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今日河南泳坛夺金:季戊四醇性状及其生产工艺简介

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发表时间:2018-10-30 12:17作者:周民强、小贺来源:湖南工业学院

季戊四醇性状及其生产工艺简介

河南体彩481遗漏查询 www.6q2j.net 季戊四醇是石油、化工、轻工业的重要原料,我国季戊四醇主要用于醇酸树脂涂料、合成润滑油、松香酯、季戊四醇硝酸酯等,也在多种场合代替甘油使用,特别是生产聚酯多元醇和聚醚多元醇。广州贺隆贸易有限公司专业代理销售单季戊四醇,主营宜化牌季戊四醇、金禾牌季戊四醇,广州老字号,口碑好质量佳,价格实惠,欢迎来电咨询!

1. 季戊四醇性状与用途

季戊四醇是重要的精细化工原料和中间体,主要用来生产醇酸树脂,合成润滑油及其添加剂用脂肪酸酯,松香酯及妥儿油酯,炸药,聚醚多元醇生产的起始剂等。目前,正在开发季戊四醇的深加工产品,包括聚酯多元醇的引发剂,阻燃涂料的组分,环氧交联剂中间体,聚氯乙烯稳定剂,油改性氨基表面涂料(氨基醇酸树脂)中间体,烯烃抗氧剂和季戊四醇三丙烯酸酯等。季戊四醇的磷酸酯和亚磷酸酯用作聚合物生产的阻燃剂、抗氧剂或热稳定剂,而季戊四醇丙烯酸酯则广泛应用于辐射熟化涂料和快干的印刷油墨,也用于制造水溶性醇酸树脂,其聚合物乳液可用作胶粘剂。季戊四醇产品一般包括单季戊四醇(PE)、双季戊四醇(DPE)和三季戊四醇(TPE)。国外季戊四醇产量的70%以上主要用来合成醇酸树脂涂料。PE分子式:C5H12O4结构式:C(CH2OH)4分子量:136.15,CAS号:115-77-5。季戊四醇化学名称2,2-二羟甲基-1,3-丙二醇,是一种典型的新戊基结构的四元醇,具有多元醇的典型化学性质,可以进行多元醇所能参与的各种反应,如硝化、氧化、醚化、酯化、卤代等。外观为白色粉末状结晶,可溶于乙醇、甘油、乙二醇、甲酰胺、丙酮、苯、四氯化碳、乙醚和石油醚等。

1.1季戊四醇的理化性质

季戊四醇

分子式:C(CH2OH)4

分子量:136.15

性状:白色结晶或粉末

熔点:261~262℃

沸点:276℃

相对密度:1.395gcm-3

折射率:1.548

溶解性:15℃时1g溶于18ml水。溶于乙醇、甘油、乙二醇、甲酰胺。不溶于丙酮、苯、四氯化碳、乙醚和石油醚等。

稳定性:在空气中很稳定,不易吸水。

其他物化性质:略有甜味,基本无毒。

1.2 季戊四醇用途

季戊四醇是石油、化工、轻工业的重要原料,可用于制造合成性干油,加入季戊四醇的油可提高光亮度、耐热性、还可制造季戊四醇四硝酸酯,石油抗冻添加剂、季戊四醇环氧树脂、氯化聚醚工程材料等产品,广泛应用于石油、化工漆料工业,对于发展石油、化工、轻工业有着重要意义。我国季戊四醇主要用于醇酸树脂涂料、合成润滑油、松香酯、季戊四醇硝酸酯等,也在多种场合代替甘油使用,特别是生产聚酯多元醇和聚醚多元醇。季戊四醇产品一般包括单季戊四醇(PE)、双季戊四醇(DPE)和三季戊四醇(TPE),不同级别产品用途有所不同,一般上认为双和三季戊四醇是系列产品的高档产品,主要用于合成高档涂料和润滑油。我国季戊四醇的消耗主要在涂料行业,以前主要用于生产醇酸树脂,在天然树脂漆、酚醛树脂漆和氨基树脂漆方面也有一定的用量。由季戊四醇生产的醇酸树脂涂料由于具有良好的成膜特性、良好的性价比,因而在市场上比甘油、三羟甲基丙烷等更具竞争力。此外,在聚氨酯、合成润滑油、松香酯和妥尔油酯、聚烯烃抗氧剂和聚氯乙烯稳定剂等方面也有应用。近年季戊四醇的需求量呈跳跃式上升,其主要原因是将醇酸树脂用异氰酸酯改性,所得的双组分漆性能优异、价格较低,被广泛用于家具和装饰涂料。

广州季戊四醇供应_宜化季戊四醇.jpg

2. 季戊四醇的生产技术及合成工艺的发展

季戊四醇的工业化生产均以甲醛和乙醛为原料,根据使用的催化剂的不同,又可分为钙法(以氢氧化钙为催化剂)和钠法(以氢氧化钠为催化剂)。钠法工艺还可分为高温低浓度法、低温高浓度法和催化加氢法。目前国外先进工艺普遍采用的生产技术是低温钠法。由于国内季戊四醇的生产工艺水平比较落后,因此本项目建议引进国外先进的生产技术,生产高纯的单季及高档的双季、三季产品。

2.1 生产工艺与反应原理

以甲醛和乙醛为原料,在碱性缩合剂存在下反应而得。当采用氢氧化钠为缩合剂时,称为钠法。原料的摩尔配比为乙醛:甲醛:碱=1.5:6:1.1-1.3。将氢氧化钠溶液加入37%的甲醛溶液中,在搅拌下加入乙醛,于2532℃反应6-7h。经中和过滤即得季戊四醇。钙法生产季戊四醇工艺是一种化工产品生产工艺,它是由甲醛、乙醛、氢氧化钙制成,其配比比例为:410∶1∶1.11.2;其制造工艺为:第一步缩合,将浓度为甲醛120 g·L-1、乙醛200g·L-1、氢氧化钙200g·L-1进行缩合,其工艺参数为:反应温度25℃~60℃;投料时间2小时;第二步脱醛;第三步蒸发;第四步结晶;第五步离心;第六步干燥为成品,产品单季含量95~98%。由于采用此工艺,效果显著,一是原材料易购;二是产品质量高;三是收率高,单程收率可达98%;四是投资省、无污染。

1938年以后,美国由甲醛与乙醛在碱性介质中缩合季戊四醇实现了工业化生产。随着季戊四醇用途的不断扩大,国内外对季戊四醇的合成工艺的研究一直没有停止,其生产技术得到了快速的发展。

季戊四醇反应原理季戊四醇以甲醛和乙醛为原料,在碱性催化剂(氢氧化钙或氢氧化钠。用氢氧化钙的季戊四醇生产工艺称为“钙法”;用氢氧化钠的季戊四醇生产工艺称为“钠法”?!澳品ā闭谥鸩饺〈案品ā?存在条件下,反应制得。首先甲醛和乙醛缩合生成反应中间物五碳赤丝藻糖(季戊四糖),五碳赤丝藻糖与甲醛反应,还原生成季戊四醇,同时生成甲酸盐。

在反应过程中伴随有副反应发生,副产物主要有:聚季戊四醇、季戊四醇甲醚类、季戊四醇缩甲醛、树胶和甲醛聚糖。通过合理选择和严格控制反应条件可以抑制这些副反应的发生。反应物是甲醛和乙醛混合物水溶液,反应原料配比决定了最终反应产物的比例。使用NaOH作催化剂,副产物是甲酸钠。随着原料配比中甲醛对乙醛的比例增加,相应的产物中二季戊四醇量增加,单季戊四醇量减少。理论上4个甲醛分子与一个乙醛分子反应,消耗一个分子当量的碱,但是,为了抑制乙醛自身缩合反应发生,一般都采用过量的甲醛,甲醛与乙醛分子比为5∶1~15∶1。本反应是放热反应,反应系统温度升高是引起副反应发生的主要原因。当反应温度超过80℃时,大量副反应发生影响产品纯度,产品质量降低。因此,反应度一般控制在40~70℃,反应时间为0.5~3 h。

在工业生产中,将一定量的甲醛加入反应器。在搅拌条件下,把一定量的乙醛和碱逐渐加入反应器,加料时间持续5 h,保持反应温度33℃。反应热由冷冻盐水撤出,乙醛和碱进料完成,缩合反应结束。反应液(碱性混合物)用甲酸中和至pH值为6。过量甲醛通过蒸馏脱除,经真空浓缩,使季戊四醇浓度达到35%~40%,闭压力(0.4MPa)下操作,在反应器内乙醛和过量甲醛全部反应,提高了转化率。反应温度提高,反应速率增加,提高了生产能力。同时,可用普通循环水代替低温水撤热?!丁笆の濉逼诩渲饕ば幸祷肪潮;と挝窦按胧谢霞昂铣刹牧瞎ひ怠分幸蟛捎梅植浇峋Хɑ厥占疚焖拇寄敢褐械募姿崮?。也可将此母液经酸化、酯化及胺化后制取二甲基甲酰胺(DMF)。反应式如下所示

2HCOONa+H2SO4→2HCOOH+Na2SO4(2-1)

HCOOH+CH3OH→HCOOCH3+H2O(2-2)

HCOOCH3+HN(CH3)2→HCON(CH3)2+CH3OH(2-3)

2.2 季戊四醇新工艺简介

传统的生产方法存在较多的问题,主要有:1)与季戊四醇等物质量的副产品甲酸钠市场需求非常有限,价格低且难分离;2)传统的结晶方法中,母液中还存在大量未结晶析出的季戊四醇产物,排放后造成资源的浪费,同时又污染了环境;3)强碱性氢氧化钠催化剂对设备有严重的腐蚀作用,也影响产品质量的提高。因此季戊四醇的合成工艺一直在不断研究中,主要有连续法,电渗析法,有机溶剂萃取法等,下面简单介绍这几种方法。

2.2.1连续法合成工艺

国外季戊四醇生产已逐渐转向以连续法工艺为,包括连续法合成、多效连续蒸发、连续结晶分离、连续干燥包装等。整个生产过程的连续化,使得装置的自动化程度大幅度提高。日本、意大利、捷克、西班牙等国对连续法合成工艺进行了深入的研究,大多数厂家均采用连续法生产工艺。日本、捷克的连续合成工艺为:反应体系由6个左右的串联反应器组成,每个反应器由混合段、冷却段和反应段组成,反应段的长径比约为7,将甲醛和碱连续送入第一个反应器的混合段,然后依次流经各反应器,乙醛分别由每个反应器的混合段进入(乙醛添加量各反应器依次递减),反应混合物在每个反应器的停留时间为5~30 min,最后一个反应器的停留时间可以是30-60 min。该工艺已实现工业化,收率可达95%以上。

2.2.2电渗析法分离甲酸钠和季戊四醇工艺

电渗析是一种在电场作用下使溶液中的离子选择性地透过而使产品得以提纯的一种分离工艺。电渗析装置由交替排列的阳离子和阴离子选择性透过膜分隔成的阳极室、一系列交替相间的浓缩室和稀释室以及阴极室构成。在阳极室和阴极室加人导电液并不断循环。经精馏除去甲醛后的浓缩液用母液稀释到季戊四醇含量为10%左右,将溶液加热到50-80℃,在电流密度为500-800 A·m-2的条件下进行电渗析,浓缩的甲酸钠溶液不停地从浓缩室排出,经过提纯的季戊四醇溶液不断地从稀释室的另一端排出。提纯后的季戊四醇和甲酸钠溶液可通过蒸发、结晶和过滤得到甲酸钠含量小于0.01%的季戊四醇和有机物含量很低的高纯度甲酸钠产品。

2.2.3有机溶剂萃取回收甲酸钠工艺

国外母液回收大多采用异丁醇等有机溶剂萃取回收甲酸钠。其工艺为:经预热后的母液与有机溶剂在萃取槽中逆流接触,季戊四醇等有机物被萃取出来,萃取相经去离子塔除去微量钠离子,然后进入溶剂蒸发器中蒸发回收有机溶剂,从蒸发器底部排出的萃取相用泵送去焚烧。萃余相进入甲酸钠蒸发器,经浓缩后的甲酸钠溶液送人结晶系统在真空条件下进行结晶,然后送至分离系统,离心分离出来的甲酸钠经干燥得到甲酸钠成品,母液返回季戊四醇结晶工段。

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