双季戊四醇的生产方法，其包括如下步骤：(1)缩合反应；(2)缩合液除甲醛；(3)除甲醛后缩合液降温除杂质；(4)除杂质后缩合液降温制备粗品双季戊四醇；(5)粗品双季戊四醇重结晶制备得到高品质双季戊四醇；其中，
(1)缩合反应：将甲醛、乙醛、液碱按摩尔比为4.1：1：1.12的比例同时加入盘管式超声波反应器内，发生缩合反应制备得到缩合液，反应时间为120min，反应温度为50℃，最终缩合液内的双季戊四醇质量百分含量达到20％以上；
(2)缩合液除甲醛：向所述缩合液中添加双氧水通过氧化反应去除甲醛；双氧水的添加量根据实际残余甲醛量确定；经本步骤除甲醛后，残余的甲醛约3g/L，双氧水氧化反应去除甲醛与常规精馏脱甲醛相比，极大的降低了装置的能耗。
(3)除甲醛后缩合液降温除杂质：将除甲醛后缩合液以2.5℃/h的速率降温至40℃，恒温8h，使缩合液中的低溶解度杂质充分析出，过滤除去杂质；
(4)除杂质后缩合液降温制备粗品双季戊四醇：除杂质后缩合液以2.5℃/h的速率降温至30℃，恒温10h，过滤得到质量百分含量在75％以上的粗品双季戊四醇，粗品双季戊四醇一次收率达到95％以上；
(5)粗品双季戊四醇重结晶制备得到高品质双季戊四醇：粗品双季戊四醇经过水溶液法重结晶，得到质量百分含量达到95％的双季戊四醇产品。
优选的，所述盘管式超声波反应器在缩合过程中使用频率为22000赫兹。盘管式超声波反应器能够增大各物质分子运动频率和速度，确保各类物质充分接触，提高反应效果。
优选的，所述甲醛的质量浓度为15％，乙醛的质量浓度为20％，液碱的质量浓度为25％。
优选的，所述双氧水的质量浓度为27％。
优选的，所述水溶液法重结晶包括如下步骤：
(1)制备双季戊四醇结晶液：将所述粗品双季戊四醇加水加热溶解并用活性炭脱色，过滤得双季戊四醇结晶液；
(2)双季戊四醇结晶液重结晶：
第一段晶核生成与成长：将110℃双季戊四醇结晶液以7℃/h的降温速率降温至60℃，在60℃温度下恒温2h，实现晶核的生长；
第二段微小晶核消除：以20℃/h的升温速率，将60℃的双季戊四醇结晶液升温至90℃，消除双季戊四醇结晶液中极其微小的晶核；
第三段晶种成核结晶：在90℃双季戊四醇结晶液中加入80目的95级双季戊四醇晶种，加入量为1kg/m3，再以6℃/h的降温速率降温至45℃，使晶种得到充分成长；
(3)制得高品质双季戊四醇：将第三段晶种成核结晶后的结晶液离心分离、洗涤、干燥得到质量百分含量达到95％的双季戊四醇产品。
本发明的优点：
(1)本发明通过改变缩合反应方式，采用中温低配比反应工艺，调整反应工艺参数，使反应过程中生成双季戊四醇的同时，抑制杂醇、多糖和醚类的生成，并且缩合液内双季戊四醇含量能够达到20％，双季戊四醇一次收率达到95％以上；
(2)缩合液通过氧化、除杂质、过滤、重结晶等工序生产出双季戊四醇产品能够达到高品质95级双季戊四醇标准，产品质量满足国内外各厂家需求；
(3)双氧水氧化反应去除甲醛与常规精馏脱甲醛相比，极大的降低了装置的能耗。
(4)本发明采用三段结晶工艺，制备得到的双季戊四醇结晶颗粒达到以下指标：40目以上≥50％；100目以下≤10％；产品的堆密度大于0.82；且流动性好、分散性好，晶体大、颗粒饱满、易过滤。
具体实施方式：
一种95级双季戊四醇的生产方法，其包括如下步骤：(1)缩合反应；(2)缩合液除甲醛；(3)除甲醛后缩合液降温除杂质；(4)除杂质后缩合液降温制备粗品双季戊四醇；(5)粗品双季戊四醇重结晶制备得到高品质双季戊四醇；其中，
(1)缩合反应：将甲醛、乙醛、液碱按摩尔比为4.1：1：1.12的比例同时加入盘管式超声波反应器内，发生缩合反应制备得到缩合液，反应时间为120min，反应温度为50℃，最终缩合液内的双季戊四醇质量百分含量达到20％以上；其中，甲醛的质量浓度为15％，乙醛的质量浓度为20％，液碱的质量浓度为25％；所述盘管式超声波反应器在缩合过程中使用频率为22000赫兹。盘管式超声波反应器能够增大各物质分子运动频率和速度，确保各类物质充分接触，提高反应效果。
(2)缩合液除甲醛：向所述缩合液中添加双氧水通过氧化反应去除甲醛；本实施例采用的双氧水的质量浓度为27％。双氧水的添加量根据实际残余甲醛量确定；经本步骤除甲醛后，残余的甲醛约3g/L，双氧水氧化反应去除甲醛与常规精馏脱甲醛相比，极大的降低了装置的能耗。
(3)除甲醛后缩合液降温除杂质：将除甲醛后缩合液以2.5℃/h的速率降温至40℃，恒温8h，使缩合液中的低溶解度杂质充分析出，过滤除去杂质；
(4)除杂质后缩合液降温制备粗品双季戊四醇：除杂质后缩合液以2.5℃/h的速率降温至30℃，恒温10h，过滤得到质量百分含量在75％以上的双季戊四醇，双季戊四醇一次收率达到95％以上；
(5)粗品双季戊四醇重结晶制备得到高品质双季戊四醇：粗品双季戊四醇经过水溶液法重结晶，得到质量百分含量达到95％的双季戊四醇产品。
本实施例中水溶液法重结晶包括如下步骤：
1、制备双季戊四醇结晶液：将所述粗品双季戊四醇加水加热溶解并用活性炭脱色，过滤得双季戊四醇结晶液；
2、双季戊四醇结晶液重结晶：
第一段晶核生成与成长：将110℃双季戊四醇结晶液以7℃/h的降温速率降温至60℃，在60℃温度下恒温2h，实现晶核的生长；
第二段微小晶核消除：以20℃/h的升温速率，将60℃的双季戊四醇结晶液升温至90℃，消除双季戊四醇结晶液中极其微小的晶核；
第三段晶种成核结晶：在90℃双季戊四醇结晶液中加入80目的95级双季戊四醇晶种，加入量为1kg/m3，再以6℃/h的降温速率降温至45℃，使晶种得到充分成长；
3、制得高品质双季戊四醇：将第三段晶种成核结晶后的结晶液离心分离、洗涤、干燥得到质量百分含量达到95％的双季戊四醇产品。
本实施例制备得到的双季戊四醇结晶颗粒达到以下指标：40目以上≥50％；100目以下≤10％；产品的堆密度大于0.82；且流动性好、分散性好，晶体大、颗粒饱满、易过滤。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种95级双季戊四醇的生产方法，其特征在于，其包括如下步骤：(1)缩合反应；(2)缩合液除甲醛；(3)除甲醛后缩合液降温除杂质；(4)除杂质后缩合液降温制备粗品双季戊四醇；(5)粗品双季戊四醇重结晶制备得到高品质双季戊四醇；其中，
(1)缩合反应：将甲醛、乙醛、液碱按摩尔比为4.1：1：1.12的比例同时加入盘管式超声波反应器内，发生缩合反应制备得到缩合液，反应时间为120min，反应温度为50℃，最终缩合液内的双季戊四醇质量百分含量达到20％以上；
(2)缩合液除甲醛：向所述缩合液中添加双氧水通过氧化反应去除甲醛；
(3)除甲醛后缩合液降温除杂质：将除甲醛后缩合液以2.5℃/h的速率降温至40℃，恒温8h，使缩合液中的低溶解度杂质充分析出，过滤除去杂质；
(4)除杂质后缩合液降温制备粗品双季戊四醇：除杂质后缩合液以2.5℃/h的速率降温至30℃，恒温10h，过滤得到质量百分含量在75％以上的粗品双季戊四醇，粗品双季戊四醇一次收率达到95％以上；
(5)粗品双季戊四醇重结晶制备得到高品质双季戊四醇：粗品双季戊四醇经过水溶液法重结晶，得到质量百分含量达到95％的双季戊四醇产品；
所述水溶液法重结晶包括如下步骤：
(1)制备双季戊四醇结晶液：将所述粗品双季戊四醇加水加热溶解并用活性炭脱色，过滤得双季戊四醇结晶液；
(2)双季戊四醇结晶液重结晶：
第一段晶核生成与成长：将110℃双季戊四醇结晶液以7℃/h的降温速率降温至60℃，在60℃温度下恒温2h，实现晶核的生长；
第二段微小晶核消除：以20℃/h的升温速率，将60℃的双季戊四醇结晶液升温至90℃，消除双季戊四醇结晶液中极其微小的晶核；
第三段晶种成核结晶：在90℃双季戊四醇结晶液中加入80目的95级双季戊四醇晶种，加入量为1kg/m3，再以6℃/h的降温速率降温至45℃，使晶种得到充分成长；
(3)制得高品质双季戊四醇：将第三段晶种成核结晶后的结晶液离心分离、洗涤、干燥得到质量百分含量达到95％的双季戊四醇产品。
2.根据权利要求1所述的一种95级双季戊四醇的生产方法，其特征在于，所述盘管式超声波反应器在缩合过程中使用频率为22000赫兹。
3.根据权利要求1所述的一种95级双季戊四醇的生产方法，其特征在于，所述甲醛的质量浓度为15％，乙醛的质量浓度为20％，液碱的质量浓度为25％。
4.根据权利要求1所述的一种95级双季戊四醇的生产方法，其特征在于，所述双氧水的质量浓度为27％。
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