以丙醛、甲醛為原料合成異丁烯醛用催化劑及其應用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于異丁烯醛催化劑及其應用。合成異丁烯醛用催化劑，由以下組分構成：二乙醇胺和草酸。采用二乙醇胺和草酸作為催化劑，在常壓、低溫、液相的狀態(tài)下進行甲醛和丙醛縮合，一步交叉縮合反應得到異丁烯醛，經蒸餾提純可得含量在98%以上的異丁烯醛。從含量、收率綜合分析數據中得出：用廢水配置的催化劑溶液與用新鮮水配置的催化劑溶液在進行反應得到的目標產物相比較而言，基本沒有波動。
【專利說明】以丙醛、甲醛為原料合成異丁烯醛用催化劑及其應用
[0001]【技術領域】:
本發(fā)明涉及用于異丁烯醛催化劑及其應用。
[0002]【背景技術】:
異丁烯醛，別名甲基丙烯醛、2-甲基丙烯醛、a-甲基丙烯醛，英文名稱:2-Methylpropenal ；Metharolein,為無色液體,有強烈刺激性臭味,其主要用于共聚物和樹脂制造，是甲基丙烯酸甲酯的生產原料和熱塑性塑料的原料，有機合成的重要中間體，可用于生產醫(yī)藥、農藥及染料。
[0003]目前，MAL的合成方法主要有以下幾種工藝路線:異丁烯催化氧化法、異丁烷直接氧化法、丁烯混合物氣相氧化聯(lián)產1，3- 丁二烯和甲基丙烯醛和2-甲基-2-丙烯-1-醇催化氧化法等，這些方法雖然原料廉價，但工藝相對復雜，催化劑使用壽命周期短，且三廢排放量大，不適合精細化廠家的合成生產。
[0004]
【發(fā)明內容】
:
本發(fā)明就是針對現(xiàn)有技術的不足，提出采用二乙醇胺和草酸作為催化劑，在常壓、低溫、液相的狀態(tài)下進行甲醛和丙醛縮合，一步交叉縮合反應得到異丁烯醛，經蒸餾提純可得含量在98%以上的異丁烯醛。
[0005]本發(fā)明提供的技術方案是:
以丙醛、甲醛為原料合成異丁烯醛用催化劑，由以下組分構成:二乙醇胺和草酸。
[0006]具體的，所述催化劑的組分與丙醛、甲醛的重量份數的比例關系為:
草酸、二乙醇胺、丙醛、甲醛的重量份數比為:(0.5-3.5):( 1-1.85):1:1.44。
[0007]本發(fā)明還提供了以丙醛、甲醛為原料合成異丁烯醛用催化劑的應用方法，包括以下步驟:
1)、將草酸、二乙醇胺分別溶解于水，然后將二乙醇胺溶液、草酸溶液混合進行反應；
2)、當二乙醇胺溶液和草酸溶液反應完畢后，降溫至20°C時，加入甲醛并不斷攪拌，溫度控制在20-25 °C ；
3)、滴加丙醛，控制溫度在35°C以下，滴加完丙醛后攪拌升溫，溫度升至45°C，保溫2小時，保溫完畢，取樣分析丙醛含量< 1%為合格；
4)、升溫蒸餾反應液，蒸出異丁烯醛成品。
[0008]具體的，將反應液中異丁烯醛成品蒸出后，蒸出反應液中的水，以備再次配置催化劑時使用；剩余的為催化劑溶液，催化劑溶液套用于下批產品生產，直至反應出現(xiàn)異常為止。
[0009]具體的，投料時草酸、二乙醇胺、丙醛、甲醛的重量份數比為:1.09:1.85:1:1.44。
[0010]本發(fā)明技術突出點在于:甲醛和丙醛在所述催化劑中常壓20— 45°C條件下，反應得到目標產物異丁烯醛水溶液，對異丁烯醛水溶液進行常壓蒸餾提純得到異丁烯醛產品，剩余的則為催化劑水溶液；催化劑溶液能循環(huán)使用周期長，且異丁烯醛產品收率、含量高而穩(wěn)定；合成工藝中產生的廢水經減壓蒸餾后能循環(huán)用于催化劑溶液的配置，配置后的催化劑溶液使用周期長，且異丁烯醛產品收率、含量高而穩(wěn)定。[0011]從含量、收率綜合分析數據中得出:用廢水配置的催化劑溶液與用新鮮水配置的催化劑溶液在進行反應得到的目標產物相比較而言，基本沒有波動。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1所示為丙醛與甲醛合成異丁烯醛的反應原理圖。
【具體實施方式】
[0013]實施例1
取418克水、218克草酸、369克二乙醇胺放入四口瓶內攪拌溶解后將溫度降至20 V，滴加甲醛288克并將溫度控制在20-25°C，之后加入丙醛200克并將溫度控制在35°C以下，然后升溫至45°C保溫2小時，取樣分析丙醛0.018%合格，蒸餾提純得到238.16克異丁烯醛，含量98.01%，收率98.67%。將最終反應液中異丁烯醛成品蒸出后，蒸發(fā)反應液中的水，以備再次配置催化劑時使用；剩余的為催化劑溶液，催化劑溶液套用于下批產品生產。
[0014]實施例2
取實施例1用過的催化劑溶液，滴加甲醛288克并將溫度控制在20-25°C，之后加入丙醛200克并將溫度控制在35°C以下，然后升溫至45°C保溫2小時，取樣分析丙醛0.02%合格，蒸餾提純得到237克異丁烯醛，含量98.19%，收率98.37%。將最終反應液中異丁烯醛成品蒸出后，蒸發(fā)反應液中的水，以備再次配置催化劑時使用；剩余的為催化劑溶液，催化劑溶液套用于下批產品生產。
[0015]實施例3
取實施例2套用過的催化劑溶液，滴加甲醛288克并將溫度控制在20-25°C，之后加入丙醛200克并將溫度控制在35°C以下，然后升溫至45°C保溫2小時，取樣分析丙醛0.03%合格，蒸餾提純得到236.62克異丁烯醛，含量98.17%，收率98.2%。將最終反應液中異丁烯醛成品蒸出后，蒸發(fā)反應液中的水，以備再次配置催化劑時使用；剩余的為催化劑溶液，催化劑溶液套用于下批產品生產。
[0016]實施例4
取實施例3套用過的催化劑溶液，滴加甲醛288克并將溫度控制在20-25°C，之后加入丙醛200克并將溫度控制在35°C以下，然后升溫至45°C保溫2小時，取樣分析丙醛0.03%,蒸餾提純得到237.5克異丁烯醛，含量98.24%收率98.65%。將最終反應液中異丁烯醛成品蒸出后，蒸發(fā)反應液中的水，以備再次配置催化劑時使用；剩余的為催化劑溶液，催化劑溶液套用于下批產品生產，直至反應出現(xiàn)異常為止。
[0017]上述4個實施例的異丁烯醛的平均含量:98.15%，平均收率:98.47%。
[0018]實施例5
取蒸發(fā)自最終反應液的水418克、草酸218克、二乙醇胺368克放入四口瓶內攪拌溶解后將溫度降至20°C，滴加甲醛288克并將溫度控制在20-25°C，之后加入丙醛200克并將溫度控制在35°C以下，然后升溫至45°C保溫2小時，取樣分析丙醛0.02%合格，蒸餾提純得到238克異丁烯醛，含量97.99%，收率98.59%。將最終反應液中異丁烯醛成品蒸出后，蒸發(fā)反應液中的水，以備再次配置催化劑時使用；剩余的為催化劑溶液，催化劑溶液套用于下批產品生廣O[0019]實施例6
取實施例5剩余的催化劑溶液，滴加甲醛288克并將溫度控制在20-25°C，之后加入丙醛200克并將溫度控制在35°C以下，然后升溫至45°C保溫2小時，取樣分析丙醛0.017%，蒸餾提純得到237.68克異丁烯醛，含量98.00%,收率98.47%。將最終反應液中異丁烯醛成品蒸出后，蒸發(fā)反應液中的水，以備再次配置催化劑時使用；剩余的為催化劑溶液，催化劑溶液套用于下批產品生產。
[0020]實施例7
取實施例6剩余的催化劑溶液，滴加甲醛288克并將溫度控制在20-25°C，之后加入丙醛200克并將溫度控制在35°C以下，然后升溫至45°C保溫2小時，取樣分析丙醛0.03%，蒸餾提純得到236.98克異丁烯醛，含量98.32%，收率98.49%。將最終反應液中異丁烯醛成品蒸出后，蒸發(fā)反應液中的水，以備再次配置催化劑時使用；剩余的為催化劑溶液，催化劑溶液套用于下批產品生產。
[0021]實施例8
取實施例7剩余的催化劑溶液，滴加甲醛滴加甲醛288克并將溫度控制在20-25°C，之后加入丙醛200克并將溫度控制在35°C以下，然后升溫至45°C保溫2小時，取樣分析丙醛0.02%，蒸餾提純得到236.5克異丁烯醛，含量98.3%，收率98.28%。將最終反應液中異丁烯醛成品蒸出后，蒸發(fā)反應液中的水，以備再次配置催化劑時使用；剩余的為催化劑溶液，催化劑溶液套用于下批產品生產，直至反應出現(xiàn)異常為止。
[0022]實施例5— 8的異丁烯醛的平均含量:98.15%，平均收率:98.45%。
[0023]為了驗證本發(fā)明的實用性，對本發(fā)明的技術方案進行了中試試驗。
[0024]實施例9
取水2.2噸、草酸1.05噸、二乙醇胺1.775噸放入反應釜內攪拌溶解后將溫度降至20°C，滴加甲醛1.44噸并將溫度控制在20-25°C，之后加入丙醛I噸并將溫度控制在35°C以下，然后升溫至45°C保溫2小時，取樣分析丙醛0.05%合格，蒸餾提純得到1.093異丁烯醛，含量98.68%，收率95.03%。將最終反應液中異丁烯醛成品蒸出后，蒸發(fā)反應液中的水，以備再次配置催化劑時使用；剩余的為催化劑溶液，催化劑溶液套用于下批產品生產。
[0025]實施例10
取實施例9剩余的催化劑溶液，滴加甲醛滴加甲醛1.44噸并將溫度控制在20-25°C，之后加入丙醛I噸并將溫度控制在35°C以下，然后升溫至45°C保溫2小時，取樣分析丙醛0.07%，蒸餾提純得到1.101噸異丁烯醛，含量98.09%,收率95.15%。將最終反應液中異丁烯醛成品蒸出后，蒸發(fā)反應液中的水，以備再次配置催化劑時使用；剩余的為催化劑溶液，催化劑溶液套用于下批產品生產。
[0026]實施例11
取實施例10剩余的催化劑溶液，滴加甲醛滴加甲醛1.44噸并將溫度控制在20-25°C，之后加入丙醛I噸并將溫度控制在35V以下，然后升溫至45°C保溫2小時，取樣分析丙醛
0.07%，蒸餾提純得到1.1063噸異丁烯醛，含量98.59%，收率96.09%。將最終反應液中異丁烯醛成品蒸出后，蒸發(fā)反應液中的水，以備再次配置催化劑時使用；剩余的為催化劑溶液，催化劑溶液套用于下批產品生產。
[0027]實施例12取實施例11剩余的催化劑溶液，滴加甲醛滴加甲醛1.44噸并將溫度控制在20-25°C，之后加入丙醛I噸并將溫度控制在35°C以下，然后升溫至45°C保溫2小時，取樣分析丙醛
0.09%，蒸餾提純得到1.104噸異丁烯醛，含量97.99%，收率95.31%。將最終反應液中異丁烯醛成品蒸出后，蒸發(fā)反應液中的水，以備再次配置催化劑時使用；剩余的為催化劑溶液，催化劑溶液套用于下批產品生產，直至反應出現(xiàn)異常為止。
[0028]實施例9一 12的異丁烯醛的平均含量:98.337% ;平均收率:95.395%。
[0029]實施例13
取蒸發(fā)自最終反應液的水2.2噸、草酸1.05噸、二乙醇胺1.775噸放入反應釜內攪拌溶解后將溫度降至20°C，滴加甲醛1.44噸并將溫度控制在20-25°C，之后加入丙醛I噸并將溫度控制在35°C以下，然后升溫至45°C保溫2小時，取樣分析丙醛0.05%合格，蒸餾提純得到1.101噸異丁烯醛，含量98.09%，收率95.15%。將最終反應液中異丁烯醛成品蒸出后，蒸發(fā)反應液中的水，以備再次配置催化劑時使用；剩余的為催化劑溶液，催化劑溶液套用于下批產品生產。
[0030]實施例14
取實施例13剩余的催化劑溶液，滴加甲醛1.44噸并將溫度控制在20-25°C，之后加入丙醛I噸并將溫度控制在35°C以下，然后升溫至45°C保溫2小時，取樣分析丙醛0.07%，蒸餾提純得到1.104噸異丁烯醛，含量98.12%，收率95.46%。將最終反應液中異丁烯醛成品蒸出后，蒸發(fā)反應液中的水，以備再次配置催化劑時使用；剩余的為催化劑溶液，催化劑溶液套用于下批產品生產。
[0031]實施例15
取實施例14剩余的催化劑溶液，滴加甲醛1.44噸并將溫度控制在20-25°C，之后加入丙醛I噸并將溫度控制在35°C以下，然后升溫至45°C保溫2小時，取樣分析丙醛0.07%，蒸餾提純得到1.103噸異丁烯醛，含量98.34%，收率95.56%。將最終反應液中異丁烯醛成品蒸出后，蒸發(fā)反應液中的水，以備再次配置催化劑時使用；剩余的為催化劑溶液，催化劑溶液套用于下批產品生產。
[0032]實施例16
取實施例15剩余的催化劑溶液，滴加甲醛滴加甲醛1.44噸并將溫度控制在20-25°C，之后加入丙醛I噸并將溫度控制在35°C以下，然后升溫至45°C保溫2小時，取樣分析丙醛0.09%,蒸餾提純得到1.110噸異丁烯醛，含量98.05%,收率95.94%。將最終反應液中異丁烯醛成品蒸出后，蒸發(fā)反應液中的水，以備再次配置催化劑時使用；剩余的為催化劑溶液，催化劑溶液套用于下批產品生產，直至反應出現(xiàn)異常為止。
[0033]實施 例13 —16的異丁烯醛的平均含量:98.15% ;平均收率:95.52%。
[0034]最后應當說明的是:以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非對其限制；盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員應當理解:依然可以對本發(fā)明的【具體實施方式】進行修改或者對部分技術特征進行等同替換；而不脫離本發(fā)明技術方案的精神，其均應涵蓋在本發(fā)明請求保護的技術方案范圍當中。
【權利要求】
1.以丙醛、甲醛為原料合成異丁烯醛用催化劑，其特征在于，由以下組分構成:二乙醇胺和草酸。
2.根據權利要求1所述以丙醛、甲醛為原料合成異丁烯醛用催化劑，其特征在于，所述催化劑的組分與丙醛、甲醛的重量份數的比例關系為: 草酸、二乙醇胺、丙醛、甲醛的重量份數比為:(0.5-3.5):( 1-1.85):1:1.44。
3.根據權利要求1至2之一所述以丙醛、甲醛為原料合成異丁烯醛用催化劑的應用，其特征在于，包括以下步驟: 1)、將草酸、二乙醇胺分別溶解于水，然后將二乙醇胺溶液、草酸溶液混合進行反應； 2)、當二乙醇胺溶液和草酸溶液反應完畢后，降溫至20°C時，加入甲醛并不斷攪拌，溫度控制在20-25 °C ； 3)、滴加丙醛，控制溫度在35°C以下，滴加完丙醛后攪拌升溫，溫度升至45°C，保溫2小時，保溫完畢，取樣分析丙醛含量< 1%為合格； 4 )、升溫蒸餾反應液，蒸出異丁烯醛成品。
4.根據權利要求3所述以丙醛、甲醛為原料合成異丁烯醛用催化劑的應用，其特征在于，將反應液中異丁烯醛成品蒸出后，蒸出反應液中的水，以備再次配置催化劑時使用；剩余的為催化劑溶液，催化劑溶液套用于下批產品生產，直至反應出現(xiàn)異常為止。
5.根據權利要求3所述以丙醛、甲醛為原料合成異丁烯醛用催化劑的應用，其特征在于，投料時草酸、二乙醇胺、丙醛、甲醛的重量份數比為=1.09:1.85:1:1.44。
【文檔編號】C07C47/21GK103846104SQ201410051618
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2014年2月17日 優(yōu)先權日:2014年2月17日
【發(fā)明者】王作祥, 秦宏偉, 董湖斌, 孫俊玲, 盛杰 申請人:河南穎泰農化股份有限公司