羥基乙酸綠色合成新工藝及其精制技術研究.pdf

1、羥基乙酸又名乙醇酸,分子結構中同時含有羥基和羧基,因此反應性極強,是一種應用非常廣泛的化工產(chǎn)品,在工業(yè)清洗及建筑、化妝品、醫(yī)藥等高端行業(yè)的需求量逐年遞增。由于國內(nèi)羥基乙酸生產(chǎn)廠家少,工藝水平低下,羥基乙酸的產(chǎn)量及質(zhì)量遠遠不能滿足市場的需求。目前羥基乙酸的生產(chǎn)方法主要有:氯乙酸水解法、氰化法、甲醛羰基化法等,這些方法普遍存在著污染環(huán)境,效率低下等問題,不符合綠色化工的發(fā)展要求,需要研究開發(fā)新的合成工藝。
　　乙二醛是武漢80萬噸乙烯

2、工程產(chǎn)業(yè)鏈上的重要中間產(chǎn)品,開展以乙二醛為原料的后續(xù)產(chǎn)品工藝研究勢在必行。本工作在參閱大量文獻的基礎上,以乙二醛為原料,經(jīng)過催化歧化反應一步合成羥基乙酸。重點探討了催化劑種類、催化劑濃度、反應溫度、反應時間、物料添加方式等因素對乙二醛轉化率的影響,確定催化歧化反應的工藝條件。同時,圍繞市場對羥基乙酸越來越高的質(zhì)量需求,分別采用分級離子沉淀、多回路循環(huán)凈化和離子交換、電滲析等方法對催化歧化法合成的初級羥基乙酸的純化精制工藝進行了研究,確定

3、了不同催化體系的產(chǎn)品精制工藝條件。
　　氫氧化鈉催化體系。以氫氧化鈉為歧化催化劑,首先催化乙二醛歧化合成羥基乙酸鈉,探討了堿的濃度、反應溫度、反應時間、物料添加方式等條件對歧化反應收率的影響。隨后分別用電滲析法和離子樹脂交換法脫除Na+,得到羥基乙酸。在電滲析法中,探討了原料濃度、流量、膜的耐久性等因素對分離結果的影響,結果表明:當羥基乙酸鈉的初始濃度為1mol/L,流量為20L/h時對電滲析器的磨損最小,回收率較高。同時膜應該定

4、期清洗,這樣才能保證使用效率。在離子樹脂交換法中,考察了交換時間、溫度等對吸附效果的影響,結果如下:當吸附時間為90min,靜態(tài)吸附溫度為20℃時,成本較低,同時收率較高。
　　氫氧化鈣催化體系。以氫氧化鈣為歧化催化劑,首先催化乙二醛歧化合成羥基乙酸鈣,羥基乙酸鈣經(jīng)硫酸酸化得到羥基乙酸,探索了堿濃度、反應溫度、反應時間、物料添加方式、中和酸種類、凈化劑濃度與用量等參數(shù)對反應收率的影響,優(yōu)化的合成與凈化工藝條件如下:氫氧化鈣的質(zhì)量濃