[发明专利]三羟甲基丙烷生产工艺改进

说明书

本发明是关于由甲醛、丁醛在碱性催化剂存在下反应生产三羟甲基丙烷的工艺改进，特别是三羟甲基丙烷与甲酸钠分离工艺的改进。

三羟甲基丙烷是一种用途广泛的化工原料，可以用它制备醇酸树脂涂料、聚氨酯泡沫塑料、高速透平润滑油、增塑剂、稳定剂、表面活性剂以及各种聚醚多元醇等。

通常用的简单经济的生产三羟甲基丙烷的方法，是以甲醛、丁醛为原料，在碱性催化剂存在下经羟醛缩合接着进行康尼查罗反应生成三羟甲基丙烷。反应方程式如下：

虽然该反应易于进行，但反应生成大量副产物甲酸钠，从反应式可见生成一分子三羟甲基丙烷就得到一分子甲酸钠，而在实际生产中二者几乎以同等量存在于反应生成液中。因此从反应生成液分离三羟甲基丙烷和甲酸钠是生产工艺中关键的一步，即使三羟甲基丙烷粗品中混有少量甲酸钠，当蒸馏精制时也会引起三羟甲基丙烷的严重分解，从而降低了三羟甲基丙烷产品的产量和质量。

在已有技术中三羟甲基丙烷和甲酸钠的分离有以下几种可实用的方法。

①反应生成液浓缩到一定程度后，用水不溶的溶剂如醋酸乙酯，正丁醇，戊醇等将三羟甲基丙烷萃取到溶剂中，与含甲酸钠的水相分离，再分别处理有机相和水相，得到产品和副产品。（US  3776963、特开昭49-34965）

②反应生成液用过热蒸汽在减压下进行水蒸汽蒸馏，蒸出三羟甲基丙烷的水溶液，甲酸钠留在蒸馏残渣中。也可以先浓缩除去大部分甲酸钠后再进行水蒸汽蒸馏，或者先用溶剂萃取出三羟甲基丙烷，回收溶剂后再进行水蒸汽蒸馏。（BP  1291938，北京化工三厂现生产工艺）

③反应生成液真空浓缩到一定程度后，除去大部分甲酸钠，再稀释沪液，使其依次通过H-型和OH-型离子交换树脂，彻底分离甲酸钠。（X，.1966，NO 9，32）

本发明是在北京化工三厂现生产工艺的基础上进行的改进。附图1，是现有工艺流程示意图，该流程中用盐析法回收水蒸汽蒸馏残渣中三羟甲基丙烷的方法已申请了专利（CN  89-100695A）。本发明的目的是为进一步简化现有生产工艺，提高产品的产量和质量。

本发明采用的手段是：①在反应生成液经常压预浓缩到一定程度后，接着进行真空浓缩，以避免三羟甲基丙烷的高温分解。②在分离出甲酸钠固体后，再用蒸汽洗涤，以减少甲酸钠中夹带的三羟甲基丙烷。这样可以去掉现有生产工艺中水蒸汽蒸馏和盐析工序，利用现有工艺中盐析工序的设备，就能实施本发明工艺，达到本发明的目的。以下简述现有工艺流程和本发明工艺流程并加以比较。

现有工艺流程简述：（参见附图1）由缩合釜（1）出来的反应生成液进入浓缩釜（2）浓缩除去一部分水后，进入水蒸汽蒸馏塔（3）进行水蒸汽蒸馏，蒸出的三羟甲基丙烷·水混合物进入冷却塔（4）冷凝后，再进薄膜蒸发器（5）蒸出高纯度三羟甲基丙烷，经结片机（6）结片得三羟甲基丙烷产品。水蒸汽蒸馏残渣进溶盐釜（7）加水溶解，溶解液进盐析釜（8），通过加热提高甲酸钠的浓度而使三羟甲基丙烷溶解度下降呈油层析出与甲酸钠水相分离，水相进结晶釜（9）冷却结晶，进入离心机（10）分离得甲酸钠产品。油相返回精制工序。

本发明工艺流程简述：（参见附图2），由缩合釜（1）出来的反应生成液，经常压予浓缩，予浓缩液进浓缩釜（2），在真空度0.05～0.098mPa，最好是0.09～0.097mPa浓缩4-5小时，使浓缩最终温度达到85-120℃，最好是95-105℃，也可以浓缩到无水，然后进入结晶釜（3）冷却结晶出甲酸钠，进入离心机（4）进行离心分离，得到的固体，用0.1mPa的蒸汽洗涤1-10分钟，最好是2-5分钟，即得到甲酸钠产品，蒸汽洗涤冷凝液（简称汽洗液）返回再去浓缩。离心母液为三羟甲基丙烷粗品，进入薄膜蒸发器（5）精制得高纯度三羟甲基丙烷，再经结片机（6）结片即得三羟甲基丙烷产品。

本发明工艺与现有工艺比较有以下优点：

①由于去掉了水蒸汽蒸馏和盐析工序，简化了工艺，降低了能耗，而三羟甲基丙烷和甲酸钠产品质量仍能达到一级品标准。

②增加了真空浓缩和蒸汽洗涤，降低了三羟甲基丙烷的分解和夹带，使三羟甲基丙烷收率比现有工艺提高15%。

③取消了盐析工序，经浓缩、结晶、蒸汽洗涤直接得到甲酸钠产品，收率也比现有工艺提高30%。

④收率提高的结果，相应地三废污染也大大减少。