[發明專利]一種利用BDO裝置副產2-羥甲基丙醛合成2,2-二羥甲基丙酸方法

有效

• 申請號: 202110530053.4
• 申請日: 2021-05-14
• 公開（公告）號: CN113354529B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 朱夢瑤;閆化蓮;黃文學;張永振
• 申請（專利權）人: 萬華化學集團股份有限公司
• 主分類號: C07C51/285
• 分類號: C07C51/285;C07C59/105;C07C45/75;C07C47/19
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種利用BDO副產物2?羥甲基丙醛生產2,2?二羥甲基丙酸的方法，具體為：2?羥甲基丙醛在堿催化劑的作用下，和甲醛縮合得到2,2?二羥甲基丙醛中間體，該中間體催化氧化得到2,2?二羥甲基丙酸。本發明合成路線新穎，以烯丙醇法合成BDO過程所產的副產2?羥甲基丙醛為起始原料，經過縮合、氧化等2步反應得到2,2?二羥甲基丙酸，將原本是廢棄物的副產綜合利用起來，不但減少了BDO裝置三廢，同時得到了新的可外售產品，有效提升裝置經濟性。

技術領域

本發明屬于精細化工領域，具體涉及一種以BDO副產2-羥甲基丙醛為原料，通過縮合、氧化反應得到二羥甲基丙酸的方法。

背景技術

二羥甲基丙酸，也稱2,2-二羥甲基丙酸，英文簡稱DMPA，是一種無味、可自由流動的白色晶體，熔點為175-185℃，閃點150℃；二羥甲基丙酸易溶于水、甲醇、乙醇、DMF等溶劑，在丙酮、苯、甲苯中溶解性較小。二羥甲基丙酸在1901年被人們首次合成，其分子中具有類似新戊基的機構單元，在季碳原子上鏈接2個羥甲基和1個羧基，特殊的結構賦予二羥甲基丙酸優良的光熱穩定性，其作為一種非常有價值的化工中間體，被廣泛的用于涂料、油墨、聚氨酯、水性樹脂、電沉積材料、交聯劑等領域?，F在，使用二羥甲基丙酸合成的乳液新產品不斷涌現，市場前景十分廣闊。

目前，國內外合成二羥甲基丙酸的合成方法主要有以下三種：1、丁酮和兩分子甲醛縮合再氧化；2、甲基丙烯醛先水合，然后在與甲醛縮合、氧化；3、丙醛與兩分子甲醛縮合再氧化。從原料來源的簡易和成本綜合考慮，目前國內外廠家采用的主要是第三種方法，即丙醛和甲醛縮合法，丙醛可以由乙烯氫甲?；玫?，甲醛由甲醇氧化得到，二者均屬于大宗的化學品，相對易得且價格低廉。

以丙醛和甲醛為原料合成二羥甲基丙酸，合成路線雖然簡短，但是在目前文獻報道和實際生產中，該路線的總體收率并不是太高，一般是中等水平，例如陳中元以甲醛和丙醛為原料，經羥醛縮合，產物不分離直接用雙氧水氧化制備得2,2-二羥甲基丙酸，以丙醛計產品收率為55％(中國皮革,2005,34,47-50)。賈衛斌采用自制堿性復合催化劑，控制縮合反應溫度和時間，然后加入雙氧水進行氧化反應，最終以大于55％得到二羥甲基丙酸產品(山東化工,2010,39,6-13)。張福生采用三甲胺催化劑丙醛和甲醛縮合，生產中采用正丙醛:甲醛:雙氧水:催化劑摩爾比為1:2.3:1:0.06，縮合溫度在30℃以下，反應8h。氧化在6h內從50℃升至90℃，得到2，2-二羥甲基丙酸白色結晶127.6kg，總收率55.8％(化工技術與開發,2013，42,43-45)。

在丙烯法BDO合成中有一步反應為烯丙醇氫甲酰化，該步反應通常得到以4-羥基丁醛為主的混合物，主要副產物為2-羥甲基丙醛，該副產物幾乎沒有直接的下游應用價值，通常以廢液的形式焚燒產熱或蒸汽。在丙烯法BDO中，該副產物的量占BDO產量1％-10％不等，因此如何更有效的開發該副產物的潛在價值就成了制約BDO項目的難題。

綜上所述，二羥甲基丙酸是一種十分有用的功能單體，用途廣泛，國內年消耗量也比較可觀；目前二羥甲基丙酸的合成工藝也存在路線收率一般、廢水較多、成本較高等缺點，限制了二羥甲基丙酸的進一步開發利用。另一方面，丙烯法BDO有較多的副產2-羥甲基丙醛，無法使用資源化利用，目前只能焚燒處理。如果能使2-羥甲基丙醛高效的轉化為二羥甲基丙酸，不但能減少BDO副產的處理成本，提升項目整體經濟性，而且可以生產新的產品，創造新的利潤點。最后，在開發相關利用工藝時，最好具有工藝流程簡單、總收率高、三廢少等優點，以便進行工業化的放大。

發明內容

本發明的目的在于提供一種利用丙烯法BDO副產2-羥甲基丙醛合成二羥基丙酸的方法：以2-羥甲基丙醛和甲醛為起始原料，通過縮合、氧化等兩步反應合成二羥甲基丙酸。本方法以原本要廢棄的副產為原料生產二羥甲基丙酸，工藝簡單，反應溫和，具有很好的實用價值。

為實現上述目的和達到上述技術效果，本發明采用如下技術方案：