工业生产巴豆酸的方法技术

本发明专利技术公开了一种工业生产巴豆酸的方法，涉及巴豆酸的化工生产技术领域。将巴豆醛、催化剂按照一定的重量比例进行混合后，注入到氧化反应釜中，向釜内通入气态氧化剂，控制釜内压力0.5~0.8MPa，釜内温度20~30℃，经过物料氧化、粗品结晶、粗品精洗、精品结晶、烘干造粒、催化剂再生等工艺即可得到巴豆酸成品。该方法与现有技术相比具有安全程度高、工艺步骤少、反应条件温和、催化剂可回收使用、生产成本低、各步骤原料可以回收套用、反应速度快、废水能耗少、产品品质好等优点。产品品质好等优点。产品品质好等优点。

【技术实现步骤摘要】
工业生产巴豆酸的方法


[0001]本专利技术涉及巴豆酸的化工生产
，尤其涉及一种工业生产巴豆酸的方法。

技术介绍

[0002]巴豆醛氧化生产巴豆酸的过程中，所用到的氧化剂根据氧的形态、化合价不同分为三类：（1）活性氧原子，如臭氧（O0）；（2）气态氧分子，如空气或氧气（O2）；（3）活泼氧离子，如过氧化氢、过氧有机酸（O
‑1）。
[0003]由于过氧化物存在成本过高、有腐蚀性、运输贮存危险等问题，臭氧氧化过程中可将醛基和双键同时氧化，氧化条件控制苛刻，对人体具有毒害作用等弊端，因此常用于工业化氧化生产巴豆酸的方法为“空氧法”和“氧氧法”，即采用空气或氧气氧化巴豆醛的方式进行生产。
[0004]现有的巴豆酸制备方法主要分为两种：非催化氧化生产和催化氧化生产。（1）非催化氧化生产：公开号CN1396148和CN101979371A的专利文本分别公开了未采用任何催化剂氧化制备巴豆酸的方法，利用公开号CN1396148专利文件中实施例的数据计算得知巴豆醛利用率仅为20
±
2%左右。（2）催化氧化生产：公开号CN101003473A的专利文件中催化剂制备工序繁琐；CA595170A使用的催化剂溶于溶剂不能回收；CN101003472A公开的方法涉及重金属污染问题；其他相关公开资料提到的催化氧化法生产巴豆酸还存在生产成本偏高、生产条件苛刻、后续处理工艺复杂、溶剂具有毒性、产品收率低等弊端，严重制约了生产工业化发展。
[0005]因此，研发一种具有安全程度高、工艺步骤少、反应条件温和、催化剂可回收使用、生产成本低、各步骤原料可以回收套用、反应速度快、废水能耗少、产品品质好等优点的，适合工业化大规模巴豆酸生产的工艺变得迫在眉睫。

技术实现思路

[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种工业生产巴豆酸的方法，具有安全程度高、工艺步骤少、反应条件温和、催化剂可回收使用、生产成本低、各步骤原料可以回收套用、反应速度快、废水能耗少、产品品质好等优点。
[0007]为实现此技术目的，本专利技术采用如下方案：工业生产巴豆酸的方法，按如下步骤进行：S1、物料氧化：将巴豆醛、催化剂按照1:0.005~0.025的重量比混合，之后注入到氧化反应釜中，并向氧化反应釜内通入气态氧化剂，发生氧化反应得到初级氧化反应液和废气，废气经废气处理系统处理后外排；S2、粗品结晶：过滤分离初级氧化反应液中的固体催化剂得到氧化反应液，将氧化反应液与纯净水按照70:30的重量比充分混合，之后进行减压蒸馏得到浓缩液，浓缩液于第一结晶釜中
‑
25~5℃低温冷冻结晶，过滤得到巴豆酸粗品结晶和母液Ⅰ，母液Ⅰ收集备用，巴豆酸粗品结晶进入粗品精洗工艺；
S3、粗品精洗：把溶剂A升温到25~45℃，按照溶剂A：巴豆酸粗品结晶=0.5~2.0:1的重量比，将巴豆酸粗品结晶溶解，溶解后滤去杂质，油水分离得到巴豆酸溶液和母液Ⅱ，母液Ⅱ收集备用，巴豆酸溶液进入精品结晶工艺；S4、精品结晶：将巴豆酸溶液于第二结晶釜中3~7℃低温结晶，过滤分离母液Ⅲ和巴豆酸精品结晶，母液Ⅲ收集备用，巴豆酸精品结晶进入烘干造粒工艺；S5、烘干造粒：在氮气保护下，进行巴豆酸精品结晶旋转造粒作业，同时，对造粒产品高温鼓风吹扫烘干，烘干造粒后得到巴豆酸纯品；S6、催化剂再生：采用溶剂B洗涤S2滤出的催化剂进行催化剂再生，洗涤再生后的催化剂用氮气吹扫干燥。
[0008]本专利技术的优选方案为：S1中氧化反应釜内压力控制在0.3~0.8MPa，釜内反应温度10~40℃，釜内搅拌转速30~130rpm，反应时间4~12小时，反应结束前30min时间段内一直向氧化反应釜内通氮气进行氮气保护。
[0009]催化剂为醋酸铜（Cu(Ac)2）、醋酸钴（Co(Ac)2）、醋酸锰（Mn(Ac)2）、活性氧化铝（Al2O3）、正磷酸（H3PO4）、二氧化锰（MnO2）、磷钼酸（H3[P(Mo3O
10
)4]）、磷铁酸（H3[Fe(PO4)2]）、磷钼酸铁（Fe(PMo
12
O
40
)）中的一种或两种以上；催化剂的用量为底物巴豆醛质量的0.5~2.5%。更优选的，催化剂选取醋酸钴、活性氧化铝、磷钼酸铁按照重量比1:1:1组成复合催化剂。
[0010]气态氧化剂为氧气（O2）、空气（N2+O2）中的一种或两种，气态氧化剂用量（按照O2形态的摩尔重量计算）为底物巴豆醛质量的22.0~45.0%。优选的，气态氧化剂选取空气+氧气混合的方式。
[0011]S2中蒸馏温度控制50~60℃。
[0012]S3中的溶剂A为纯净水（H2O）、乙醚（C4H
10
O）、异丙醚（C6H
14
O）、石油醚（30~60℃、60~90℃、90~120℃）、正戊烷（C5H
12
）、异辛烷（C8H
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）中的一种或两种以上；溶剂A的用量为巴豆酸粗品结晶重量的50~200%。优选的，溶剂A选取石油醚（60~90℃）、正戊烷、异辛烷按照重量比3:1:1组成复合溶剂A。
[0013]S5中烘干温度45~60℃，烘干时间2~4小时。
[0014]S6中溶剂B为丙酮（C3H6O）、环己酮（C6H
10
O）、二乙基酮（C5H
10
O）中的一种或两种以上，溶剂B用量为催化剂重量的100~200%。优选的，溶剂B选取丙酮、环己酮、二乙基酮按照重量比1:2:2组成复合溶剂B。
[0015]S6中洗涤次数为2~3次，洗涤结束后，于氮气保护下120℃进行干燥吹扫15~30min完成催化剂再生。催化剂经过再生工艺后可重复使用3~5次。
[0016]母液Ⅰ和母液Ⅱ分别回收至巴豆醛回收罐，巴豆醛回收罐内物料注入氧化反应釜内再次利用。母液Ⅲ中含有一定含量巴豆酸，将其收集至溶剂A回收罐。
[0017]S5得到的巴豆酸纯品，呈无色针状或棱状结晶，熔点为71.4~71.6℃，造粒后呈现白色球状结晶，经气相色谱分析，含量大于99.90%。
[0018]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：1.本专利技术采用“氧气+空气+氮气保护”气态氧化剂的氧化方式，避免了氧化反应阶段过氧化物中氧的大量释放而引发的反应剧烈、放热过快、副产物多等问题出现；既解决了
常规“空氧法”效率低、产能低、成本高的问题，又通过“氮气保护”的方式解决了“氧氧法”遇到的因氧气含量高而容易产生爆炸混合物的问题，实现了在提高反应速率的基础上，安全生产的可能。
[0019]2.本专利技术的S1氧化工艺不使用任何溶剂，运用复合催化剂提高原料巴豆醛利用率的同时，实现了物料无需处理可直接循环套用，并且由于溶剂原料不再使用，使催化剂回收再生工艺变得十分简单，显著降低了生产成本，大幅度降低了废水废液的排放。
[0020]3.本专利技术的氧化工艺不使用任何溶剂，避免了溶剂参与氧化反应产生未知物质，同时避免了溶剂附着巴豆酸造成的有毒物质本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种工业生产巴豆酸的方法，其特征在于，按如下步骤进行：S1、物料氧化：将巴豆醛、催化剂按照1:0.005~0.025的重量比混合，之后注入到氧化反应釜中，并向氧化反应釜内通入气态氧化剂，发生氧化反应得到初级氧化反应液；S2、粗品结晶：过滤分离初级氧化反应液中的催化剂得到氧化反应液，将氧化反应液与纯净水按照70:30的重量比充分混合，之后进行减压蒸馏得到浓缩液，浓缩液于第一结晶釜中
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25~5℃冷冻结晶，过滤得到巴豆酸粗品结晶和母液Ⅰ，母液Ⅰ收集备用；S3、粗品精洗：把溶剂A升温到25~45℃，按照溶剂A：巴豆酸粗品结晶=0.5~2.0:1的重量比，将巴豆酸粗品结晶溶解，溶解后滤去杂质，油水分离得到巴豆酸溶液和母液Ⅱ，母液Ⅱ收集备用；S4、精品结晶：将巴豆酸溶液于第二结晶釜中3~7℃结晶，过滤分离母液Ⅲ和巴豆酸精品结晶，母液Ⅲ收集备用；S5、烘干造粒：在氮气保护下，进行巴豆酸精品结晶旋转造粒作业，同时，对造粒产品鼓风吹扫烘干，烘干造粒后得到巴豆酸纯品；S6、催化剂再生：采用溶剂B洗涤S2滤出的催化剂进行催化剂再生，洗涤再生后的催化剂用氮气吹扫干燥。2.根据权利要求1所述的工业生产巴豆酸的方法，其特征在于，S1中氧化反应釜内压力控制在0.3~0.8MPa，釜内反应温度10~40℃，釜内搅拌转速30~130rpm，反应时间4~12小时。3.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：程克，黄晓磊，田宇，程敏润，韦悦，梁顺香，杜勇，黄园园，王素玲，韩桂军，
申请(专利权)人：广西金源生物化工实业有限公司，
类型：发明
国别省市：