一種由乙醇酸甲酯生產(chǎn)乙醇酸的工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種由乙醇酸甲酯生產(chǎn)乙醇酸的工藝，包括如下步驟：1)將乙醇酸甲酯和水加入精餾塔內(nèi)，在催化劑的作用下進行反應精餾，塔頂回收甲醇、塔釜得到乙醇酸水溶液，反應過程中保持精餾塔塔釜溫度不變，塔頂冷凝回收甲醇蒸汽；2)蒸發(fā)濃縮步驟1)中得到的乙醇酸水溶液；3)脫色至無色；4)將步驟3)中得到的產(chǎn)物結(jié)晶，使乙醇酸呈晶狀析出，經(jīng)過濾分離出乙醇酸晶體，用溶劑洗滌，真空干燥得到乙醇酸晶體；5)將步驟4)中濾液直接濃縮或與步驟1)中得到的乙醇酸水溶液按一定比例混合濃縮后，循環(huán)回收利用。該工藝有利于反應物乙醇酸甲酯完全轉(zhuǎn)化，工藝流程簡單，反應時間短，乙醇酸雜質(zhì)少，純度可達99％以上，總收率大于50％。
【專利說明】—種由乙醇酸甲酯生產(chǎn)乙醇酸的工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于化工生產(chǎn)【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及到一種乙醇酸的生產(chǎn)工藝，特別地，涉及一種由乙醇酸甲酯生產(chǎn)乙醇酸的工藝。

【背景技術(shù)】
[0002]乙醇酸以往主要用于制造鍋爐清垢劑、清洗劑等。近年來廣泛用作化妝品和醫(yī)藥品，其作為聚乙醇酸的原料也受到關(guān)注。隨著乙醇酸的用途越來越廣泛，對產(chǎn)品的純度和雜質(zhì)要求也越來越高。
[0003]目前，工業(yè)上乙醇酸的生產(chǎn)工藝主要采用氯乙酸水解法和甲醛羰化法。
[0004](I)氯乙酸水解法:氯乙酸氫氧化鈉催化水解制備乙醇酸，收率可達95%以上，產(chǎn)品質(zhì)量分數(shù)可達98%以上。此法對反應原料的要求不高，原料中的雜質(zhì)二氯乙酸也水解為乙醇酸，而且氯乙酸毒性大，腐蝕性強，不利于環(huán)保，且產(chǎn)品中含有氯離子。
[0005]專利CN103450006A公開了采用一氯乙酸生產(chǎn)乙醇酸的工藝，該方法采用二次結(jié)晶的方式去除產(chǎn)品中的氯離子。
[0006](2)甲醛羰化法:該法為目前國外最主要的工業(yè)化方法。甲醛、CO和水在催化劑的作用下合成乙醇酸。在90MPa下乙醇酸的收率接近90%，該方法原料成本低，但對設(shè)備要求高，產(chǎn)品的分離、精制復雜。
[0007]除此外，還有一些其他合成方法:
[0008]專利CN100343220C公開了羥基乙腈水解后，加入甲醇酯化，蒸出水、甲醇、乙醇酸甲酯，再加入水水解制得乙醇酸，該方法反應時間長，收率低。
[0009]本專利采用乙醇酸甲酯水解制備乙醇酸，其中乙醇酸甲酯是由草酸二甲酯加氫制得。草酸二甲酯可通過Cl化學路線合成，該方法原料來源廣泛，不會造成環(huán)境污染，操作安全。
[0010]專利CN101265174B公開了使用協(xié)同萃取劑萃取和反萃取得到乙醇酸溶液，該方法所獲得產(chǎn)品含有微量萃取劑，影響產(chǎn)品的純度。
[0011]日本專利JP03802950.2公開了降溫結(jié)晶的方法制備乙醇酸晶體，該方法能得到純度較高的乙醇酸晶體，但晶體收率較低，為20~30%。
[0012]現(xiàn)在市售的乙醇酸產(chǎn)品包括70%乙醇酸溶液和乙醇酸晶體。工業(yè)級70%乙醇酸溶液中含有一定含量的甲氧基乙酸和二甘醇酸，部分廠家生產(chǎn)出的產(chǎn)品含有一定量的氯化鈉。由此得到的乙醇酸晶體也含有少量的二甘醇酸或氯離子雜質(zhì)。從而影響了產(chǎn)品的質(zhì)量和應用范圍。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明的目的在于提供一種由乙醇酸甲酯生產(chǎn)乙醇酸的工藝，該工藝用于乙醇酸的生產(chǎn)中，有利于反應物乙醇酸甲酯完全轉(zhuǎn)化，工藝流程簡單，反應時間短，乙醇酸雜質(zhì)少，純度和收率較高。
[0014]為達到上述目的，本發(fā)明的工藝設(shè)計構(gòu)思如下:
[0015]本專利所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有乙醇酸產(chǎn)品含有較多的雜質(zhì)且產(chǎn)品收率低，工藝復雜的問題，提供一種新的制備乙醇酸的方法和工藝。
[0016]反應精餾是一種將反應和精餾耦合的工藝，適合于反應物相對揮發(fā)度相似，而產(chǎn)物與反應物揮發(fā)度不同的反應體系?？赡娣磻芷胶庀拗疲捎梅磻s，移除產(chǎn)物使平衡向正方向移動，可以提高反應物的轉(zhuǎn)化率。乙醇酸甲酯水解屬于可逆反應，反應過程中不斷將甲醇從分離體系中移走，使平衡向正方向移動，從而使得乙醇酸甲酯完全轉(zhuǎn)化，滿足反應精餾的條件要求。本專利采用反應精餾的方式進行該反應。
[0017]基于上述設(shè)計構(gòu)思，本發(fā)明主要采用如下技術(shù)方案:
[0018]一種由乙醇酸甲酯生產(chǎn)乙醇酸的工藝，包括如下步驟:
[0019]I)將乙醇酸甲酯和水以摩爾比為1:5~30的比例加入精餾塔，在樹脂類固體酸催化劑的作用下，抽真空至10~1lkPaA,加熱至塔釜釜液沸騰，沸騰溫度為80~85°C，進行反應精餾，反應過程中保持塔釜釜液溫沸騰溫度不變，塔頂持續(xù)回收甲醇冷凝液，全回流10~30min后，調(diào)節(jié)回流比為0.5~3，反應時間2~6h，塔釜采出乙醇酸水溶液；
[0020]2)蒸發(fā)濃縮步驟I)中得到的乙醇酸水溶液，將乙醇酸水溶液中乙醇酸的質(zhì)量含量提濃至70~90wt% ；
[0021]3)脫色至無色；
[0022]4)將步驟3)中得到的產(chǎn)物結(jié)晶，析出晶狀乙醇酸，過濾分離出乙醇酸晶體，淋洗，真空干燥得到成品乙醇酸晶體；
[0023]5)將步驟4)中濾液直接濃縮或與步驟I)中得到的乙醇酸水溶液混合后濃縮，重復步驟2)~4)，循環(huán)利用。
[0024]進一步，所述精餾塔塔釜熱負荷為23.6~70.9ff/kg乙醇酸甲酯。
[0025]另，所述樹脂類固體酸催化劑為001*7型樹脂固體酸催化劑、D072型樹脂固體酸催化劑、NKC-9型樹脂固體酸催化劑、Amberlyst 15型樹脂固體酸催化劑或Amberlyst 35型樹脂固體酸催化劑。
[0026]再，所述樹脂類固體酸催化劑的用量為2~15wt%，所述步驟I)反應結(jié)束后從所述精餾塔塔釜過濾回收所述樹脂類固體酸催化劑。
[0027]其中，步驟I)所述反應精餾反應式如下:
[0028]

【權(quán)利要求】
1.一種由乙醇酸甲酯生產(chǎn)乙醇酸的工藝，包括如下步驟: 1)將乙醇酸甲酯和水以摩爾比為1:5~30的比例加入精餾塔，在樹脂類固體酸催化劑的作用下，抽真空至10~1lkPaA,加熱至塔釜釜液沸騰，沸騰溫度為80~85°C，進行反應精餾，反應過程中保持塔釜釜液溫沸騰溫度不變，塔頂持續(xù)回收甲醇冷凝液，全回流10~30min后，調(diào)節(jié)回流比為0.5~3，反應時間2~6h，塔釜采出乙醇酸水溶液； 2)蒸發(fā)濃縮步驟I)中得到的乙醇酸水溶液，將乙醇酸水溶液中乙醇酸的質(zhì)量含量提濃至70~90wt% ； 3)脫色至無色； 4)將步驟3)中得到的產(chǎn)物結(jié)晶，析出晶狀乙醇酸，過濾分離出乙醇酸晶體，淋洗，真空干燥得到成品乙醇酸晶體； 5)將步驟4)中濾液直接濃縮或與步驟I)中得到的乙醇酸水溶液混合后濃縮，重復步驟2)~4)，循環(huán)利用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于，所述精餾塔塔釜熱負荷為23.6~70.9W/kg乙醇酸甲酯。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于，所述樹脂類固體酸催化劑為001*7型樹脂固體酸催化劑、D072型樹脂固體酸催化劑、NKC-9型樹脂固體酸催化劑、Amberlyst 15型樹脂固體酸催化劑或Amberlyst 35型樹脂固體酸催化劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求 1所述的工藝，其特征在于，所述樹脂類固體酸催化劑的用量為2~15wt%，所述步驟I)反應結(jié)束后從所述精餾塔塔釜過濾回收所述樹脂類固體酸催化劑。
5.一種由乙醇酸甲酯生產(chǎn)乙醇酸的工藝，包括如下步驟: a)向精餾塔加入預先配置的70~80wt%乙醇酸水溶液，加熱沸騰至全回流，穩(wěn)定10~20min后，加入乙醇酸甲酯和水，所述乙醇酸甲酯和水的摩爾比為1:5~30，以所述預先配置的乙醇酸水溶液為催化劑，在反應溫度80~85°C，壓力30~50kpa的條件下進行自催化反應精餾，反應回流比為0.5~3，反應8~9h小時，塔頂冷凝回收甲醇蒸汽，塔釜采出乙醇酸水溶液； b)蒸發(fā)濃縮步驟a)中得到的乙醇酸水溶液，將乙醇酸水溶液中乙醇酸的質(zhì)量含量提濃至70~90wt% ； c)脫色至無色； d)將步驟c)中得到的產(chǎn)物結(jié)晶，析出晶狀乙醇酸，過濾分離出乙醇酸晶體，淋洗，真空干燥得到成品乙醇酸晶體； e)將步驟d)中濾液直接濃縮或與步驟I)中得到的乙醇酸水溶液混合后濃縮，重復步驟b)~d)，循環(huán)利用。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的工藝，其特征在于，所述步驟a)中，所述精餾塔塔頂溫度降至60~70°C時，塔釜塔頂同時出料。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的工藝，其特征在于，所述濃縮過程中，操作壓力為0.1~5kpaA，加熱溫度為20~70°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的工藝，其特征在于，采用活性炭進行脫色，活性碳用量為0.5 ~5wt %。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的工藝，其特征在于，所述結(jié)晶方法為:將脫色后的產(chǎn)物降溫至-10~10°C，降溫速度0.1~2°C/min，降溫過程中加入晶種，所述晶種加入溫度-10~20°C，攪拌I~5h，攪拌速度50~400rpm。
10.根據(jù)權(quán)利要求1 或5所述的工藝，其特征在于，所述淋洗用溶劑為70~85wt%乙醇酸水溶液。
【文檔編號】C07C59/06GK104177250SQ201410471402
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月16日
【發(fā)明者】蔡清白, 陳建偉, 于鵬浩, 孫佳仕, 張輝輝, 張新平, 唐勇, 張春雷 申請人:上海華誼（集團）公司