羥基乙酸綠色合成新工藝及其精制技術(shù)研究.pdf

1、羥基乙酸又名乙醇酸,分子結(jié)構(gòu)中同時(shí)含有羥基和羧基,因此反應(yīng)性極強(qiáng),是一種應(yīng)用非常廣泛的化工產(chǎn)品,在工業(yè)清洗及建筑、化妝品、醫(yī)藥等高端行業(yè)的需求量逐年遞增。由于國(guó)內(nèi)羥基乙酸生產(chǎn)廠家少,工藝水平低下,羥基乙酸的產(chǎn)量及質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足市場(chǎng)的需求。目前羥基乙酸的生產(chǎn)方法主要有:氯乙酸水解法、氰化法、甲醛羰基化法等,這些方法普遍存在著污染環(huán)境,效率低下等問(wèn)題,不符合綠色化工的發(fā)展要求,需要研究開(kāi)發(fā)新的合成工藝。
　　乙二醛是武漢80萬(wàn)噸乙烯

2、工程產(chǎn)業(yè)鏈上的重要中間產(chǎn)品,開(kāi)展以乙二醛為原料的后續(xù)產(chǎn)品工藝研究勢(shì)在必行。本工作在參閱大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,以乙二醛為原料,經(jīng)過(guò)催化歧化反應(yīng)一步合成羥基乙酸。重點(diǎn)探討了催化劑種類(lèi)、催化劑濃度、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、物料添加方式等因素對(duì)乙二醛轉(zhuǎn)化率的影響,確定催化歧化反應(yīng)的工藝條件。同時(shí),圍繞市場(chǎng)對(duì)羥基乙酸越來(lái)越高的質(zhì)量需求,分別采用分級(jí)離子沉淀、多回路循環(huán)凈化和離子交換、電滲析等方法對(duì)催化歧化法合成的初級(jí)羥基乙酸的純化精制工藝進(jìn)行了研究,確定

3、了不同催化體系的產(chǎn)品精制工藝條件。
　　氫氧化鈉催化體系。以氫氧化鈉為歧化催化劑,首先催化乙二醛歧化合成羥基乙酸鈉,探討了堿的濃度、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、物料添加方式等條件對(duì)歧化反應(yīng)收率的影響。隨后分別用電滲析法和離子樹(shù)脂交換法脫除Na+,得到羥基乙酸。在電滲析法中,探討了原料濃度、流量、膜的耐久性等因素對(duì)分離結(jié)果的影響,結(jié)果表明:當(dāng)羥基乙酸鈉的初始濃度為1mol/L,流量為20L/h時(shí)對(duì)電滲析器的磨損最小,回收率較高。同時(shí)膜應(yīng)該定

4、期清洗,這樣才能保證使用效率。在離子樹(shù)脂交換法中,考察了交換時(shí)間、溫度等對(duì)吸附效果的影響,結(jié)果如下:當(dāng)吸附時(shí)間為90min,靜態(tài)吸附溫度為20℃時(shí),成本較低,同時(shí)收率較高。
　　氫氧化鈣催化體系。以氫氧化鈣為歧化催化劑,首先催化乙二醛歧化合成羥基乙酸鈣,羥基乙酸鈣經(jīng)硫酸酸化得到羥基乙酸,探索了堿濃度、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、物料添加方式、中和酸種類(lèi)、凈化劑濃度與用量等參數(shù)對(duì)反應(yīng)收率的影響,優(yōu)化的合成與凈化工藝條件如下:氫氧化鈣的質(zhì)量濃