[發明專利]基于固體堿的巴豆醛反應精餾生產方法及裝置

有效

• 申請號: 201611198951.X
• 申請日: 2016-12-22
• 公開（公告）號: CN106631739B
• 公開（公告）日: 2019-10-01
• 發明（設計）人: 王曉達;高媛;邱挺;楊金杯;王紅星;葉長燊;黃智賢;楊臣;李玲
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: C07C45/66
• 分類號: C07C45/66;C07C47/22;C07C45/45;C07C47/19;B01J23/04
• 代理公司: 福州君誠知識產權代理有限公司 35211
• 代理人: 李春連

本發明公開了一種基于固體堿的巴豆醛反應精餾生產方法及裝置，包括利用精餾塔使乙醛在固體堿的催化作用下縮合生成丁醇醛，并使丁醇醛在酸性條件下脫水生成巴豆醛，通過固體堿作為催化劑代替傳統的液體堿催化劑作為乙醛縮合反應催化劑，利用固體堿高活性、高選擇性、反應條件溫和、產物易于分離、可循環使用等優點，降低了巴豆醛生產過程中廢水處理的能耗和提高巴豆醛生產控制的穩定性和生產效率。

技術領域

本發明涉及巴豆醛生產合成領域，尤其是基于固體堿的巴豆醛反應精餾生產方法及裝置。

背景技術

巴豆醛，學名丁烯醛又名甲基丙烯醛，有順式、反式及兩種異構體，其中市售的巴豆醛為反式結構，巴豆醛作為重要的化工中間產品，可用于生產巴豆酸、異丁醇、正丁醇、甲氧基丁醇等，主要用于山梨酸生產，在我國食品領域中，山梨酸防腐劑的用量日趨增加，作為山梨酸原料的巴豆醛以其生產工藝也越加引起人們的關注。

目前巴豆醛工業化生產普遍采用以乙醛為原料的液相縮合、脫水兩步生產工藝，其化學反應過程可用如下反應式表示：

2CH₃CHO→CH₃CH(OH)CH₂CHO

CH₃CH(OH)CH₂CHO→CH₃CH＝CHCHO+H₂O

該工藝一般采用稀氫氧化鈉作為縮合催化劑。專利CN1394840A公開了一種以稀氫氧化鈉為縮合催化劑的丁烯醛生產工藝，其核心技術是控制在泡罩式縮合塔內經羥醛縮合過程生成丁醇醛，并使丁醇醛的脫水反應在脫水塔內進行，利用該方法可將縮合反應控制在45℃、0.05MPa的條件下進行，乙醛的轉化率也提高到了65％，然而該工藝仍然存在下述三個缺點：第一，由于催化劑帶入大量的工藝水，通常會產生大量的廢水；第二，巴豆醛與水會形成共沸物，二者分離困難且耗能大；第三，以氫氧化鈉為催化劑，羥醛縮合反應比較劇烈，不易控制，副產物較多，導致乙醛轉化率偏低；第四，副產物中的高聚物容易堵塞列管式加熱器，因此對設備要求也比較高，操作控制比較復雜。中國專利CN1807381報道了采用有機胺替代強堿性液體作為縮合催化劑，使反應變得溫和，易于控制，并減少了強堿對設備的腐蝕，但是有機胺仍然是液相催化劑，且該催化劑催化速率比較慢，而且分離也困難。

采用固體堿作為催化劑進行乙醛縮合反應，可以克服采用液體堿催化劑時工藝存在的缺陷，且固體催化劑易于與反應產物分離，可以重復使用，具有十分明顯的環境和成本優勢。Ji等^[1]報道了二氧化硅負載的固體堿上乙醛的氣相縮合制得巴豆醛方法。Chang等^[2]報道了在HX、NaX及KX三種分子篩上乙醛氣相縮合制巴豆醛工藝。中國專利CN101462044A公開了采用一種由堿土金屬與分子篩或氧化鋁組成的復合物為載體，負載堿金屬氧化物的催化劑，該催化劑同時具有酸堿性，可以一步合成巴豆醛，然而在二氧化硅負載堿金屬以及堿金屬交換的分子篩催化劑上乙醛氣相縮合反應溫度過高，轉化率和巴豆醛的選擇性均較低，不易同時達到高轉化率和高選擇性。Kaagunya等^[3]報道了乙醛在類水滑石催化劑上液相縮合反應制得巴豆醛工藝。相比于乙醛的氣相縮合反應，類水滑石所催化的液相縮合反應的轉化率和選擇性更高，但是液相縮合反應仍然存在反應溫度高和反應壓力大的問題。

參考文獻

[1]W.Ji,Y.Chen,H.H.Kung.Vapor phase aldol condensation ofacetaldehyde on metal oxdie catalysts.Applied Catalysis A:General,1997,161(1):93-104.

[2]Y.Chang,A.Ko.Vapor phase reactions of acetaldehyde over type Xzeolites.Applied Catalysis A:General,2000,190(1-2):149-155.