CN112479816A - 一种季戊四醇连续缩合方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种季戊四醇连续缩合方法，其特征在于：六个反应釜依次串联，各反应釜底部通过泵分两路，一路连至反应釜顶部，一路连至下一工段；（1）分别以10~15m3/h、0.1~0.13m3/h向第一反应釜投10~20%的甲醛、26~31%的液碱；控制温度22~24℃，停留时间5~10min；（2）分别以0.8~1.2m3/h、0.5~0.6m3/h向第二、三、四、五反应釜投10~20%的甲醛、26~31%的液碱，以210~220L/h投90‑98%的乙醛，依次控制各釜温为27.5~29.5℃、33~35℃、38.5~40.5℃、44~46℃，反应连续进行、连续采出，采出量22.5~27.5m3/h；（3）向第六反应釜加甲酸，控制pH为6.0~6.5，温度<48℃，循环并采出至下一工段，采出量为22.5~27.5m3/h。本发明优点：可实现连续自动化操作，对反应控制精准，节省人力，效率更高，转化率可达90~95%，甲醛消耗降低5~10%，乙醛降低3~6%，季戊四醇成品含量可达93~97%。

Description

一种季戊四醇连续缩合方法
技术领域
本发明属于化工生产技术领域，涉及一种季戊四醇连续缩合方法。
背景技术
季戊四醇主要用在涂料工业中，可用以制造醇酸树脂涂料，能使涂料膜的硬度、光泽和耐久性得以改善。它也用作色漆、清漆和印刷油墨等所需的松香脂的原料，并可制干性油、阴燃性涂料和航空润滑油等。季戊四醇易与金属形成络合物，也在洗涤剂配方中作为硬水软化剂使用。此外，还用于医药、农药等生产。季戊四醇分子中含有四个等同的羟甲基，具有高度的对称性，因此常被用作多官能团化合物的制取原料。由它硝化可以制得季戊四醇四硝酸酯（太安，PETN），是一种烈性炸药；酯化可得季戊四醇三丙烯酸酯（PETA），用作涂料。
在季戊四醇生产中，甲醛、乙醛在氢氧化钠做催化剂的情况下，进行反应，反应结束后快速用酸中和，得到季戊四醇、甲酸钠与水的混合液。经过精馏、蒸发、结晶、离心、干燥得到季戊四醇。目前缩合反应采用的是间歇式投料，此种方法不但操作繁琐，生产能力低，6个单独反应釜,年产能仅20000吨，得率不高（转化率80~85%），能源消耗偏高，并且缩合液中残醛含量高（30~50g/L），造成后续脱醛工段负荷重。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种季戊四醇连续缩合方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种季戊四醇连续缩合方法，其特征在于采用以下装置：依次串联的六个反应釜，每个反应釜的底部通过泵分两路，一路连至反应釜顶部，一路连至下一工段；
包括如下步骤：
（1）以10~15m3/h的量向第一反应釜内投入浓度为10~20%的甲醛，控制温度为22~24℃，随后以0.1~0.13m3/h的量向第一反应釜内投入浓度26~31%的液碱（氢氧化钠），控制第一反应釜停留时间为5~10min；
向第一反应釜先加入甲醛、液碱（创造碱性环境），同时不加入乙醛，其主要目的是为了防止乙醛与甲醛先发生缩醛等副反应，同时控制第一反应釜停留时间为5~10min，防止液碱和甲醛发生副反应；
（2）同时向第二反应釜、第三反应釜、第四反应釜、第五反应釜内以0.8~1.2m3/h的量投入浓度为10~20%的甲醛，以0.5~0.6m3/h的量投入浓度为26~31%的液碱，以210~220L/h的量投入体积浓度为90-98%的乙醛，控制各反应釜的温度在27~46℃；
甲醛和乙醛在液碱作用下，进行坎尼扎罗反应生成C(CH2OH)3CHO，此时不消耗液碱，随后甲醛和中间体在液碱参与反应后，生成季戊四醇，这种调整液碱分批投入，能够有效促进进行坎尼扎罗反应的进行，防止发生副反应；
（3）向上述各反应釜连续滴加和连续采出，每个反应釜利用泵进行循环并采出到下一反应釜内，采出量为22.5~27.5m3/h；
（4）向第六反应釜内连续滴加甲酸进行中和，控制pH值为6.0~6.5，控制中和温度不超过48℃，第六反应釜底部通过泵进行循环并采出，采出量为22.5~27.5m3/h，采出液送入下一工段。
进一步，所述步骤（2）中第二反应釜温度为27.5~29.5℃，第三反应釜温度为33~35℃，第四反应釜温度为38.5~40.5℃，第五反应釜温度为44~46℃。
进一步 ，所述步骤（4）中和温度为46-48℃。
本发明将原先在单釜中分步投料（甲醛、乙醛、液碱）的方式改为将每个步骤放到单个反应釜中（通过六个反应釜串联），可实现反应的连续性；第一到第五反应釜为反应阶段，第六个阶段为保温中和阶段，各反应釜内的温度和流量易于控制，方便操作；各反应釜采用泵控制每个釜的停留时间和反应时间，并通过泵采出到下一工段，可以适时调整，实现连续投料，使得釜内物料能够充分混合，完全反应，提升产品收率，生产能力大大提高，降低后段工序的处理负荷。
本发明的优点：
1.提供了一种连续缩合的装置和方法，可实现连续自动化操作，节省人力，所述连续缩合方式，其效率更高，同时整个反应过程更易控制；
2.通过控制各个反应釜流量和温度，可实现对反应的精准控制，转化率可达90~95%，甲醛消耗降低5~10%，乙醛降低3~6%，季戊四醇成品含量可达93~97%。
附图说明
图1本发明所述一种季戊四醇连续缩合工艺流程简图；
图2是现有季戊四醇生产工艺流程简图。
具体实施方式
结合图1，对本发明作进一步地说明：
一种季戊四醇连续缩合装置，包括依次串联的第一反应釜、第二反应釜、第三反应釜、第四反应釜、第五反应釜、第六反应釜；第一反应釜、第二反应釜、第三反应釜、第四反应釜、第五反应釜的底部均通过管道与循环泵相连，循环泵的出口通过管道一路连至反应釜的顶部，一路连至下一反应釜的入口；第六反应釜的底部通过管道与循环泵相连，循环泵的出口通过管道一路连至第六反应釜的顶部，一路连至下一工段。
一种季戊四醇连续缩合方法，具体实施步骤如下：
实施例1
（1）以10m3/h的量向第一反应釜内投入浓度为10%的底水甲醛，控制温度为22℃，随后以0.1m3/h的量投入浓度为26%的液碱（氢氧化钠），控制第一反应釜停留时间为5min；
（2）同时向第二反应釜、第三反应釜、第四反应釜、第五反应釜内以0.8m3/h的量投入浓度为10%的甲醛，以0.5m3/h的量投入浓度为26%的液碱，以210L/h的量投入体积浓度为98%的乙醛，控制第二反应釜温度为27.5℃，第三反应釜温度为33℃，第四反应釜温度为38.5℃，第五反应釜温度为44℃；
（3）向上述各反应釜连续滴加和连续采出，每个反应釜利用泵进行循环并采出到下一反应釜内，采出量为22.5m3/h；
（4）向第六反应釜内连续滴加甲酸进行中和，控制pH值为6.0，控制中和温度46℃，第六反应釜底部通过泵进行循环并采出，采出量为22.5m3/h，采出液送入下一工段（精馏工段）。
实施例2
（1）以12m3/h的量向第一反应釜内投入浓度为15%的底水甲醛，控制温度为23℃，随后以0.12m3/h的量投入浓度为28%的液碱（氢氧化钠），控制第一反应釜停留时间为8min；
（2）同时向第二反应釜、第三反应釜、第四反应釜、第五反应釜内以1.0m3/h的量投入浓度为15%的甲醛，以0.55m3/h的量投入浓度为28%的液碱，以215L/h的量投入体积浓度为98%的乙醛，控制第二反应釜温度为28℃，第三反应釜温度为34℃，第四反应釜温度为39℃，第五反应釜温度为45℃；
（3）向上述各反应釜连续滴加和连续采出，每个反应釜利用泵进行循环并采出到下一反应釜内，采出量为24m3/h；
（4）向第六反应釜内连续滴加甲酸进行中和，控制pH值为6.3，控制中和温度47℃，第六反应釜底部通过泵进行循环并采出，采出量为24m3/h，采出液送入下一工段（精馏工段）。
实施例3
（1）以15m3/h的量向第一反应釜内投入浓度为20%的底水甲醛，控制温度为24℃，随后以0.13m3/h的量投入浓度为31%的液碱（氢氧化钠），控制第一反应釜停留时间为10min；
（2）同时向第二反应釜、第三反应釜、第四反应釜、第五反应釜内以1.2m3/h的量投入浓度为20%的甲醛，以0.6m3/h的量投入浓度为31%的液碱，以220L/h的量投入体积浓度为98%的乙醛，控制第二反应釜温度为29.5℃，第三反应釜温度为35℃，第四反应釜温度为40.5℃，第五反应釜温度为46℃；
（3）向上述各反应釜连续滴加和连续采出，每个反应釜利用泵进行循环并采出到下一反应釜内，采出量为27.5m3/h；
（4）向第六反应釜内连续滴加甲酸进行中和，控制pH值为6.5，控制中和温度不超过48℃，第六反应釜底部通过泵进行循环并采出，采出量为27.5m3/h，采出液送入下一工段（精馏工段）。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (3)

1.一种季戊四醇连续缩合方法，其特征在于采用以下装置：依次串联的六个反应釜，每个反应釜的底部通过泵分两路，一路连至反应釜顶部，一路连至下一工段；
包括如下步骤：
（1）以10~15m3/h的量向第一反应釜内投入浓度为10~20%的甲醛，控制温度为22~24℃，随后以0.1~0.13m3/h的量投入浓度为26~31%的液碱；控制第一反应釜停留时间为5~10min；
（2）同时向第二反应釜、第三反应釜、第四反应釜、第五反应釜内以0.8~1.2m3/h的量投入浓度为10~20%的甲醛，以0.5~0.6m3/h的量投入浓度为26~31%的液碱，以210~220L/h的量投入体积浓度为90-98%的乙醛，控制各反应釜的温度在27~46℃；
（3）向上述各反应釜连续滴加和连续采出，每个反应釜利用泵进行循环并采出到下一反应釜内，采出量为22.5~27.5m3/h；
（4）向第六反应釜内连续滴加甲酸进行中和，控制pH值为6.0~6.5，控制中和温度不超过48℃，第六反应釜底部通过泵进行循环并采出，采出量为22.5~27.5m3/h，采出液送入下一工段。
2.根据权利要求1所述一种季戊四醇连续缩合方法，其特征在于：所述步骤（2）中第二反应釜温度为27.5~29.5℃，第三反应釜温度为33~35℃，第四反应釜温度为38.5~40.5℃，第五反应釜温度为44~46℃。
3.根据权利要求1或2所述一种季戊四醇连续缩合方法，其特征在于：所述步骤（4）中和温度为46-48℃。
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