本发明专利技术提供了一种2,2‑二甲基‑1,3‑丙二醇的生产工艺，包括，将质量含量为37％的甲醛水溶液和质量含量99％的异丁醛按质量比为1.05‑1.25:1混合，调节反应体系的pH值为6.0‑8.5，在反应温度为60‑80℃，反应时间为0.5‑2.0小时的条件下经缩合反应得到中间体，所述中间体经加氢反应后得到2,2‑二甲基‑1,3‑丙二醇粗品，然后经提纯得到2,2‑二甲基‑1,3‑丙二醇成品，能够有效控制缩合反应过程中歧化副反应的发生，提高最终产品的收率，有效降低难降解的酯类杂质的生成，提高最终产品的质量，从而有利于下游产品性能的提高。
【技术实现步骤摘要】
一种2，2-二甲基-1，3-丙二醇的生产工艺
本专利技术涉及精细化工生产领域，具体涉及2,2-二甲基-1,3-丙二醇的生产工艺。
技术介绍
2,2-二甲基-1,3-丙二醇是重要的多元醇类有机化工产品，广泛地应用于树脂、涂料等功能性材料领域。2,2-二甲基-1,3-丙二醇的生产可以使用三甲胺、三乙胺等有机叔胺催化甲醛、异丁醛等醛类原料缩合加氢的工艺技术实现。在缩合反应中，不可避免地导致少量醛类原料的歧化反应，生成副产物有机酸和醇，有机酸与醇会进一步反应生成酯类杂质，如甲酸甲酯、甲酸异丁酯、异丁酸异丁酯、甲酸2,2-二甲基-1,3-丙二醇单(双)酯、异丁酸2,2-二甲基-1,3-丙二醇酯、3-羟基-2,2-二甲基-3-羟基-2,2-二甲基丙基丙酸酯等。以上这些酯类杂质会跟随物料流入产物精制单元，其中有些酯的沸点与目标产物的沸点差距较大或者与水共沸，很容易地由粗产物体系中分离除去，如甲酸甲酯、甲酸异丁酯、异丁酸异丁酯、3-羟基-2,2-二甲基-3-羟基-2,2-二甲基丙基丙酸酯。有些酯可以通过加氢催化剂的作用而氢解为容易分离的醇，如甲酸2,2-二甲基-1,3-丙二醇单(双)酯。但是有些酯类杂质与目标产物的相对挥发度不大，沸点接近2,2-二甲基-1,3-丙二醇，如甲酸2,2-二甲基-1,3-丙二醇单(双)酯、异丁酸2,2-二甲基-1,3-丙二醇酯，尤其是异丁酸2,2-二甲基-1,3-丙二醇酯不易发生氢解，因此不能容易地从2,2-二甲基-1,3-丙二醇酯粗产品中分离除去，最终造成异丁酸2,2-二甲基-1,3-丙二醇酯成为产品中的含量最多的主要关键杂质，杂质的存在不仅会影响到最终产品的纯度和收率，还会因生成酯类，而消耗造成生产目标产品多元醇原料消耗的上升，甚至影响下游产品的性能。中国专利CN101993351A公开了可以在加氢后使用碱水解消除酯的方法，但其过程是复杂和高成本的，且污水处理负担较大。中国专利CN107311840A公开了加氢后先萃取后减压蒸馏提纯的方法，但是由于需要先经过石油醚萃取，溶剂消耗大、萃取效率低，降低生产效益，易产生二次污染。中国专利CN103449970B公开了酯类物质可以通过加氢分解为醇，但是由于加氢反应进行的难易程度不同，物质在催化剂孔道内传递扩散性能的不同，甲酸酯类产物会相对更彻底地加氢氢解，因而对于异丁酸2,2-二甲基-1,3-丙二醇酯、3-羟基-2,2-二甲基-3-羟基-2,2-二甲基丙基丙酸酯等酯类物质的降解分离作用有限，造成成品中含有较多的酯类杂质，影响产品质量和性能。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种2,2-二甲基-1,3-丙二醇的生产工艺，能够有效控制缩合反应过程中歧化副反应的发生，从源头上控制酯类杂质的生成，从而有效降低产品中酯类杂质的含量。本专利技术提供了一种2,2-二甲基-1,3-丙二醇的生产工艺，包括，将质量含量为37％的甲醛水溶液和质量含量为99％的异丁醛按质量比为1.05-1.25:1混合，调节反应体系的pH值为6.0-8.5，在温度为60-80℃，时间为0.5-2.0小时的条件下经缩合反应得到中间体，所述中间体经加氢反应后得到2,2-二甲基-1,3-丙二醇粗品，然后经提纯得到2,2-二甲基-1,3-丙二醇成品。本专利技术的2,2-二甲基-1,3-丙二醇的生产工艺中，所述缩合反应过程中，加入碱性调节剂调节反应体系的pH值为6.0-8.5，优选地，加入碱性调节剂调节反应体系的pH值为6.5-8.0。本专利技术的2,2-二甲基-1,3-丙二醇的生产工艺中，所述缩合反应过程中，加入酸性调节剂和碱性调节剂调节反应体系的pH值为6.0-8.5，优选地，加入酸性调节剂和碱性调节剂调节反应体系的pH值为6.5-8.0。本专利技术的2,2-二甲基-1,3-丙二醇的生产工艺中，所述碱性调节剂为有机叔胺，所述有机叔胺为三甲胺。本专利技术的2,2-二甲基-1,3-丙二醇的生产工艺中，所述酸性调节剂为有机酸，所述有机酸为甲酸和异丁酸中的任意一种或者两种。本专利技术的2,2-二甲基-1,3-丙二醇的生产工艺中，在所述缩合反应过程中，反应温度优选为65-75℃，更优选为65-70℃。本专利技术的2,2-二甲基-1,3-丙二醇的生产工艺中，在所述缩合反应过程中，反应时间优选为0.8-1.5小时，更优选为1.0-1.2小时。本专利技术的2,2-二甲基-1,3-丙二醇的生产工艺中，在所述缩合反应过程中，质量含量为37％的甲醛水溶液和质量含量为99％的异丁醛的质量比为1.05-1.15:1。本专利技术的方法在工业化生产中实施可以使用多个缩合反应器串联进行连续化生产。原料异丁醛、甲醛可以在第一级反应器中计量加入，也可以以不同数量在各级反应器中分别加入。调节反应体系的酸碱度的物质，可以在第一级反应器中加入，也可以根据各级反应器的酸碱度情况，以不同数量在各级反应器中分别加入。在反应器的设备上或与设备相连接的管道上可以设置pH值检测设备，依据pH值控制加入调节反应体系的酸碱度的物质。缩合反应是放热反应，放出的热量至少会使物料局部温度升高，这种温度的局部或小幅度升高会导致不应有的副反应增多，物料体系温度均一也是必要的，所以在工业生产过程中需强制换热，使用强制循环搅拌器内件、静态混合器、喷射混合器等强化传质设备进行混合，并使用换热器移除热量。缩合产物在回收未反应的原料后，可以使用与中国专利CN103449970B相似的方法进行加氢获得含有目标产品的粗产物。加氢的粗产物送入蒸馏塔首先蒸馏除去相对于产品组分而言的轻组分，然后再除去重组分，获得目标产品。其中甲酸2,2-二甲基-1,3-丙二醇酯在加氢过程后均低于0.03％的质量含量。本专利技术的2,2-二甲基-1,3-丙二醇的生产工艺中，所述加氢反应为中间体在加氢催化剂作用下，在温度为110-140℃，压力为2.0-5.0MPa条件下经催化氢化得到2,2-二甲基-1,3-丙二醇粗品。本专利技术中，将加氢的粗产物送入蒸馏塔中分离轻组分，然后再除去重组分，获得目标产品。一般酯的沸点介于醇和酸之间，依据气液平衡原理，通过多级的蒸馏过程，使物料中部分的酯上升至蒸馏塔的提馏段内，处理过程的蒸馏塔底部温度优选高于工艺压力条件下的多元醇的沸点。为了保持处理过程的温度，可以使用加热的方法实现。本专利技术的2,2-二甲基-1,3-丙二醇的生产工艺中，所述提纯过程为将2,2-二甲基-1,3-丙二醇粗品加入蒸馏塔中，在温度为139-155℃，压力为1-50kPa条件下经一次减压蒸馏0.5-8.0小时，排出轻组分，然后经二次蒸馏除去重组分，得到2,2-二甲基-1,3-丙二醇成品。本专利技术的2,2-二甲基-1,3-丙二醇的生产工艺中，所述提纯过程中，所述一次减压蒸馏时间为1.0-4.0小时。本专利技术的2,2-二甲基-1,3-丙二醇的生产工艺中，所述提纯过程中，调节蒸馏塔内塔釜和提馏段物料体系的酸度，使塔釜流出物的pH值为4.0-7.0，优选为4.5-6.5。本专利技术的2,2-二甲基-1,3-丙二醇的生产工艺中，所述提纯过程中，酯类杂质反应时不另外引入催化剂催化。本专利技术的2,2-二甲基-1,3-丙二醇的生产工艺中，所述提纯过程中，酯类杂质反应时引入催化剂催化。本专利技术的2,2-二甲基-1,3-丙二醇的生产工艺中，所述提纯过程中本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种2,2‑二甲基‑1,3‑丙二醇的生产工艺，包括，将质量含量为37％的甲醛水溶醛和质量含量99％的异丁醛按质量比为1.05‑1.25:1混合，调节反应体系的pH值为6.0‑8.5，在反应温度为60‑80℃，反应时间为0.5‑2.0小时的条件下经缩合反应得到中间体，所述中间体经催化加氢反应后得到2,2‑二甲基‑1,3‑丙二醇粗品，然后经提纯得到2,2‑二甲基‑1,3‑丙二醇成品。
【技术特征摘要】
1.一种2,2-二甲基-1,3-丙二醇的生产工艺，包括，将质量含量为37％的甲醛水溶醛和质量含量99％的异丁醛按质量比为1.05-1.25:1混合，调节反应体系的pH值为6.0-8.5，在反应温度为60-80℃，反应时间为0.5-2.0小时的条件下经缩合反应得到中间体，所述中间体经催化加氢反应后得到2,2-二甲基-1,3-丙二醇粗品，然后经提纯得到2,2-二甲基-1,3-丙二醇成品。2.根据权利要求1所述的2,2-二甲基-1,3-丙二醇的生产工艺，其特征在于，所述缩合反应过程中，加入碱性调节剂调节反应体系的pH值为6.0-8.5，优选地，加入碱性调节剂调节反应体系的pH值为6.5-8.0。3.根据权利要求1所述的2,2-二甲基-1,3-丙二醇的生产工艺，其特征在于，所述缩合反应过程中，加入酸性调节剂和碱性调节剂调节反应体系的pH值为6.0-8.5，优选地，加入酸性调节剂和碱性调节剂调节反应体系的pH值为6.5-8.0。4.根据权利要求2或者3所述的2,2-二甲基-1,3-丙二醇的生产工艺，其特征在于，所述碱性调节剂为有机叔胺，所述有机叔胺优选为三甲胺。5.根据权利要求3所述的2,2-二甲基-1,3-丙二醇的生产工艺，其特征在于，所述酸性调节剂为有机酸，所述有机酸优选为甲酸或异丁酸中的任意一种或者两种。6.根据权利要求1-5中任一项所述的2,2-二甲基-1,3-丙二醇的生产工艺，其特征在于，在所述缩合反应过程中，反应温度优选为65-75℃，更优选为65-70℃。7.根据权利要求1-6中任一项所述的2,2-二甲基-1,3-丙二醇的生产工艺，其特征在于，在所述缩合反应过程中，反应时间优选为0.8-1.5小时，更优选为1.0-1.2小时。8.根据权利要求1-7中任一项所述的2,2-二甲基-1,3-丙二醇的生产工艺，其特征在于，在所述缩合反应过程中，质量含量为37％的甲醛水溶液和质量含量为99％...
【专利技术属性】
技术研发人员：王振凡，李春伟，于海龙，胡伟光，黄珍妮，宋敬文，刘国新，顾天宇，
申请(专利权)人：吉林市道特化工科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：吉林,22
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