一种三羟甲基乙烷的生产工艺和制备方法技术

本发明专利技术的一种三羟甲基乙烷的生产工艺和制备方法，属于三羟甲基乙烷制备技术领域，一种三羟甲基乙烷的生产工艺，包括以下步骤；一、由甲醛水溶液和丙醛在有机碱催化作用下缩合制备2，2

【技术实现步骤摘要】
一种三羟甲基乙烷的生产工艺和制备方法


[0001]本专利技术涉及三羟甲基乙烷制备
，具体讲是一种三羟甲基乙烷的生产工艺和制备方法。

技术介绍

[0002]三羟甲基乙烷(TME)是一种独一无二的多功能的具有三个高反应性羟基的新戊烷结构多元醇。应用包括粉末涂料树脂，高固体树脂，醇酸树脂，聚酯和可还原性树脂的生产。TME也可用于二氧化钛颜料，有机硅改性的聚酯树脂，聚氨酯，环氧树脂，合成润滑剂，增塑剂，油墨，感光化学品和黏合剂。新戊烷结构能提供优异的稳定性，改进抗热，抗光，抗水解和抗氧化性能，并具有杰出的耐候性，光泽性和抗化学品性。特别是三羟甲基乙烷在发生固
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固相变时，能可逆地吸收和释放大量的热，并且相变过程具有无相分离、过冷程度轻、无毒、无腐蚀、无泄漏等特点，因而TME作为一类具有技术和经济潜力的相变储热材料受到全球的广泛关注。近年来国内外对其进行了大量研究，在保暖纤维和服装中均得到广泛应用，且已延伸到医疗、保健、汽车、军用等领域，需求量不断增大，但由于发达国家的技术垄断，国内技术落后和品质、含量达不到要求，使其发展很慢。
[0003]现有国内的三羟甲基乙烷生产厂家均采用氢氧化钠作为催化剂，反应时会产生大量的杂质，加上三羟甲基乙烷和甲酸钠的水溶性都极强，没有有效的分离措施，生产的三羟甲基乙烷质量较差。
[0004]现有三羟甲基乙烷目前在工业上主要由歧化法制备，歧化法工艺成熟，但缺点是副产大量甲酸盐，不但影响产品质量，而且原子经济性低。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种三羟甲基乙烷的生产工艺和制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出国内的三羟甲基乙烷生产厂家均采用氢氧化钠作为催化剂，反应时会产生大量的杂质，加上三羟甲基乙烷和甲酸钠的水溶性都极强，没有有效的分离措施，生产的三羟甲基乙烷质量较差，三羟甲基乙烷目前在工业上主要由歧化法制备，歧化法工艺成熟，但缺点是副产大量甲酸盐，不但影响产品质量，而且原子经济性低的问题。
[0006]本专利技术的技术方案是：一种三羟甲基乙烷的生产工艺，包括以下步骤：
[0007]一、由甲醛水溶液和丙醛在碱性催化作用下缩合制备2，2
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二羟甲基丙醛缩合液；
[0008]二、由步骤一制备的缩合液经减压蒸馏脱除未反应的过量甲醛、有机碱和水以及催化剂，得到2，2
‑
二羟甲基丙醛浓缩液；
[0009]三、制备的缩合液中加入甲酸含量1.0
‑
15％的催化剂，加热反应后使体系中多余的甲酸铵盐分解生成H2，CO/CO2和对应的胺，再减压精馏得到缩合液，同时回用未反应完全的丙醛和胺；
[0010]四、制备的浓缩液在第一加氢反应器中进行第一加氢反应得到富氢液；
[0011]五、得到的富氢液在第二加氢反应器中进行第二加氢反应，得到氢化后的汽液混
合液；
[0012]六、得到的汽液混合液进入分离塔进行气液分离后在蒸馏釜精制得到三羟甲基乙烷；
[0013]七、分离三羟甲基乙烷粗品将一级助晶器的顶部溢流出的溢流液，过滤分离后进入结晶罐，降温至30℃，再离心得到三羟甲基乙烷粗品；
[0014]八、将三羟甲基乙烷粗品用水配制成的水溶液，并升温至80℃，再用活性炭进行脱色，后再经重结晶、离心和干燥，再通过离子交换最终分离残留。
[0015]进一步的，所述步骤一种丙醛、甲醛与碱性催化剂的摩尔比为1:2
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6：0.02
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0.5，反应温度20
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65℃，反应压力为0.1
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1.0MPa，反应时间为0.5
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2.5小时。
[0016]进一步的，所述步骤一中所述的碱性催化剂为氨水，一甲胺，二甲胺，三甲胺，乙胺，二乙胺，三乙胺，丙胺，二丙胺，三丙胺，正丁胺，二丁胺，三丁胺，叔丁胺，N,N
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二甲基环己胺或阴离子交换树脂；优选为甲胺，二甲胺，乙胺或二乙胺。
[0017]进一步的，所述步骤二至三中减压蒸馏压力为
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0.08～
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0.076Mpa，温度为56
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60℃，催化剂是以活性炭，氧化铝或氧化硅为载体的含0.5
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5％贵金属的负载型催化剂，所述贵金属为Pt，Pd或Ru；其中，优选活性组分为Pd，加热反应温度是100
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250℃，减压精馏的条件为：塔压力5.0
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100.0kPa，塔顶温度65
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90℃，塔底温度100
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110℃。
[0018]进一步的，所述步骤四以及五中第一加氢反应为催化剂为镍系催化剂，催化剂直径2～4mm，高度5～10mm，第一加氢反应压力为2
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6MPa，温度60
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110℃，液体的空速0.4
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0.8m3/m3·
h，气体空速300
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600Nm3/m3·
h，第二加氢反应催化剂为铜铬铝锌催化剂，第二加氢反应压力为2
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6MPa，温度140
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180℃，液体的空速0.1
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0.25m3/m3·
h。
[0019]进一步的，所述步骤六至七中的蒸馏釜采出液的比重1.075～1.082，干燥是通过气流干燥器进行的，而气流干燥器的干燥温度为80
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150℃，气流干燥器的干燥温度为100
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130℃，水溶液中的三羟甲基乙烷粗品含量为70％。
[0020]一种三羟甲基乙烷的制备方法：
[0021]进一步的，包括先使甲醛与丙醛在有机碱催化作用发生缩合反应生成二羟甲基丙醛缩合液，将缩合液进行蒸馏、加热、分离过滤得到三羟甲基乙烷粗品，再用活性炭进行脱色，后再经重结晶、离心和干燥得到精品三羟甲基乙烷。
[0022]进一步的，丙醛与甲醛质量比为1：2～10，所述的缩合制备条件为在
‑
20～40℃条件下，保温反应0.5～48h，优选在0～15℃下保温反应3～4h。
[0023]进一步的，所述的蒸馏为减压蒸馏，压力0.08～0.095MPa，蒸馏温度60～90℃。
[0024]本专利技术通过改进在此提供一种三羟甲基乙烷的生产工艺和制备方法，与现有技术相比，具有如下改进及优点：
[0025]本专利技术通过得到三羟甲基乙烷粗品用水配制成的水溶液，并升温至80℃，再用活性炭进行脱色，后再经重结晶、离心和干燥，制成的三羟甲基乙烷更加精细，生产的三羟甲基乙烷产品质量稳定，产品含量高，通过进行蒸馏、加热、分离过滤，使制成的三羟甲基乙烷更加精细，采用了丙醛与甲醛为原料，反应步骤简单易操作，生产过程中无废水产生，符合环保要求；本专利技术中催化剂、馏分、水可循环套用，大幅度降低了生产成本，制备出的产物收率达到95％以上，纯度达到98％以上，本专利技术在特定的催化剂组分下，反应可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三羟甲基乙烷的生产工艺，包括以下步骤；一、由甲醛水溶液和丙醛在碱性催化作用下缩合制备2，2
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二羟甲基丙醛缩合液；二、由步骤一制备的缩合液经减压蒸馏脱除未反应的过量甲醛、有机碱和水以及催化剂，得到2，2
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二羟甲基丙醛浓缩液；三、制备的缩合液中加入甲酸含量1.0
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15％的催化剂，加热反应后使体系中多余的甲酸铵盐分解生成H2，CO/CO2和对应的胺，再减压精馏得到缩合液，同时回用未反应完全的丙醛和胺；四、制备的浓缩液在第一加氢反应器中进行第一加氢反应得到富氢液；五、得到的富氢液在第二加氢反应器中进行第二加氢反应，得到氢化后的汽液混合液；六、得到的汽液混合液进入分离塔进行气液分离后在蒸馏釜精制得到三羟甲基乙烷；七、分离三羟甲基乙烷粗品将一级助晶器的顶部溢流出的溢流液，过滤分离后进入结晶罐，降温至30℃，再离心得到三羟甲基乙烷粗品；八、将三羟甲基乙烷粗品用水配制成的水溶液，并升温至80℃，再用活性炭进行脱色，后再经重结晶、离心和干燥，再通过离子交换最终分离残留。2.根据权利要求1所述的一种三羟甲基乙烷的生产工艺，其特征在于：所述步骤一种丙醛、甲醛与碱性催化剂的摩尔比为1:2
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6：0.02
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0.5，反应温度20
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65℃，反应压力为0.1
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1.0MPa，反应时间为0.5
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2.5小时。3.根据权利要求2所述的一种三羟甲基乙烷的生产工艺，其特征在于：所述步骤一中所述的碱性催化剂为氨水，一甲胺，二甲胺，三甲胺，乙胺，二乙胺，三乙胺，丙胺，二丙胺，三丙胺，正丁胺，二丁胺，三丁胺，叔丁胺，N,N
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二甲基环己胺或阴离子交换树脂；优选为甲胺，二甲胺，乙胺或二乙胺。4.根据权利要求1所述的一种三羟甲基乙烷的生产工艺，其特征在于：所述步骤二至三中减压蒸馏压力为
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0.08～
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0.076Mpa，温度为56
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60℃，催化剂是以活性炭，氧化铝或氧化硅为载体的含0.5
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5％贵金属的负载...

【专利技术属性】
技术研发人员：董进军，张浩洋，吴祖友，姚佐胜，杨滨科，
申请(专利权)人：安徽普利优新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：