一种制备异辛酸的方法技术

一种制备异辛酸的方法，解决以往异辛酸制备技术中的合成步骤多、工艺过程无法连续、设备腐蚀性大、三废排放量多、能耗大等的问题。本方法采用正丁醛为原料，经丁醛缩合、缩合产物选择性加氢、加氢产物氧化以及氧化产物精馏分离的步骤，得到异辛酸产品。本方法原料和催化剂价格低廉，产品的生产成本低；工艺过程全部连续，操作简单，装置安全性高；产品质量高，异辛酸纯度大于99.5％；三废排放量低，装置能耗小。本方法产物收率高，正丁醛的单耗小于1.1吨/吨异辛酸。本方法适用于高纯度异辛酸的生产。产。产。

【技术实现步骤摘要】
一种制备异辛酸的方法


[0001]本专利技术涉及一种制备高纯度异辛酸的方法。

技术介绍

[0002]异辛酸，又称2
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乙基己酸，是丙烯下游衍生物中的一种高附加值精细化学品，被广泛应用于医药、香料、染料、杀菌剂、化妆品、树脂、塑料等领域。此外，异辛酸可用来制备异辛酸盐，用作催干剂，与传统环烷酸盐催干剂相比，异辛酸盐催干剂性能优势明显，正在逐步取代环烷酸盐催干剂，需求量不断增长。
[0003]目前异辛酸的生产主要有两种技术路线：一是以异辛醇为原料，在强碱性环境下经氧化得到异辛酸盐，再经中和、减压精馏得到异辛酸；一是以正丁醛为原料，经丁醛缩合得到异辛烯醛，异辛烯醛经选择性加氢，得到异辛醛，异辛醛经氧化得到异辛酸。
[0004]以异辛醇为原料的技术路线产生较多的含盐废水，氧化剂消耗量大，且生产装置在强碱、强酸环境下运行，容易腐蚀。故此路线不仅三废排放量大、安全性低、设备腐蚀快，而且难于连续生产、产量低、操作难度高和产品质量不稳定。国内现有装置基本都采用的是此技术路线，装置规模小、效益差。
[0005]近年来，国内有些研究尝试对以异辛醇为原料的工艺路线进行部分改进，如专利CN200710189641.6、CN201510324617.3尝试用其他酸替代硫酸。但这些改进没有从根本上改变此路线的缺陷，仍避免不了强酸、强碱、三废排放量大、设备腐蚀严重、生产工艺无法连续、产品质量不稳定等的缺点。
[0006]另外，国内对以正丁醛为原料的工艺路线研究也越来越多，但基本都集中在某个单元技术上。例如专利CN201811205777.6专利技术了一种异辛烯醛选择性加氢的催化剂，此催化剂为多元酸交联的高分子基体和金属活性组分，金属活性组分主要为贵金属钯。此催化剂不仅制备困难，而且昂贵，无工业化价值。CN201711279015.6公开了一种异辛醛的制备方法，采用具有两种金属组分的加氢催化剂，其中第一金属组分为银、钴、铑的一种或多种，第二金属组分为贵金属钯，此催化剂具有多种贵金属，成本高昂。专利CN201811176355.0公开了一种异辛醛氧化的催化剂，此催化剂为具有模拟酶催化功能的卟啉仿生催化剂，且此催化剂负载于磁性纳米结构上。该催化剂制备难，成本高，不具有工业化价值。同样，CN201810057891.2 公开了一种异辛醛氧化制异辛酸的方法，该方法采用以磺化石墨烯为载体的纳米银催化剂，催化剂成本高，生产工艺复杂。CN201210197392.6公布了一种异辛醛氧化的磷钼钒杂多酸催化剂，该催化剂制备过程复杂，涉及到多种强酸、易挥发有机溶剂，成本高，三废大；且此种类型催化剂使用后回收难。CN1357527A和CN1410407A分别公布了一种异辛酸的制造方法，采用异辛醛氧化，氧化催化剂为醋酸锰、醋酸钾、醋酸铜或醋酸钠，反应须在低温下进行，反应温度约为0～30℃。此两个文献所得的异辛酸选择性都较低，前者约93％，后者约95％。专利CN202010622761.6公开了一种从异辛烯醛制备异辛酸的生产工艺，该工艺包括两步，第一步为异辛烯醛加氢，采用纳米粒子加氢催化剂，得到异辛醛；第二步为异辛醛氧化，采用的氧化催化剂为乙酸钴、乙酸钼、乙酸银、乙酸锰、异辛酸锰、异辛酸
钴、异辛酸银、异辛酸钼等；第一步加氢反应的转化率为97％，选择性为95％；第二步氧化反应的转化率为97％，选择性为94％，这些性能数据都低于国外采用同样原料的工业装置生产数据，不具有经济性。

技术实现思路

[0007]本专利技术涉及一种制备异辛酸的方法，主要用于制备高纯度异辛酸产品。
[0008]本专利技术的目的是以正丁醛为原料，合成高纯度异辛酸，所要解决的技术问题是传统以异辛醇为原料的异辛酸生产技术中合成步骤多、工艺过程无法连续、设备腐蚀性大、三废排放量多、能耗大以及产品质量不稳定等的问题，提供一种新的全流程、连续化异辛酸生产方法。本方法以价格低廉的正丁醛为原料，经缩合、选择性加氢和氧化步骤合成得到高纯度异辛酸，具有全流程、连续化生产、操作简单、安全性高、产品质量稳定等优点；同时，本方法无需添加强酸、强碱，三废排放量小，装置投资和生产成本低。
[0009]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下：一种制备异辛酸的方法，本方法以正丁醛为原料，经以下步骤得到异辛酸产品：
[0010](1)正丁醛经自缩合反应生成异辛烯醛混合物；
[0011](2)异辛烯醛混合物经选择性加氢反应生成异辛醛混合物，选择性加氢催化剂为负载型镍催化剂，选择性加氢反应为气液固三相反应；
[0012](3)异辛醛混合物经稳定塔、重组分塔分别脱除轻、重组分后，得到异辛醛，其中稳定塔和重组分塔的塔釜温度小于150℃；
[0013](4)异辛醛经氧化反应生成异辛酸混合物，氧化反应仅在有抑制剂的存在下进行，无需催化剂；
[0014](5)异辛酸混合物经脱轻塔、脱重塔分别脱除轻、重组分后，得到异辛酸产品。
[0015]本专利技术技术方案中，负载型镍催化剂的载体为氧化铝、氧化硅或它们的混合物，且催化剂含有：5～25％的氧化镍，0.5～10％的氧化钴、氧化锌、氧化铜或氧化锆中的一种或多种过渡金属氧化物以及0.01～5％的P、B中的一种或两种氧化物。
[0016]选择性加氢的加氢压力为1.0～5.0MPa，加氢温度为30～200℃，氢气与原料的摩尔比为1.0～1.5。
[0017]稳定塔、重组分塔以及脱轻塔、脱重塔都可设计为填料塔或板式塔，其塔顶操作压力为
‑
0.099～
‑
0.001MPa。
[0018]氧化反应抑制剂为碱金属或碱土金属的氧化物、氢氧化物或有机酸盐的一种或多种，优选为KO、Na2O、CaO、KOH、NaOH、Ca(OH)2、乙酸钾、乙酸钠、乙酸钙、异辛酸钾、异辛酸钠、异辛酸钙的一种或多种。
[0019]氧化反应抑制剂与氧化原料的质量比为0.01～5％。
[0020]氧化反应的反应温度为30～150℃，反应压力为0.5～5.0MPa；氧化剂为空气，其与原料的摩尔比为2.5～3.5。
[0021]本方法以价格低廉的正丁醛为原料，经正丁醛自缩合反应得到异辛烯醛、异辛烯醛再经选择性加氢得到异辛醛、异辛醛氧化得到异辛酸等步骤，获得高纯度异辛酸产品。相比于传统的异辛酸生产方法，本方法在各个方面都具有明显优势，主要体现在：
[0022](1)包含了从正丁醛到异辛酸的全流程；
[0023](2)全流程实现了连续化，装置操作简单，安全性高和产品质量稳定；
[0024](3)无需强酸、强碱，三废排放量少，工艺过程更加绿色、环保；
[0025](4)异辛烯醛选择性加氢采用了低成本的负载型镍系催化剂，大大降低了生产成本；
[0026](5)由于异辛醛氧化为自由基反应机理，添加抑制剂可极大地降低副反应的发生，提高产物的选择性；本方法异辛醛氧化无需催化剂，仅添加少量的抑制剂，因此不仅生产成本降低，而且产物的选择性得到极大提高；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备异辛酸的方法，本方法以正丁醛为原料，经以下步骤得到异辛酸产品：(1)正丁醛经自缩合反应生成异辛烯醛混合物；(2)异辛烯醛混合物经选择性加氢反应生成异辛醛混合物，选择性加氢催化剂为负载型镍催化剂，选择性加氢反应为气液固三相反应；(3)异辛醛混合物经稳定塔、重组分塔分别脱除轻、重组分后，得到异辛醛，其中稳定塔和重组分塔的塔釜温度小于150℃；(4)异辛醛经氧化反应生成异辛酸混合物，氧化反应仅在有抑制剂的存在下进行，无需催化剂；(5)异辛酸混合物经脱轻塔、脱重塔分别脱除轻、重组分后，得到异辛酸产品。2.根据权利要求1所述制备异辛酸的方法，其特征在于负载型镍催化剂的载体为氧化铝、氧化硅或它们的混合物，且催化剂含有：5～25％的氧化镍，0.5～10％的氧化钴、氧化锌、氧化铜或氧化锆中的一种或多种过渡金属氧化物以及0.01～5％的P、B中的一种或两种氧化物。3.根据权利要求1和2所述制备异辛酸的方法，其特征在于选择性加氢的加氢压...

【专利技术属性】
技术研发人员：甘永胜，张帆，肖小玲，
申请(专利权)人：上海与盈材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：