专利名称：一种复合催化法制取异辛酸新工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种制取异辛酸工艺，更具体地说是涉及一种利用复合催化法制取异辛酸新工艺，适合于利用异辛醇工业化生产异辛酸。
背景技术：
异辛酸，学名2-乙基己酸，英文名2-Ethylhexanoicacid，化学结构式 分子量C8H16O2＝144.21，呈无色油状液体，溶于乙醚，微溶于乙醇，是具有温和气味的液体。它是一种精细化工产品，异辛酸在很多行业和领域都得到了广泛的应用。在医药行业，异辛酸是氨苄青霉素、羧苄青霉素的制造原料；在涂料行业，异辛酸的钴、锰、铅、锌、钙、锆、铝、稀土等盐类，用于做涂料催干剂和不饱和聚酯树脂促进剂、催化剂；在塑料行业，异辛酸的盐类是优良的热稳定剂，其锡盐是塑料管材的添加剂，其钡盐、锌盐、钙盐、镉盐是塑料成型、压延产品的稳定剂，其甘油酯是品质优良的增塑剂；在日用化工行业，异辛酸及其酯类用于制杀菌剂、防腐剂、用于制革、化妆品、香料、生物助长剂等；食品行业中，异辛酸用于制作食品添加剂及饲料添加剂(山梨酚、山梨酚钾等)。异辛酸还用于制作油品添加剂、金属润滑油；用于制作烃类胶凝剂、新型消泡剂、除锈剂；用于无氟空调、制冷及航天、军事等行业、领域；还可以完全替代环烷酸，又可与环烷酸混合使用。
目前，异辛酸的生产工艺大体可分为两种一种是以异辛醛或异辛烯醛为原料生产异辛酸；另一种是以辛醇为原料生产异辛酸。第一种方法优点是原料使用合理，反应条件较缓和，易于大规模连续生产。但是，第一种方法适合于带有中间产品异辛醛的大化工生产，而用这种方法生产的异辛酸远远满足不了市场的需求。由于醛类材料是大化工中间过程体，无商业产品供应，因此，若离开大化工生产异辛酸，只能采用另一种以辛醇为原料生产异辛酸。以辛醇为原料生产异辛酸工艺有多种方法，但是都存在生产成本高、投资大、原材料及能耗高、设备腐蚀严重、产品产率低、收率低、公共费用高、难以形成生产规模，因此不适合工业化生产。例如1.高锰酸钾氧化法异辛醇在NaOH存在(碱性条件)下，以高锰酸钾为氧化剂制取异辛酸上述反应物冷却至室温后，用浓硫酸酸化得到异辛酸分离有机溶液，经真空蒸馏得到异辛酸产品。
缺点氧化催化效果差，产品收率低(65-70％)，工艺流程长，有副反应，原料消耗大，对设备有一定腐蚀，成本高，所得产品性能指标低，因此无规模生产可能性。
2.硝酸氧化法该法除用硝酸作氧化剂，还用钒酸铵作催化剂，反应过程如下
缺点硝酸具有强腐蚀性，对设备防腐要求高，设备投资大，并且在反应过程中放出有害气体NO，易产生酯化，须进行水解分离以获得羧酸，增加工艺流程复杂性，因此不易实现规模化生产。
3.高压脱氢氧化法异辛醇和氢氧化钠在高压下反应，脱氢氧化生成2-乙基己酸钠，再经硫酸酸化后得到异辛酸
缺点该反应要求在较高温度和较高压力下进行，操作困难，设备腐蚀严重，对设备要求较严格，工程投资增加，不易实现规模化生产。
4.常压脱氢氧化法该法是在高压下脱氢氧化法的基础上，采用金属氧化物作催化剂，异辛醇和氢氧化钠在常压下脱氢氧化得到异辛酸
缺点该法工艺流程长、产品收率较低(收率75％左右)，催化剂回收困难，原料及能源消耗大，所得产品性能指标较低，没有规模化生产的可能性。
5.催化脱氢酯化法异辛醇在金属氧化物催化下，反应温度180～210℃，进行脱氢反应，生成二异辛酯，反应过程如下
反应产物经皂化生成异辛酸钠和异辛醇，异辛醇精馏后回收利用，异辛酸钠经酸化生成异辛酸。
缺点该法由于存在酯化和皂化两个过程，从而降低了异辛醇的利用率，同时由于精馏过程而提高了产品成本，这个方法工业上较少应用。
还有电解氧化法、超声波法，但由于生产成本高，产品性能指标较低，因此无规模化生产的可能性。传统辛醇法制取异辛酸工艺缺陷表
发明内容本发明的目的是提供一种复合催化法制取异辛酸新工艺，它不仅可利用异辛醇生产异辛酸，而且投资少、收率高、生产周期短，反应条件缓和，可实现工业化连续生产。
本发明的工艺方法是首先将异辛醇与浓度为35-40％的氢氧化钠水溶液装入压力为3-5MPa的反应釜中，使醇碱摩尔比为1.2-1.5；然后在搅拌下加入由0.8-1.2单位质量的氧化钙(纯度95％)、0.6-0.9单位质量的五氧化二钒(纯度98.5％)和0.1-0.4单位质量的氧化稀土(纯度99％)组合而成的复合催化剂；搅拌逐步加温至240-280℃，使醇碱氧化反应1.8~2.2小时后结束；排除氢气；然后进行对反应物料的冷却，再加水5-10％稀释，滤除固体的复合催化剂；然后加入含量为30-40％的H2SO4水溶液使物料PH至3，搅拌进行酸化反应30-40分钟，静置分层放去水层；再将物料进行水洗；减压脱水，得到异辛酸产品。
化学反应式
反应(5)为反应(2)产生的副反应。
本发明的优点是由于加入了复合催化剂，进一步提高催化剂的活性、选择性和稳定性，并大大降低了材料成本，提高了产品收率，缩短了工艺流程时间，实现了辛醇材料制取异辛酸的工业化生产，又由于氧化反应快仅2小时，副反应少，避免了在反应过程中释放出的有害气体(NO)和易产生酯化等缺陷；还由于工艺流程省去了“精馏”工序，脱水后即可制得成品，节省了流程13小时，使生产效率得到大大提高，降低了生产成本，是一种新颖并独具特色的复合催化法制取异辛酸新工艺。
下面结合工艺流程框图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
图1本发明的工艺流程框图。
具体实施例方式
实施例1首先将异辛醇1000kg与浓度为35％的氢氧化钠水溶液379kg装入压力为4MPa的反应釜中，使醇碱摩尔比为1.3；然后在搅拌下加入由0.8单位质量的氧化钙(纯度95％)、0.6单位质量的五氧化二钒(纯度98.5％)和0.1单位质量的氧化稀土(纯度99％)组合而成的复合催化剂；搅拌逐步加温至260℃，使醇碱氧化反应1.8小时后结束；排除氢气；然后进行对反应物料的冷却，再加水5％稀释，滤除固体的复合催化剂；然后加入含量为35％的H2SO4水溶液使物料PH至3，搅拌进行酸化反应35分钟，静置分层放去水层；再将物料进行水洗；减压脱水，得到异辛酸产品844kg，回收异辛醇211kg。经检验，酸值(mgKOH/g)385.3，酸含量(％)99.04，密度(g/cm3)0.908，外观无色透明，收率(以吨异辛酸投入辛醇量计)107％。
实施例2首先将异辛醇与浓度为40％的氢氧化钠水溶液装入压力为3MPa的反应釜中，使醇碱摩尔比为1.2；然后在搅拌下加入由1.0单位质量的氧化钙(纯度95％)、0.8单位质量的五氧化二钒(纯度98.5％)和0.2单位质量的氧化稀土(纯度99％)组合而成的复合催化剂；搅拌逐步加温至240℃，使醇碱氧化反应2小时后结束；排除氢气；然后进行对反应物料的冷却，再加水10％稀释，滤除固体的复合催化剂；然后加入含量为30％的H2SO4水溶液使物料PH至3，搅拌进行酸化反应30分钟，静置分层放去水层；再将物料进行水洗；减压脱水，得到异辛酸产品840kg，回收异辛醇208kg。经检验，酸值(mgKOH/g)385.5，酸含量(％)99.1，密度(g/cm3)0.910，外观无色透明，收率(以吨异辛酸投入辛醇量计)108％。
实施例3首先将异辛醇与浓度为38％的氢氧化钠水溶液装入压力为5MPa的反应釜中，使醇碱摩尔比为1.5；然后在搅拌下加入由1.2单位质量的氧化钙(纯度95％)、0.9单位质量的五氧化二钒(纯度98.5％)和0.4单位质量的氧化稀土(纯度99％)组合而成的复合催化剂；搅拌逐步加温至280℃，使醇碱氧化反应2.2小时后结束；排除氢气；然后进行对反应物料的冷却，再加水8％稀释，滤除固体的复合催化剂；然后加入含量为40％的H2SO4水溶液使物料PH至3，搅拌进行酸化反应40分钟，静置分层放去水层；再将物料进行水洗；减压脱水，得到异辛酸产品845kg，回收异辛醇107kg。经检验，酸值(mgKOH/g)385.2，酸含量(％)99.02，密度(g/cm3)0.908，外观无色透明，收率(以吨异辛酸投入辛醇量计)107％。
权利要求
1.一种复合催化法制取异辛酸新工艺，其特征在于首先将异辛醇与浓度为35-40％的氢氧化钠水溶液装入压力为3-5MPa的反应釜中，使醇碱摩尔比为1.2-1.5；然后在搅拌下加入由0.8-1.2单位质量纯度95％的氧化钙、0.6-0.9单位质量纯度98.5％的五氧化二钒和0.1-0.4单位质量纯度99％的氧化稀土组合而成的复合催化剂；搅拌逐步加温至240-280℃，使醇碱氧化反应1.8~2.2小时后结束；排除氢气；然后进行对反应物料的冷却，再加水5-10％稀释，滤除固体的复合催化剂；然后加入含量为30-40％的H2SO4水溶液使物料PH至3，搅拌进行酸化反应30-40分钟，静置分层放去水层；再将物料进行水洗；减压脱水，得到异辛酸产品。
全文摘要
一种复合催化法制取异辛酸新工艺将异辛醇与氢氧化钠水溶液装入反应釜中，使醇碱摩尔比为1.2－1.5；然后在搅拌下加入由0.8－1.2单位质量的氧化钙(纯度95％)、0.6－0.9单位质量的五氧化二钒(纯度98.5％)和0.1－0.4单位质量的氧化稀土(纯度99％)组合而成的复合催化剂；搅拌逐步加温至240－280℃，使醇碱氧化反应1.8~2.2小时后结束；排除氢气；然后进行对反应物料的冷却，再加水5－10％稀释，滤除固体的复合催化剂；然后加入含量为30－40％的H
文档编号C07C53/128GK1817845SQ20061004599
公开日2006年8月16日 申请日期2006年3月9日 优先权日2006年3月9日
发明者张明 申请人:沈阳市应用技术实验厂