[发明专利]一种连续化生产乙醇酸的方法

说明书

本发明提供了一种连续化生产乙醇酸的方法，包括以下步骤：A)草酸二甲酯和水混合预热后进行自催化半水解反应，得到的水解产物经精馏纯化得到草酸单甲酯；B)将所述步骤A)得到的草酸单甲酯与氢气在催化剂条件下进行催化加氢反应，反应产物经精馏纯化得到乙醇酸。本发明采用先水解后加氢的工艺，且水解过程为自催化半水解反应，较于工业上采用的水解反应更易于控制，反应产生的副产物量少，产品收率大大提高；草酸单甲酯加氢反应条件更加温和；加氢反应无副反应发生，反应所得物料中产品易于分离，产品纯度高；副产物草酸可做产品直接出售，减少废料的产生，遵循绿色生产原则。

技术领域

本发明属于有机合成技术领域，尤其涉及一种连续化生产乙醇酸的方法。

背景技术

乙醇酸以往主要用于制造锅炉清垢剂、清洗剂等。近年来广泛用作化妆品和医药品，其作为聚乙醇酸的原料也受到关注。乙醇酸可用于制备高分子量聚乙醇酸。传统的高分子材料如PET、PE、PP、PS等虽给老百姓的生活带来了很多便利，在社会经济发展中承担着重要作用，但由于回收利用不完善，且其本身在地球环境中不能降解或难以降解，造成严重的“白色污染”，随着社会对环保的日益重视，各个国家和地区相继颁发“限塑令”，发展以可降解的、对环境友好的高分子材料对传统的不可降解的高分子材料的替代成为了重要的研究方向。

目前，工业上乙醇酸的生产工艺主要采用氯乙酸水解法和甲醛羰化法。

(1)氯乙酸水解法：氯乙酸氢氧化钠催化水解制备乙醇酸，收率可达95％以上，产品质量分数可达98％以上。此法对反应原料的要求不高，原料中的杂质二氯乙酸也水解为乙醇酸，而且氯乙酸毒性大，腐蚀性强，不利于环保，且产品中含有氯离子。

(2)甲醛羰化法：该法为目前国外最主要的工业化方法。甲醛、CO和水在催化剂的作用下合成乙醇酸。在90MPa下乙醇酸的收率接近90％，该方法原料成本低，但对设备要求高，产品的分离、精制复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种连续化生产乙醇酸的方法，本发明中的方法简单、高效且经济效益好。

本发明提供一种连续化生产乙醇酸的方法，包括以下步骤：

A)草酸二甲酯和水混合预热后进行自催化半水解反应，得到的水解产物经精馏纯化得到草酸单甲酯；

B)将所述步骤A)得到的草酸单甲酯与氢气在催化剂条件下进行催化加氢反应，反应产物经精馏纯化得到乙醇酸。

优选的，所述自催化半水解反应在搅拌条件下进行，所述自催化半水解反应的温度为30～120℃；所述自催化半水解反应的时间为40～70min。

优选的，所述步骤A)中的精馏纯化依次包括常压精馏和减压精馏。

优选的，所述常压精馏分离出水，所述分离出的水作为原料返回参加水解反应；

所述减压精馏出草酸二甲酯和剩余的水和甲醇，所述分离出的草酸二甲酯和水返回参与水解反应。

优选的，所述草酸二甲酯与水的摩尔比为(10～60)：1。

优选的，所述催化剂包括载体和负载在载体上的活性金属，所述活性金属为Cu、Ni、Zn、Mo、Pd、Pt中的一种或多种；所述载体为ZSM-5分子筛、ZSM-22分子筛、ZSM-23分子筛或改性氧化铝。

优选的，所述加氢反应的温度为100～150℃；所述草酸单甲酯质量空速为0.1～5h^-1；所述加氢反应的压力为0.1～5.0MPa。

优选的，所述氢气与草酸单甲酯的摩尔比为(10～200)：1。

优选的，所述步骤B)中的加氢反应在固定床反应器中进行。

优选的，所述步骤B)中的精馏纯化包括一次或多次常压精馏；