一种树脂级丁二酸的制备方法技术

本发明专利技术提供一种树脂级丁二酸的制备方法，包括如下步骤：丁二酸加水配制成浓度为10～50wt％的丁二酸水溶液，调节所述水溶液的温度为30～70℃；在固定床反应器内使用活性炭催化臭氧氧化丁二酸水溶液；经氧化后的反应液过滤、冷却结晶、固液分离得到固体潮品和母液，潮品烘干得到树脂级丁二酸产品。本发明专利技术的方法能够大幅提高臭氧利用率和氧化效率，充分分解微量色素及马来酸等杂质，可制备树脂级丁二酸。

A preparation method of Resin-grade succinic acid

The invention provides a preparation method of Resin-grade succinic acid, which comprises the following steps: succinic acid is added with water to prepare a succinic acid aqueous solution with a concentration of 10-50wt%, and the temperature of the aqueous solution is adjusted to 30-70 degrees C; active carbon is used to catalyze ozonation of succinic acid aqueous solution in a fixed bed reactor; after oxidation, the reaction solution is filtered, cooled and crystallized, and solid liquid is separated to obtain solid tide products. Resin-grade succinic acid was obtained by drying with mother liquor and moist products. The method of the invention can greatly improve the ozone utilization rate and oxidation efficiency, fully decompose trace pigments, maleic acid and other impurities, and can prepare Resin-grade succinic acid.

【技术实现步骤摘要】
一种树脂级丁二酸的制备方法
本专利技术提供了一种树脂级丁二酸的制备方法，具体来讲是将市售丁二酸采用活性炭催化臭氧氧化方法去除微量色素等杂质制备树脂级丁二酸的方法，涉及丁二酸生产领域。
技术介绍
丁二酸是琥珀酸的学名，为白色结晶体，分子式C4H6O4，熔点185℃，相对密度1.572，常温下在水中的溶解度约为8g。丁二酸是一种重要的有机化工原料和中间体，广泛应用于表面活性剂、离子螯合剂、食品添加剂和医药工业等领域。丁二酸可制备1,4-丁二醇、四氢呋喃、γ-丁内酯、N-甲基吡咯烷酮等基础化工产品，也是新型可完全生物降解塑料PBS(聚丁二酸丁二醇酯)的主要原料，市场需求量已达5万吨/年，潜在市场达到300万吨/年。丁二酸的制备主要包括生物发酵法和化学法。生物发酵法是利用细菌或微生物以淀粉、糖等为原料进行发酵，得到的发酵液含有大量的色素，颜色较深，采用活性炭等吸附材料连续脱色后浓缩结晶得到丁二酸。化学法主要包括电解法和水相加氢法，以顺酐为原料水解为马来酸，再通过电解或催化加氢还原双键得到淡黄色丁二酸水溶液，采用活性炭等吸附材料脱色后浓缩结晶得到丁二酸。目前市售的各种丁二酸产品理化指标均满足标准要求，但是将产品暴露在空气中一段时间或者高温加热时，产品颜色由白色逐渐变为灰色至淡黄色，以其为原料和1,4-丁二醇高温酯化聚合制备高分子PBS聚酯时，得到的产品颜色发黄，说明无论是采用生物发酵法还是化学法制备的丁二酸，均未将丁二酸中的色素完全脱除，导致其抗氧化、防变色性能差，无法满足树脂级丁二酸的要求。
技术实现思路
本专利技术针对上述问题，提供了一种采用活性炭催化臭氧氧化方法去除微量色素制备树脂级丁二酸的方法。本专利技术的技术方案是一种树脂级丁二酸的制备方法，包括如下步骤：①丁二酸加水配制成浓度为10～50wt％的丁二酸水溶液，调节所述水溶液的温度为30～70℃；②在固定床反应器内使用活性炭催化臭氧氧化①制备的丁二酸水溶液；③经②氧化后的反应液过滤后冷却结晶、固液分离得到固体潮品和母液，潮品烘干得到树脂级丁二酸产品。本专利技术所述的方法中，①使用的原料丁二酸为生物发酵法、电解法、水相加氢法制备的任意一种丁二酸。本专利技术优选的方法中，②所述的活性炭优选为颗粒，可以是木质、果壳、煤质活性炭中的任意一种。本专利技术优选的方法中，②所述在固定床反应器内使用活性炭催化臭氧氧化①制备的丁二酸水溶液的具体方法为：所述的固定床反应器内装填颗粒活性炭作为固定床，控制固定床温度在30～70℃，①制备的丁二酸水溶液和臭氧进入所述的固定床反应器，控制丁二酸水溶液的体积空速在0.2～5h-1，控制固定床反应器内的臭氧浓度为10～100g/m3、臭氧体积空速为1～5h-1。本专利技术优选的方法中，③所述的母液返回①用于配制丁二酸水溶液。本专利技术更优选的方法中，③所述冷却结晶的温度为0～10℃；所述母液为所述冷却结晶温度下的丁二酸饱和水溶液，返回①配制丁二酸水溶液时根据母液温度调整丁二酸加入量，以防止过饱和。本专利技术优选的一种实施方式，具体步骤如下：①丁二酸加水配制成浓度为24％的水溶液，加热至50℃；②固定床反应器内装填1L果壳颗粒活性炭作为固定床，控制固定床温度在50℃，①制备的丁二酸水溶液从顶部进入所述的固定床反应器，控制丁二酸水溶液的体积空速在0.5h-1，同时，臭氧从顶部进入所述的固定床反应器，控制固定床反应器内的臭氧浓度为30g/m3、臭氧体积空速为3h-1；③经②氧化后的反应液过滤冷却至0℃结晶，离心得到固体潮品和母液，固体潮品烘干得到树脂级丁二酸产品，母液返回①用于配制丁二酸水溶液。本专利技术优选的另一种实施方式，具体步骤如下：①丁二酸加水配制成浓度为50％的水溶液，加热至70℃；②固定床反应器内装填1L果壳颗粒活性炭作为固定床，控制固定床温度在70℃，①制备的丁二酸水溶液从顶部进入所述的固定床反应器，控制丁二酸水溶液的体积空速在0.25h-1，同时，臭氧从顶部进入所述的固定床反应器，控制固定床反应器内的臭氧浓度为30g/m3、臭氧体积空速为4h-1；③经②氧化后的反应液过滤冷却至0℃结晶，离心得到固体潮品和母液，固体潮品烘干得到树脂级丁二酸产品，母液返回①用于配制丁二酸水溶液。与现有技术相比，本专利技术具有以下几方面的优点：1.采用固定床反应器，可以实现连续化和规模化生产；2.活性炭催化臭氧氧化，能够大幅提高臭氧利用率和氧化效率，充分分解微量色素及马来酸等杂质；3.离心母液可返回继续用于配制丁二酸水溶液；4.所得丁二酸含量更高，同时可满足PBS等树脂的生产要求。具体实施方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。实施例1称取发酵法、电解法和水相加氢法生产的丁二酸各240g，分别加入760g水，加热至50℃配制成3份24％的水溶液进行臭氧氧化。反应条件为：固定床反应器中装填1L果壳颗粒活性炭，控制固定床温度为50℃，丁二酸水溶液和臭氧同时由固定床反应器顶部通入进行反应，丁二酸溶液体积空速0.5h-1，臭氧浓度为30g/m3，臭氧体积空速为3h-1。反应结束，过滤冷却至0℃结晶，过滤烘干得到3份丁二酸，分别测定含量和白度(将丁二酸固体粉碎成粉末，称取10g压板，用白度仪测定)。实施例2称取发酵法、电解法和水相加氢法生产的丁二酸各500g，分别加入500g水，加热至70℃配制成3份50％的水溶液进行臭氧氧化。反应条件为：固定床反应器中装填1L果壳颗粒活性炭，控制固定床温度为70℃，丁二酸水溶液和臭氧同时由固定床反应器顶部通入进行反应，丁二酸溶液体积空速0.25h-1，臭氧浓度为30g/m3，臭氧体积空速为4h-1。反应结束，过滤冷却至0℃结晶，过滤烘干得到3份丁二酸，分别测定含量和白度。实施例3将上述实施例1、2中使用的3种丁二酸原料和臭氧氧化后得到的6个丁二酸样品各称取100g，测定初始白度；然后分别置于170℃鼓风烘箱中加热1h，重新测定加热后白度，测定结果见下表1。表1.实施例4将实施例1、2使用的3种丁二酸原料和臭氧氧化后得到的6个丁二酸样品各称取100g，分别按照PBS的制备工艺制备9个PBS样品。每个PBS样品分别取1g加入5ml氯仿溶解后测定色度(钴铂色度比色法)，与日本昭和PBS样品对比，测定结果见下表2。表2.以上显示和描述了本专利技术的基本原理、主要特征和本专利技术的优点。本行业的技术人员应该了解，本专利技术不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本专利技术的优选例，并不用来限制本专利技术，在不脱离本专利技术精神和范围的前提下，本专利技术还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本专利技术范围内。本专利技术要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种树脂级丁二酸的制备方法，包括如下步骤：①丁二酸加水配制成浓度为10～50wt％的丁二酸水溶液，调节所述水溶液的温度为30～70℃；②在固定床反应器内使用活性炭催化臭氧氧化①制备的丁二酸水溶液；③经②氧化后的反应液过滤后冷却结晶、固液分离得到固体潮品和母液，潮品烘干得到树脂级丁二酸产品。

【技术特征摘要】
1.一种树脂级丁二酸的制备方法，包括如下步骤：①丁二酸加水配制成浓度为10～50wt％的丁二酸水溶液，调节所述水溶液的温度为30～70℃；②在固定床反应器内使用活性炭催化臭氧氧化①制备的丁二酸水溶液；③经②氧化后的反应液过滤后冷却结晶、固液分离得到固体潮品和母液，潮品烘干得到树脂级丁二酸产品。2.权利要求1所述的制备方法，其特征在于：①使用的原料丁二酸为生物发酵法、电解法、水相加氢法制备的任意一种丁二酸。3.权利要求1所述的制备方法，其特征在于：②所述的活性炭为颗粒，选自木质、果壳、煤质活性炭中的任意一种。4.权利要求1所述的制备方法，其特征在于：②所述在固定床反应器内使用活性炭催化臭氧氧化①制备的丁二酸水溶液的具体方法为：所述的固定床反应器内装填颗粒活性炭作为固定床，控制固定床温度在30～70℃，①制备的丁二酸水溶液和臭氧进入所述的固定床反应器，控制丁二酸水溶液的体积空速在0.2～5h-1，控制固定床反应器内的臭氧浓度为10～100g/m3、臭氧体积空速为1～5h-1。5.权利要求1所述的制备方法，其特征在于：③所述的母液返回①用于配制丁二酸水溶液。6.权利要求5所述的制备方法，其特征在于：③所述冷却结晶的温度为0～10℃；所述母液为所述冷却结晶温度下的丁二酸饱和水溶液，返回...

【专利技术属性】
技术研发人员：张磊，李云政，张春辉，李正华，
申请(专利权)人：安徽雪郎生物科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34