[发明专利]一种催化三羟甲基丙烷缩合反应的方法

说明书

本发明涉及一种催化三羟甲基丙烷缩合反应的方法，包括以下内容：以浓甲醛、正丁醛为主要原料，以氢氧化钙、氧化钙等无机碱中的一种或几种为催化剂，采用撞击流反应釜，在常压条件下生成三羟甲基丙烷缩合液。本发明提供了一种钙法三羟甲基丙烷缩合反应工艺，采用新型高效的撞击流反应釜，其目的是降低了反应原料浓甲醛的用量，使三羟甲基丙烷生产过程中后续的过滤、蒸发等过程处于更加友好的操作环境，同时反应釜底部的水利用冷冻循环水降温至反应起始温度，减少了副反应的发生，能在一定程度上减少三羟甲基丙烷缩合液中的副产物的比例，提高了反应物生成率。

技术领域

本发明涉及有机催化合成技术领域，具体涉及一种催化三羟甲基丙烷缩合反应的方法。

背景技术

我国TMP的研究开发始于20世纪70年代，原化工部北京化工研究院与北京化工三厂合作采 用康尼查罗法首次实现工业化生产，并建成了300t/a生产装置。二十世纪90年代初期，吉化集团公司化工研究院成功开发了双溶剂萃取法TMP工艺技术，并进行了中间试验，取得了较好效果。之后于1998年在吉化集团公司长松化工厂建成1000t/a生产装置，2001年又在原基础上进一步进行改造，达到了 5000t/a生产规模，成为了当时国内最大的TMP生产装置。据了解该装置目前开工正常，但其原料消耗、产品质量以及“三废”处理方面与国外先进水平相比仍然存在一定的差距。

进入21世纪，国外大公司陆续在我国建厂，我国TMP装置工艺技术取得重大突破，产能规模也在不断扩大。先后有吉林化工、湖北宜化、江苏朗盛、江西高信、富丰帕斯托、无锡百川等建成了1万吨～ 2万吨/年的生产装置。除江西高信采用钙法工艺外，其余大都采用钠法工艺路线，但由于工艺技术相对比较落后，所生产的产品在质量和成本方面均无法与进口产品竞争。从反应原理来看，三羟的生产过程中会发生许多副反应，生成许多副产物，例如有双三羟、三羟基单缩醛、三羟基双缩醛和醚类化合物以及糖型多羟基化合物。江西高信拥有的专利CN102795964A/B公开了一种年产2万吨钙法三羟甲基丙烷的生产工艺，其反应完毕后的缩合液中残醛含量高达7g/L，如此缩合液中的副产物的比例将大大增加；此外，其反应釜采用传统的多层搅拌，要求反应温度维持在50-70℃，在较高的反应温度下，副产物的比例也将增加。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的不足，本发明提供了一种钙法三羟甲基丙烷缩合反应工艺，采用新型高效的撞击流反应釜，其目的是降低反应原料浓甲醛用量的同时，反应釜底部的水利用冷冻循环水降温至反应起始温度，也降低了反应温度，能在一定程度上减少三羟甲基丙烷缩合液中的副产物的比例。

本发明解决上述技术问题的方案如下：一种催化三羟甲基丙烷缩合反应的方法，包括以下步骤：

配钙：在配钙槽中先加入8-10m³的软水，再加入预先称重计量好的固体无机碱制成钙浆液，搅拌5分钟；

打底水：向撞击流反应釜中打入5-8m³的软水、一定量的甲醛以及配制好的钙浆液；开启撞击流反应釜的搅拌器，保持一定的转速，开启反应釜循环泵，并设置好循环量，反应釜底部的水利用冷冻循环水降温至反应起始温度；

投料：通过调节阀控制原料正丁醛的流量，确保在100-130min 内投入撞击流反应釜中，通过调节冷冻水流量控制反应温度均匀上升至反应终点温度；

中和：在正丁醛和软水投完后保持一个小时，再向撞击流反应釜中加入一定量的甲酸，中和至反应缩合液的pH值为6-8；间隔2分钟，再加入一定量的双氧水，在常压条件下生成三羟甲基丙烷缩合液；

出料：打开撞击流反应釜底部切断阀出料。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述固体无机碱为氢氧化钙和氧化钙中的至少一种。

进一步，所述浓甲醛的质量浓度为35％～40％，原料浓甲醛的加入量为5000kg/釜～9000kg/釜。