一种复合型固体酸催化氧化生产乙醛酸的制备方法

摘要

本发明提供一种复合型固体酸催化氧化生产乙醛酸的制备方法，属于化工生产领域，该复合型固体酸催化氧化生产乙醛酸的制备方法具体步骤为原材料准备，氧化提取处理，氧化提取粉制备加工操作，乙醛酸加工过滤处理和运输。本发明加入助催化剂复合型固体酸催化氧化溶液，提高了乙醛酸的产率；操作环境得到改善，避免了环境易污染，设备易腐蚀的缺点，产品质量稳定，适于工业化生产；本发明通过多层过滤，可保证乙醛酸生产效率，并保证乙醛酸的生产纯度，提高使用效果，储存简单，易于掌握。

说明书

技术领域

本发明属于化工生产技术领域，尤其涉及一种复合型固体酸催化氧化生产乙醛酸的制备方法。

背景技术

乙醛酸(OHCCOOH)兼有醛和羧酸的性质，是一种重要的有机化工原料中间体与生化试剂。由乙醛酸可衍生出几十种精细化工产品，广泛用于医药、香料、农药、油漆、造纸、食品添加剂等领域；乙醛酸在皮革和电子、电镀方面的应用正处于开发阶段。近十年来，由于乙醛酸下游产品的应用领域不断扩大，乙醛酸的市场需求不断增加，产量迅猛增长。

现有技术乙醛酸的制备方法应用较为广泛。

但是，现有的乙醛酸的制备方法存在着制备工艺落后，制备效果差，不具备过滤功能和催化效果差的问题。

因此，发明一种复合型固体酸催化氧化生产乙醛酸的制备方法显得非常必要。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种复合型固体酸催化氧化生产乙醛酸的制备方法，以解决现有的乙醛酸的制备方法存在着制备工艺落后，制备效果差，不具备过滤功能和催化效果差的问题，一种复合型固体酸催化氧化生产乙醛酸的制备方法具体包括以下步骤：

步骤一：原材料准备，准备乙二醛、双氧水、催化剂，将乙二醛溶液在12-15℃的条件下，进行混合搅拌，并不断进行混合反应，同时加入催化剂硫化亚铁和催化剂，反应产生氧化物；

步骤二：氧化提取处理，具体包括以下步骤：

第一步：筛网过滤处理，将氧化物置于不锈钢筛网上，并不断进行振动筛除，可去除较大的颗粒，并留下过滤后的氧化物，对杂质颗粒进行储存处理；

第二步：氧化物研磨处理，可将氧化物置于研磨机中进行研磨，可研磨至成粉状，再次进行过滤筛分，去除研磨不均匀的颗粒，制备形成氧化提取粉；

步骤三：氧化提取粉制备加工操作，具体包括以下步骤：

第一步：氧化物提取反应，将氧化提取粉与无水乙醇在硫酸的存在下，130-140℃酯化反应2-4小时，从反应液中收集酯化产物，酯化产物置于储存罐中，并避免手部接触，对酯化产物进行搅拌，捞取杂质；

第二步：酯化产物反应处理，酯化产物与硫酸在110-120℃条件下水解反应2-3小时，从反应液中收集目标产物乙醛酸，乙醛酸储存，备用；

步骤四：乙醛酸加工过滤处理，具体包括以下步骤：

第一步：乙醛酸加工，将乙醛酸置于不锈钢罐中，进行振荡搅拌，视检，是否混有肉眼可见的杂质，并通过不锈钢网漏捞出，连续振荡搅拌后，备存；

第二步：乙醛酸过滤处理，将处理好的乙醛酸置于不锈钢网筛上进行直接过滤，并进行二次过滤，收集过滤液体，取出剩余杂质和颗粒；

第三步：乙醛酸储存，将乙醛酸存于合理范围内的温度下，并进行装罐，罐与罐之间保持间距，储存中及时检查，确保无漏损；

步骤五：运输，使用，运输中，避免阳光直射，同时避免高温，使用中，避免手部接触，并佩戴口罩，每次使用完毕后，盖好罐盖。

优选地，在步骤一中，所述的催化剂采用复合型固体酸催化氧化溶液。

优选地，在步骤二中，所述的第一步中的不锈钢筛网采用双层细质不锈钢网，所述的振动次数设置为5-8次。

优选地，在步骤二中，所述的第二步中的研磨速度设置为100r/min-150r/min。

优选地，在步骤三中，所述的第一步中的搅拌速度设置为150r/min-200r/min。

优选地，在步骤三中，所述的第二步中乙醛酸储存温度设置为20-25℃。

优选地，在步骤四中，所述的第一步中振荡速度设置为200-260r/min。

优选地，在步骤四中，所述的第三步中的间距设置为10-15cm。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：由于本发明的一种复合型固体酸催化氧化生产乙醛酸的制备方法广泛应用于化工生产技术领域。本发明加入助催化剂复合型固体酸催化氧化溶液，提高了乙醛酸的产率；操作环境得到改善，避免了环境易污染，设备易腐蚀的缺点，产品质量稳定，适于工业化生产；本发明通过多层过滤，可保证乙醛酸生产效率，并保证乙醛酸的生产纯度，提高使用效果，储存简单，易于掌握。

附图说明

图1是复合型固体酸催化氧化生产乙醛酸的制备方法流程图。

图2是氧化提取处理流程图。

图3是氧化提取粉制备加工操作流程图。

图4是乙醛酸加工过滤处理流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步描述：

图中：

如附图1所示

一种复合型固体酸催化氧化生产乙醛酸的制备方法具体包括以下步骤：

S101：原材料准备，准备乙二醛、双氧水、催化剂，将乙二醛溶液在12-15℃的条件下，进行混合搅拌，并不断进行混合反应，同时加入催化剂硫化亚铁和催化剂，反应产生氧化物；

S102：氧化提取处理，结合附图2所示，具体包括以下步骤：

S201：筛网过滤处理，将氧化物置于不锈钢筛网上，并不断进行振动筛除，可去除较大的颗粒，并留下过滤后的氧化物，对杂质颗粒进行储存处理；

S202：氧化物研磨处理，可将氧化物置于研磨机中进行研磨，可研磨至成粉状，再次进行过滤筛分，去除研磨不均匀的颗粒，制备形成氧化提取粉；

S103：氧化提取粉制备加工操作，结合附图3所示，具体包括以下步骤：

S301：氧化物提取反应，将氧化提取粉与无水乙醇在硫酸的存在下，130-140℃酯化反应2-4小时，从反应液中收集酯化产物，酯化产物置于储存罐中，并避免手部接触，对酯化产物进行搅拌，捞取杂质；

S302：酯化产物反应处理，酯化产物与硫酸在110-120℃条件下水解反应2-3小时，从反应液中收集目标产物乙醛酸，乙醛酸储存，备用；

S104：乙醛酸加工过滤处理，结合附图4所示，具体包括以下步骤：

S401：乙醛酸加工，将乙醛酸置于不锈钢罐中，进行振荡搅拌，视检，是否混有肉眼可见的杂质，并通过不锈钢网漏捞出，连续振荡搅拌后，备存；

S402：乙醛酸过滤处理，将处理好的乙醛酸置于不锈钢网筛上进行直接过滤，并进行二次过滤，收集过滤液体，取出剩余杂质和颗粒；

S403：乙醛酸储存，将乙醛酸存于合理范围内的温度下，并进行装罐，罐与罐之间保持间距，储存中及时检查，确保无漏损；

S105：运输，使用，运输中，避免阳光直射，同时避免高温，使用中，避免手部接触，并佩戴口罩，每次使用完毕后，盖好罐盖。

优选地，在S101中，所述的催化剂采用复合型固体酸催化氧化溶液。

优选地，在S102中，所述的S201中的不锈钢筛网采用双层细质不锈钢网，所述的振动次数设置为5-8次。

优选地，在S102中，所述的S202中的研磨速度设置为100r/min-150r/min。

优选地，在S103中，所述的S301中的搅拌速度设置为150r/min-200r/min。

优选地，在S103中，所述的S302中乙醛酸储存温度设置为20-25℃。

优选地，在S104中，所述的S401中振荡速度设置为200-260r/min。

优选地，在S104中，所述的S403中的间距设置为10-15cm。

具体实施实例1

在装有回流冷凝管、搅拌器、温度计的3500ml反应器中加入50％乙二醛溶液300ml(3.55mol)，搅拌冷却，控制温度7±2℃，3小时内同时缓慢滴入35％过氧化氢溶液300ml(3.55mol)，17％硫酸亚铁溶液280ml(0.355mol)和15％氨水溶液120ml(0.75mol)，保持8±2℃反应3小时，静置过夜，反应液过滤除去固体副产物，反应母液中加入带水剂甲苯350ml，加热回流，除水，蒸出带水剂甲苯，得到氧化产物。

氧化产物中分别加入浓硫酸120ml，无水乙醇700ml，140℃酯化反应3小时，然后减压蒸馏，在0.02Mpa，185℃下收集得到酯化产物。

酯化产物中加入18％硫酸120ml，搅拌下加热，95-98℃条件下水解反应2小时；水解液冷却至室温，过滤析出的白色固体产物，用每次120ml的甲苯洗涤4次，干燥，得到目标产物乙醛酸180g，纯度为99.5％(HPLC)，产率达到88％，熔点为98.1-98.6℃。

具体实施实例2

在装有回流冷凝管、搅拌器、温度计的3500ml反应器中加入50％乙二醛溶液900ml(3.55mol)，搅拌冷却，控制温度9±2℃，3小时内同时缓慢滴入45％过氧化氢溶液600ml(3.55mol)，17％硫酸亚铁溶液300ml(0.355mol)和20％氨水溶液140ml(0.75mol)，保持10±2℃反应3小时，静置过夜，反应液过滤除去固体副产物，反应母液中加入带水剂甲苯400ml，加热回流，除水，蒸出带水剂甲苯，得到氧化产物。

氧化产物中分别加入浓硫酸140ml，无水乙醇800ml，160℃酯化反应3小时，然后减压蒸馏，在0.02Mpa，195℃下收集得到酯化产物。

酯化产物中加入20％硫酸140ml，搅拌下加热，98-99℃条件下水解反应2小时；水解液冷却至室温，过滤析出的白色固体产物，用每次140ml的甲苯洗涤4次，干燥，得到目标产物乙醛酸190g，纯度为99.5％(HPLC)，产率达到88％，熔点为98.6-99.1℃。

本发明加入助催化剂复合型固体酸催化氧化溶液，提高了乙醛酸的产率；操作环境得到改善，避免了环境易污染，设备易腐蚀的缺点，产品质量稳定，适于工业化生产；本发明通过多层过滤，可保证乙醛酸生产效率，并保证乙醛酸的生产纯度，提高使用效果，储存简单，易于掌握。

利用本发明所述的技术方案，或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下，设计出类似的技术方案，而达到上述技术效果的，均是落入本发明的保护范围。