[发明专利]一种巴豆醛的改进生产工艺

说明书

本发明公开了一种巴豆醛的改进生产工艺，其采用固载化的碱性离子液体1‑丁基‑3‑甲基咪唑氢氧盐[BmIm]OH作为催化剂，将其以捆扎包的方式作为填料装填入缩合塔中，使乙醛在缩合塔中发生缩合反应生成丁醇醛，然后将丁醇醛在醋酸的作用下于脱水塔中发生脱水反应得到巴豆醛粗产品，再依次经初馏塔、精馏塔处理得到巴豆醛产品。本发明通过采用固载化的碱性离子液体催化剂捆扎包代替传统的无机碱作为缩合反应的催化剂，使反应温和、副产物减少，极大提高了反应收率，大大减少了反应过程中的废水量，降低了分离回收所需的能耗。

技术领域

本发明属于化工合成技术领域，具体涉及一种巴豆醛的改进生产工艺。

背景技术

巴豆醛，学名丁烯醛，又名甲基丙烯醛，有顺式、反式两种异构体。巴豆醛为重要的化工中间产品，可用于生产巴豆酸、异丁醇、正丁醇、甲氧基丁醇等化工产品，主要用于山梨酸生产。以乙醛为原料，在碱性催化剂的作用下进行缩醛反应生成丁醇醛，再在酸性溶液中脱水生成巴豆醛，是合成巴豆醛的常规工业化路线。但采用无机碱作为缩合反应催化剂的主要缺点是，缩合反应速率快，副产物多。为了降低反应速率，通常在缩合反应过程中补充水（如专利CN 1810755A提出补充蒸汽冷凝水），以缓解强碱对缩合反应的影响。另外，为了降低副反应的产生，需要用酸中和缩合反应体系中的碱，以终止副反应的进行。该过程不仅难以准确控制，而且会产生大量的废水，增大了后续产品分离和废水治理成本；中和反应生成的盐也会堵塞管路，影响正常操作。专利CN 1810755A虽然对巴豆醛的生产工艺和装置进行了改进，但仍采用NaOH为催化剂，其废水产生量大。

针对传统无机碱作为缩合反应催化剂的不足，专利CN 105037119A公开了一种采用季铵碱（四甲基氢氧化铵）为催化剂进行乙醛缩合然后脱水生产巴豆醛的工艺流程，其反应后废水直接引入焚烧炉进行焚烧处理，以省去废水蒸馏除钠离子工序，节约能源，降低生产成本。CN 1807381A公开了一种巴豆醛改进的生产工艺，即采用有机胺（二乙胺或三乙胺）为催化剂进行乙醛的缩合反应，然后进行酸性条件下的脱水反应制备巴豆醛产品。与传统无机碱催化剂相比，采用季铵碱或有机胺有助于减少废水的产生量，但其仍属于均相催化剂，需要加酸来中和乙醛缩合反应体系中的碱以终止副反应的进行，无法克服反应过程难以准确控制的问题。

针对上述工艺的不足，本发明提出采用固载化的碱性离子液体代替传统的无机碱作为缩合反应的催化剂，并制成捆扎包结构作为催化单元填料。采用这种新型催化剂和捆扎包装填方式，保证了缩合反应仅在反应段进行，减少了副反应的发生，使反应更加温和、副产物减少，提高了缩合反应中丁醇醛的的收率。另外，由于省去酸碱中和反应过程，大大减少了工艺的废水量，减少了后续分离回收所需的能耗。

发明内容

本发明的目的在于提供一种巴豆醛的改进生产工艺，其将固载化的碱性离子液体以捆扎包的方式装填作为缩合塔反应段的填料，使缩合反应温和、副产物减少，极大提高了乙醛的转化率效率，大大缩减了反应过程中的废水量，减少了分离回收所需的能耗，节约了生产成本。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种巴豆醛的改进生产工艺，是采用固载化的碱性离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氢氧盐[BmIm]OH作为催化剂，将其以捆扎包的方式制成规整填料装填入缩合塔中，使乙醛在缩合塔中缩合生成丁醇醛，然后将丁醇醛在醋酸的作用下于脱水塔中脱水得到巴豆醛粗产品，再依次经初馏塔、精馏塔处理得到巴豆醛产品。

所述固载化的碱性离子液体是将碱性离子液体固载于无机硅胶上。

所述缩合塔从下到上分为丁醇醛浓缩段、缩合反应段和乙醛蒸出段，其中缩合反应段为填料段，丁醇醛浓缩段和乙醛蒸出段为板式或填料式结构。

缩合塔采用充入N₂的方式控制塔顶压力为140-150KPa，通过脱盐水的进料量控制反应段温度为47-50℃，塔釜温度为74-77℃。