[发明专利]制备羟基新戊醛和新戊二醇的方法

说明书

发明详述

本发明涉及通过异丁醛和甲醛进行醛醇缩合制备羟基新戊醛的方法， 和通过氢化由此获得的异丁醛制备新戊二醇的方法。

异丁醛和甲醛进行醛醇缩合以及进一步反应生成新戊二醇是已知的。 例如，在WO 98/17614中涉及利用甲醇浓度为0.1-15％的甲醛连续制备新 戊二醇的方法。异丁醛和甲醛水溶液进行醛醇缩合的流出物通过加入辛醇 作为萃取剂而被分离成含有价值产物的有机相和水相。随后，为了除去残 余的低沸点物，先蒸馏有机相。第一蒸馏塔的塔底物质进行氢化，在进一 步萃取和进一步蒸馏后，获得有价值的产品新戊二醇。

例如，新戊二醇与羟基新戊酸反应得到羟基新戊酸新戊二醇酯 (HPN)。该方法描述于例如EP-A-0895982中。

本发明的目的是提供一种利用异丁醛和甲醛的醛醇缩合制备羟基新 戊醛的方法，其使得产物具有最低程度的热应力，复杂性低，并可从水溶 液中完全除去醛。

该目的可以根据本发明制备羟基新戊醛的方法实现，其中利用异丁醛 和甲醛进行醛醇缩合，然后利用蒸馏处理所得的反应流出物，这包括将反 应流出物引入顶部操作压力为0.5-1.5巴的蒸馏塔，且在此蒸馏塔的顶部区 域设立两段冷凝，其中，首先将蒸气引入操作温度为50-80℃的分凝器中， 此分凝器的冷凝物至少部分地循环回到蒸馏塔中，且分凝器中未冷凝的蒸 气被引入操作温度为-40℃至+30℃的下游冷凝器中，此下游冷凝器的冷凝 物至少部分地被排出。

依据本发明已经发现，蒸馏中残余蒸气的沉淀有利地通过分凝器和冷 的下游冷凝器的组合来完成。依据本发明已经发现，直接在塔的下游操作 的完全冷凝器会被羟基新戊醛堵塞。然而，如果要完全冷凝蒸气，冷凝器 必须在尽可能冷的条件下操作。由于大量的冷回流，羟基新戊醛会沉淀在 塔中，这导致塔底产生高的热应力，这是由于蒸发器必须聚集此能量。此 外，冷凝器会被羟基新戊醛阻塞。

本发明的方法能阻止冷凝器中羟基新戊醛的沉淀。

此外，所使用的蒸馏塔温度和压力范围能使羟基新戊醛保持液态，且 同时保持低的热应力。

在醛醇缩合后，未转化的醛和一部分也优选用于本方法中的胺碱利用 蒸馏除去，并优选进行循环。醛醇缩合的产物(羟基新戊醛)、水、来自 胺碱和甲酸的甲酸铵保留在蒸馏塔的底部。为了避免羟基新戊醛在高温下 分解为羟基新戊酸戊二醇酯(HPN)，蒸馏去除操作应该优选在中等压力 下进行。另一方面，为了在顶部仍然能够冷凝异丁醛和胺碱低沸点物质， 例如三烷基胺，如三甲基胺，压力不能太低。

蒸馏不能在太低的压力下进行，这是由于在低于约60℃时，羟基新戊 醛(HPA)在水溶液中的溶解度会突然降低到约1-3重量％，这取决于异 丁醛和甲醇的含量。甲醇通过甲醛水溶液被夹带进来，后者根据制备条件 包含约1-3重量％的甲醇。

如果从水溶液中除去未转化的醛，甲醇也将在一步蒸馏中被除去，其 将通过循环管线循环回到醛醇缩合工艺中，并仅能经由进一步的步骤排 出，例如排出带甲醇的醛。

依据本发明已经发现，尽管蒸馏中必须保持特定的条件，但利用带循 环的多段冷凝可以避免上述缺点。结果甲醇足以滞留在底部。

我们发现，在进行蒸馏分离的时候接近大气压、即顶部绝对压力为 0.5-1.5巴时，低沸点物质可以在顶部用作为冷却介质的水进行冷凝。在本 发明工艺中设立的底部温度仍不会导致任何显著的羟基新戊醛分解。

优选将分凝器的冷凝物循环回蒸馏塔中，循环程度大于约70重量％， 更优选全部循环。在这种情况下，优选将冷凝物循环回到塔顶部。下游冷 凝器的冷凝物优选排出到至少70重量％的程度，优选全部排出。

分凝器的操作温度为50-80℃，优选55-60℃。下游冷凝器的操作温度 为-40至+30℃，优选-10至+10℃。顶部压力更优选为1-1.2巴。

蒸馏塔的底部优选连接具有短停留时间的蒸发器，此蒸发器的操作温 度为90-130℃，优选100-105℃。蒸发器更优选是降膜蒸发器，此外也可 优选使用刮板式薄膜蒸发器或短程蒸发器。重要的是短的停留时间并因此 获得低的热应力。蒸发器可以用合适的方式供热，例如用4巴的水蒸气。