[发明专利]一种生产新戊二醇的方法

说明书

本发明公开一种生产新戊二醇的方法。采用一种金属氧化物负载型固体碱分子筛催化剂进行加氢反应，然后经减压、脱水、产品精制得到高纯的新戊二醇产品。产品精制塔顶富集的新戊二醇酯物料返回加氢反应回收新戊二醇。本发明采用的催化剂能够将原料中的新戊二醇酯杂质转化为新戊二醇和小分子醇类杂质，促进羟基特戊酸新戊二醇单酯的转化，提升新戊二醇产品收率，降低下游产品分离难度。该催化剂具有高比表面积和较高的机械强度，同时兼具良好的稳定性和活性。本发明的方法，新戊二醇产品纯度99.9%以上，新戊二醇酯类杂质尤其甲酸新戊二醇酯含量降低至50 ppm以下；产品精制过程能耗节省25%以上。

技术领域

本发明涉及新戊二醇生产技术领域，具体涉及一种低能耗生产高纯度新戊二醇的方法及系统。

背景技术

新戊二醇(NPG)作为一种多元醇代表性物质，因其良好的流动性、柔韧性、热稳定性等性能，常被用作合成各种树脂、润滑剂、增塑剂等工业产品。目前被广泛应用的新戊二醇生产方法是催化加氢法，将甲醛和异丁醛缩合生成的羟基特戊醛(HPA)进行催化加氢，具有收率高、副产物少、工艺流程短等优点。

针对催化加氢法，催化剂的相关研究很多。US4855515A公开的铜铬锰催化剂用于羟基特戊醛加氢时反应温度为160-170℃，羟基特戊醛容易热分解导致新戊二醇收率低。CN104258869A公开一种加入纳米氧化物作为载体的方法提高了催化剂的抗液性和强度，但纳米粒子的高表面能使催化剂在高温下容易产生聚集、烧结导致团聚失活。CN113121308A公开的过渡金属掺杂介孔分子筛催化剂提高了羟基特戊醛的转化率，但在新戊二醇选择性上效果不甚理想。

另外，新戊二醇产品中重点关注的杂质为新戊二醇酯，尤其是甲酸-新戊二醇酯。新戊二醇酯类杂质的沸点和新戊二醇接近，导致后续分离困难、生产能耗高，设备投资成本大，且对新戊二醇产品性能有较大影响。新戊二醇酯的生成基本存在于工艺流程中的两个阶段：缩合反应过程中，甲醛、异丁醛等与新戊二醇反应生成新戊二醇酯；产品精制过程中，甲酸盐等反应副产物在高温下分解生成甲酸，甲酸与新戊二醇进一步反应生成新戊二醇酯。现有工艺流程中，新戊二醇酯类杂质的脱除大多只依托于脱水塔、产品精制塔的分离功能，无法完全解决产品中新戊二醇酯含量高的问题，且生产单耗和能耗高，生产成本高昂。CN108623437B公开了一种连续生产新戊二醇的方法，通过将羟基特戊醛先行转化为羟基特戊酸新戊二醇单脂的方法提高了中间产物的稳定性，以此减少副产物的生成。但该方法反应流程复杂，并且引入新的新戊二醇酯类杂质，使分离更加困难。CN112142565A公开了一种使用强碱性离子交换树脂的除酯方法，生产过程中需要定期对树脂进行再生。

由此发现，寻求其它高效加氢催化剂，同时有效脱除新戊二醇产品中酯类杂质的方法对提高新戊二醇产品性能、降低生产成本、提升产品竞争力具有重要意义。

发明内容

针对现有缩合加氢法生产新戊二醇工艺能耗高，新戊二醇酯类杂质脱除难度大，导致产品纯度低的问题，本发明提出了一种低能耗生产高纯度新戊二醇的方法及系统。该方法采用一种新型的金属氧化物负载型固体碱分子筛催化剂，并对现有新戊二醇产品精制流程进行优化。本发明采用的催化剂能够将原料中的新戊二醇酯杂质转化为新戊二醇和小分子醇类杂质，促进羟基特戊酸新戊二醇单酯的转化，提升新戊二醇产品收率，降低下游产品分离难度。该催化剂具有高比表面积和较高的机械强度，同时兼具良好的稳定性和活性。本发明利用反应除酯有效降低了新戊二醇产品中的酯类杂质含量，通过后处理流程优化显著降低生产能耗。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种生产新戊二醇的方法，包括以下步骤：

(1)缩合反应液与富集的新戊二醇酯物料、氢气混合进入加氢反应器，在金属氧化物负载型固体碱分子筛催化剂作用下进行加氢反应；

(2)步骤(1)所得加氢反应液进入减压罐，尾气(轻组分)由气相脱除，液相进入脱水塔；