[发明专利]一种5-乙基-1,3-二恶烷-5-甲醇的制备方法

说明书

本发明公开了一种5‑乙基‑1,3‑二恶烷‑5‑甲醇的制备方法，该方法采用酸性催化剂，以三羟甲基丙烷和甲醛为原料，在缩合反应釜中，伴有氮气或空气保护的气氛下反应，反应完成后对其进行中和，得到中性反应液；将中性反应液送至轻组分精馏塔进行进一步分离，塔顶采出物料得到水和轻组分，塔釜采出物料得到5‑乙基‑1,3‑二恶烷‑5‑甲醇和重组分，再将其送至产品精馏塔，塔顶采出物料得到5‑乙基‑1,3‑二恶烷‑5‑甲醇产品。5‑乙基‑1,3‑二恶烷‑5‑甲醇的精馏收率可达95％以上，质量浓度达99.5％以上。本方法使用结构简单的缩合反应釜，不使用溶剂，无溶剂残留，工艺简单，经济性好，且获得的产品质量高、色度好。

技术领域

本发明属于化工技术领域，具体的说是涉及一种5-乙基-1,3-二恶烷-5-甲醇的制备方法。

背景技术

5-乙基-1,3-二恶烷-5-甲醇，俗称环状三羟甲基丙烷缩甲醛，其英文名称为5-ethyl-1,3-dioxane-5-methanol，简称CTF，CAS号5187-23-5。现有技术中5-乙基-1,3-二恶烷-5-甲醇的合成途径为：在三羟甲基丙烷缩合（羟醛缩合+坎尼扎罗反应）时副产5-乙基-1,3-二恶烷-5-甲醇，不同的工艺条件转化率各有差异，以正丁醛计5-乙基-1,3-二恶烷-5-甲醇的转化率大约为3～21％，由于转化率低，缩合液中组分复杂，5-乙基-1,3-二恶烷-5-甲醇含量低，分离困难，分离成本高，生产工艺经济性差。

专利US4076727、CN89103420.X和CN108383826A分别公开了了5-乙基-1,3-二恶烷-5-甲醇的制备方法，都需要使用溶剂，使得工艺复杂，生产成本上升，经济性不佳。专利CN200710055700.0公开了一种合成三羟甲基丙烷环状缩甲醛的方法，但是需要反应精馏装置，并且是间歇操作，工艺复杂，反应温度高，产品品质差，不适合连续工业化生产。因此，需要开发出一种工艺简单、条件温和、生产成本低、且适用于连续工业化生产的制备5-乙基-1,3-二恶烷-5-甲醇的方法。

发明内容

本发明为了克服现有技术存在的不足，提供一种5-乙基-1,3-二恶烷-5-甲醇的制备方法。

本发明的制备方法包括反应工序和精馏工序两部分。反应工序中采用酸性催化剂，以三羟甲基丙烷和甲醛为原料，进行缩合反应生成5-乙基-1,3-二恶烷-5-甲醇的反应液，精馏工序中依次通过轻组分精馏塔和产品精馏塔进行产物分离，最终获得高质量的5-乙基-1,3-二恶烷-5-甲醇产品。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种5-乙基-1,3-二恶烷-5-甲醇的制备方法，该方法以三羟甲基丙烷和甲醛为原料，采用酸性催化剂，在缩合反应釜中，伴有氮气或空气保护的气氛下，于0～0.3MPa，50～160℃温度条件下反应0.5～24小时，反应完成后对其进行中和，得到中性的反应液，主要含少量轻组分、甲醛、水、5-乙基-1,3-二恶烷-5-甲醇及重组分等；将反应液再送至轻组分精馏塔进行进一步分离，塔顶采出物料得到水和轻组分，塔釜采出物料得到5-乙基-1,3-二恶烷-5-甲醇和重组分等，再将塔釜采出物料送至产品精馏塔，塔顶采出物料得到5-乙基-1,3-二恶烷-5-甲醇产品，塔釜采出重组分物料进行回收处理。

酸性催化剂可以为无机酸、有机酸、固体酸等催化剂中的一种或几种的混合物。无机酸包括盐酸、磷酸、硫酸等；有机酸包括苯磺酸、对甲苯磺酸、甲酸等；固体酸包括沸石、类沸石、粘土、金属氧化物、金属混合氧化物、负载型酸、硫酸化氧化物、层状过渡金属氧化物、金属盐、杂多化合物和阳离子交换树脂等。

三羟甲基丙烷和甲醛的摩尔比为1:0.5～1:2.0，酸性催化剂加入量为反应物总重量的0.1～5％，其中甲醛可以是多聚甲醛也可以是甲醛的水溶液。

三羟甲基丙烷和甲醛的反应在缩合反应釜中进行，缩合反应釜内安装有搅拌装置、加热装置和冷凝分水器。