一种制备异辛酸的工艺方法技术

一种制备异辛酸的工艺方法，属于精细化工技术领域。其特征在于，制备步骤为：异辛醇和氢氧化钠在惰性气氛条件下进行氧化反应，异辛醇与氢氧化钠的物质的量比为1：1.1~1.3，催化剂钛酸酯用量为异辛醇和氢氧化钠总质量的2%~5%，在温度220℃~250℃，压力0.2MPa~0.40MPa的条件下反应至无氢气生成，卸掉压力；对反应物料进行冷却，并用反应物料质量5%~10%水稀释，并对催化剂进行过滤，对滤液采用30%~40%的硫酸进行酸化处理，使pH值维持在2.5~3.5，搅拌20~30分钟，静置分液即得。本发明专利技术提供一种生产成本低、收率高，反应时间短，副产物可合理利用，可以连续工业化规模生产制备异辛酸的工艺方法。

A process for preparing isooctanoic acid

A process method for preparing isooctanoic acid belongs to the field of fine chemical technology. The preparation process is characterized in that isooctanol and sodium hydroxide are oxidized under inert atmosphere, the mass ratio of isooctanol to sodium hydroxide is 1:1.1~1.3, the amount of titanate is 2%~5% of the total mass of isooctanol and sodium hydroxide, and the reaction is carried out under the conditions of temperature 220~250 ~0.2 MPa~0.40 MPa. The reaction material is cooled and diluted with 5% ~ 10% water, and the catalyst is filtered. The filtrate is acidified with 30% ~ 40% sulfuric acid, and the pH value is maintained at 2.5 ~ 3.5, stirred for 20 ~ 30 minutes. The invention provides a process method for preparing isooctanoic acid with low production cost, high yield, short reaction time, reasonable utilization of by-products and continuous industrial scale production.

【技术实现步骤摘要】
一种制备异辛酸的工艺方法
一种制备异辛酸的工艺方法，属于精细化工

技术介绍
异辛酸，学名2-乙基己酸，英文名：2-Ethylhexanoicacid，分子量：144.21，呈无色油状液体，溶于乙醚，微溶于乙醇，是具有温和气味的液体。它是一种精细化工产品，在很多行业和领域都得到了广泛的应用。目前，异辛酸的生产方法大体可分为两种：一种是以异辛醛或异辛烯醛为原料生产异辛酸；另一种是以辛醇为原料生产异辛酸，第一种方法优点是原料使用合理，反应条件较缓和，易于大规模连续生产。但是，第一种方法适合于带有中间产品异辛醛的大化工生产，而用这种方法生产的异辛酸远远满足不了市场的需求。由于醛类材料是大化工中间过程体，无商业产品供应，因此，若离开大化工生产异辛酸，只能采用另一种以辛醇为原料生产异辛酸。以辛醇为原料生产异辛酸工艺有多种方法，但是都存在生产成本高、投资大、原材料及能耗高、设备腐蚀严重、产品产率低、收率低、公共费用高、难以形成规模化成产，且不适合工业生产。制备方法包括以下几种：1、高锰酸钾氧化法：异辛醇在NaOH存在下，以高锰酸钾为氧化剂制取异辛酸。缺点：氧化催化效果差，产品收率低，工艺流程长，有副反应，原料消耗大，毒设备有一定腐蚀，成本高，所的产品性能指标低，因此无规模生产的可能性。2、硝酸氧化法：该法除用硝酸做氧化剂，还用钒酸铵做催化剂。缺点：硝酸具有强腐蚀性，对设备防腐要求高，设备投资大，并且在反应过程中放出有害气体NO，易产生酯化，必须进行水解才能获得羧酸，增加工艺流程复杂性，因此不易实现规模化生产。3、高压脱氢氧化法：异辛醇和氢氧化钠在高压下反应，脱氢氧化生成2-乙基己酸钠，再经硫酸酸化后等到异辛酸。缺点：该反应要求在较高温度和压力下进行反应，操作困难，设备腐蚀严重，对设备要求比较严格，工程投资增加，不易实现规模化生产。4、常压脱氢氧化法：该法是在高压脱氢氧化法的基础上，采用金属氧化物做催化剂，异辛醇和氢氧化钠在常压下脱氢氧化得到异辛酸。缺点：该法工艺流程长、产品收率较低，催化剂回收困难，原料及能耗大，所的产品性能指标较低，没有规模化生产可能性。5、催化脱氢酯化法：异辛醇在金属氧化物催化下，反应温度180~210℃，进行脱氢反应，生成二异辛酯。缺点：该法用于存在酯化和皂化两个过程，从而降低了异辛醇的利用率，同时由于精馏过程而提高了产品成本，这个方法工业上较少应用。6、还有电解氧化法、超声波法，但由于生产成本高，产品性能指标较低，因此无规模化生产的可能性。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种生产成本低、收率高，反应时间短，副产物可合理利用，可以连续工业化规模生产制备异辛酸的工艺方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：该制备异辛酸的工艺方法，其特征在于，制备步骤为：1）异辛醇和氢氧化钠在惰性气氛条件下进行氧化反应，异辛醇与氢氧化钠的物质的量比为1：1.1~1.3，催化剂钛酸酯用量为异辛醇和氢氧化钠总质量的2%~5%，在温度220℃~250℃，压力0.2MPa~0.40MPa的条件下反应30~40分钟，卸掉压力；2）对反应物料进行冷却，并用反应物料质量5%~10%水稀释，并对催化剂进行过滤，对滤液进行酸化处理，使pH值维持在2.5~3.5，搅拌20~30分钟，静置分液即得。本专利技术的异辛醇是在惰性条件下氧化，该反应转化完全仅需要30~40分钟，常规金属氧化物催化剂需要2-3小时。钛酸酯属于环境友好型催化剂，该催化剂在反应后进行水洗稀释，可快速分解，并生成不溶于水的钛酸，可回收，降低了生产成本。优选的，所述的异辛醇和氢氧化钠纯度为99%以上，异辛醇与氢氧化钠的物质的量比为1：1.2。优化反应物及其配比能够达到更快的反应速率，且收率提高。优选的，所述的催化剂酞酸酯为钛酸四异辛酯，用量为异辛醇和氢氧化钠总质量的3%~4%。专利技术人发现，钛酸酯催化剂中，钛酸四异辛酯的活性要优于其他催化剂，也较目前的常规金属氧化剂活性更强，借助其配体作用，形成活性中间体，加快反应速率。优选的，所述的氧化反应的温度230℃~240℃，压力0.25MPa~0.30MPa。优选的反应条件能够进一步提高反应速率。优选的，所述稀释的水用量为反应物料质量的6%~8%。优选的稀释率在保证催化剂回收率的同时尽量的减低成本，保证回收效率。所述的酸化处理采用30%~40%的硫酸进行。优选的，所述酸化处理的硫酸溶液浓度为35%。优选的，所述酸化后的pH值为3。优选的，所述静置分液后还包括水洗和减压脱水精馏步骤。进一步的水洗和脱水精馏得到的产品纯度高。与现有技术相比，本专利技术的一种制备异辛酸的工艺方法所具有的有益效果是：（1）本专利技术的异辛醇是在惰性条件下氧化，该反应转化完全仅需要30~40分钟，常规金属氧化物催化剂需要2-3小时。（2）钛酸酯属于环境友好型催化剂，该催化剂在反应后进行水洗稀释，可快速分解，并生成不溶于水的钛酸，可回收，降低了生产成本。（3）因为钛酸酯催化剂的活性较高，在氧化过程对反应釜的操作压力也较低，0.2~0.40MPa条件下既可以快速完成，较现有技术压力2.5~3MPa更低，设备成本降低，操作安全系数提高。（4）转化率较高，钛酸四异辛酯催化剂本身易水解分解异辛酸，可有效促进化学反应的向右进行，提高目的产物的转化率，可使异辛醇转化率达到99.9%。具体实施方式下面结合具体实施里对本专利技术做进一步说明，其中实施例1为最佳实施例。实施例1纯度为99.5%的异辛醇和纯度为99.5%的氢氧化钠在惰性气氛条件下物质的量1：1.2进行氧化，以异辛醇和氢氧化钠总质量的3.5%的钛酸四异辛酯作为催化剂，在温度235℃，压力0.28MPa的条件下反应至无氢气生成，用时30分钟，卸掉压力，对反应物料进行冷却，并用7%水稀释，待充分稀释后，采用气相色谱检测异辛醇的含量，检测结果为300PPM。对水洗溶液进行并对催化剂进行过滤，对滤液采用35%的硫酸进行酸化处理pH值维持在3，搅拌25分钟，静置分层放去水层，水洗共3次，最好经过减压脱水精馏，得到异辛酸产品，异辛醇转化率达到99.9%，回收率为109%。实施例2纯度为99.3%的异辛醇和纯度为99.2%的氢氧化钠在惰性气氛条件下物质的量1：1.15进行氧化，以异辛醇和氢氧化钠总质量的3%的钛酸四异辛酯作为催化剂，在温度230℃，压力0.25MPa的条件下反应至无氢气生成，用时32分钟，卸掉压力，对反应物料进行冷却，并用6%水水稀释，待充分稀释后，采用气相色谱检测异辛醇的含量，检测结果为350PPM。。对水洗溶液进行并对催化剂进行过滤，对滤液采用33%的硫酸进行酸化处理pH值维持在3，，搅拌27分钟，静置分层放去水层，水洗共3次，最好经过减压脱水精馏，得到异辛酸产品，异辛醇转化率达到99.9%，回收率为110%。实施例3纯度为99.5%的异辛醇和纯度为99.5%的氢氧化钠在惰性气氛条件下物质的量1：1.25进行氧化，以异辛醇和氢氧化钠总质量的4%的钛酸正丁酯作为催化剂，在温度240℃，，压力0.30MPa的条件下反应至无氢气生成，用时34分钟，卸掉压力，对反应物料进行冷却，并用8%水稀释，待充分稀释后，采用气相色谱检测异辛醇的含量，检测结果为400PPM。对水洗溶液本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备异辛酸的工艺方法，其特征在于，制备步骤为：1）异辛醇和氢氧化钠在惰性气氛条件下进行氧化反应，异辛醇与氢氧化钠的物质的量比为1：1.1~1.3，催化剂钛酸酯用量为异辛醇和氢氧化钠总质量的2%~5%，在温度220℃~250℃，压力0.2MPa~0.40MPa的条件下反应30~40分钟，卸掉压力；2）对反应物料进行冷却，并用反应物料质量5%~10%水稀释，并对催化剂进行过滤，对滤液进行酸化处理，使pH值维持在2.5~3.5，搅拌20~30分钟，静置分液即得。

【技术特征摘要】
1.一种制备异辛酸的工艺方法，其特征在于，制备步骤为：1）异辛醇和氢氧化钠在惰性气氛条件下进行氧化反应，异辛醇与氢氧化钠的物质的量比为1：1.1~1.3，催化剂钛酸酯用量为异辛醇和氢氧化钠总质量的2%~5%，在温度220℃~250℃，压力0.2MPa~0.40MPa的条件下反应30~40分钟，卸掉压力；2）对反应物料进行冷却，并用反应物料质量5%~10%水稀释，并对催化剂进行过滤，对滤液进行酸化处理，使pH值维持在2.5~3.5，搅拌20~30分钟，静置分液即得。2.根据权利要求1所述的一种制备异辛酸的工艺方法，其特征在于：所述的异辛醇和氢氧化钠纯度为99%以上，异辛醇与氢氧化钠的物质的量比为1：1.2。3.根据权利要求1所述的一种制备异辛酸的工艺方法，其特征在于：所述的催化剂酞酸酯为...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨忠梅，侯磊，孟宪谭，石国政，吕爱梅，李玉田，孙丛丛，裴小静，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37