，即得稀土金属改性光催化剂。
[0065]实施例三
[0066]一种均相催化合成甲缩醛的生产工艺，该生产工艺包括以下步骤:
[0067](1)合成粗品
[0068]在反应器中依次加入甲醇和催化剂后，以4g/s的速率缓慢加入福尔马林溶液，在反应温度为95°C的常压条件下搅拌2.5h，搅拌速率为900r/min，在产物接收器中收集冷凝回流部件中的甲缩醛馏出液粗品；
[0069](2)粗品一次提纯
[0070]待甲缩醛馏出液粗品馏出完毕，在产物接收器的上方安装长玻璃制刺型分馏柱，在刺型分馏柱的馏出端加装球形冷凝管，采用常温循环水作为冷却介质，在球形冷凝管的末端收集一次提纯的甲缩醛馏出液，纯度为88% ;所述刺型分馏柱的长度为50cm，内径为
2.5cm，材质为普通玻璃，刺型分馏柱内填满鲍尔环，在刺型分馏柱外侧填充有保温层脱脂棉，保温层厚度为1.5cm，所述球形冷凝管的长度为25cm，内径为2cm，材料为普通玻璃；
[0071](3)粗品二次提纯
[0072]将一次提纯的甲缩醛馏出液通入精馏柱内，对精馏柱底部缓慢加热，控制升温速率小于15°C /min，收集42_45°C的馏分，精馏柱塔顶采用循环水冷却，经过精馏提纯可得到二次提纯的甲缩醛产品，纯度为96 %，提纯后的甲缩醛纯品可用于调和、配制化妆品、气雾剂、制冷剂；精馏柱高1.5m,内径2.5cm，精馏外侧用厚度为2cm的保温材料包裹；
[0073](4)反应液后处理
[0074]将反应器中剩余液转移至处理器中，常温常压下向处理器中缓慢加入氢氧化钠溶液至pH值为8，搅拌速率为850r/min，待沉淀完全，过滤得滤饼和滤液；
[0075]所述滤饼的处理步骤如下:将滤饼在去离子水中溶解、搅拌2h、对形成的溶液加热，蒸发lh后产生结晶，产生的晶体是纯度较高的氢氧化铜；
[0076]所述滤液的处理步骤如下:将滤液通入光催化反应器，加入具有载体的光催化剂，将滤液在搅拌条件下置于紫外光条件下照射1.5h，出水即为去除有机物的废水，此方法可以使主要有机物的降解率达到99%以上，为可排放标准；所述处理器为带夹套且装有搅拌的光催化反应器，紫外光可透过玻璃照射混有光催化剂的剩余液，处理器体积1000ml，紫外光波长为365nm，搅拌速率为500r/min;所述步骤(1)中的催化剂为硝酸铜；甲醇、甲醛溶液和催化剂的质量比为32:40.5:5 ;光催化剂为稀土金属改性光催化剂，所述的稀土金属改性光催化剂的制备包括如下步骤:
[0077](a)常温下，将酞酸丁酯Ti (0C4H9)4加入至无水乙醇中混合为A溶液；将氧化铼加硝酸配置成0.1M的溶液，将95 %的乙醇、冰醋酸、氧化铼硝酸溶液混合为B溶液，Ti (0C4H9) 4和无水乙醇的体积比为1:0.15 ;95%的乙醇、冰醋酸、氧化铼硝酸溶液的体积比为1:0.15:1.2 ；
[0078](b)将A溶液以600r/min搅拌速率搅拌30min后以3滴/s的速度滴加到B溶液中，向混合溶液中加入比表面积450m2/g的多孔碳材料，加完以750r/min的搅拌速度搅拌2h ;静置待形成凝胶，随后在通有氮气保护的马弗炉中500°C煅烧2h，即得具有多孔碳材料载体的稀土金属改性光催化剂。
【主权项】
1.一种均相催化合成甲缩醛的生产工艺，其特征是:该生产工艺包括以下步骤: (1)合成粗品 在反应器中依次加入甲醇和催化剂后，缓慢加入甲醛溶液，在反应温度为85-100°C的常压条件下搅拌1.8-2.5h，在产物接收器中收集冷凝回流部件中的甲缩醛馏出液粗品； (2)粗品一次提纯 待甲缩醛馏出液粗品馏出完毕，在产物接收器的上方安装长玻璃制刺型分馏柱，在刺型分馏柱的馏出端加装球形冷凝管，采用常温循环水作为冷却介质，在球形冷凝管的末端收集一次提纯的甲缩醛馏出液； (3)粗品二次提纯 将一次提纯的甲缩醛馏出液通入精馏柱内，对精馏柱底部缓慢加热，控制升温速率小于15°C /min，收集42_45°C的馏分，精馏柱塔顶采用循环水冷却，经过精馏提纯可得到二次提纯的甲缩醛产品； (4)反应液后处理 将反应器中剩余液转移至处理器中，常温常压下向处理器中缓慢加入碱至pH值为8-9，搅拌速率为850-900r/min，待沉淀完全，过滤得滤饼和滤液； 所述滤饼的处理步骤如下:将滤饼在去离子水中溶解、搅拌2h、对形成的溶液加热，蒸发lh后产生结晶，产生的晶体是纯度较高的氢氧化铜； 所述滤液的处理步骤如下:将滤液通入光催化反应器，加入光催化剂，将滤液在搅拌条件下置于紫外光条件下照射0.5-1.5h后，即可排放； 所述步骤(1)中的催化剂为硫酸铜、五水硫酸铜或硝酸铜中的一种或多种的组合；甲醇、甲醛溶液和催化剂的质量比为28-35:37-43:3.5-5.5。2.根据权利要求1所述的一种均相催化合成甲缩醛的生产工艺，其特征是:所述步骤(1)中甲醛溶液的为福尔马林溶液；步骤(1)中的缓慢加入甲醛溶液的速率为4g/s，搅拌速率为850-950r/min，反应温度为90°C。3.根据权利要求1所述的一种均相催化合成甲缩醛的生产工艺，其特征是:所述步骤(2)中的刺型分馏柱的长度为50cm，内径为2.5cm，材质为普通玻璃，刺型分馏柱内填满鲍尔环，在刺型分馏柱外侧填充有保温层脱脂棉，保温层厚度为1.5cm，所述球形冷凝管的长度为25cm，内径为2cm，材料为普通玻璃。4.根据权利要求1所述的一种均相催化合成甲缩醛的生产工艺，其特征是:所述步骤(3)中的精馏柱高1.5m,内径2.5cm，精馏外侧用厚度为2cm的保温材料包裹。5.根据权利要求1所述的一种均相催化合成甲缩醛的生产工艺，其特征是:所述步骤(4)中的处理器为带夹套且装有搅拌的光催化反应器，紫外光可透过玻璃照射混有光催化剂的剩余液，处理器体积1000ml，紫外光波长为365nm，搅拌速率为150-1000r/min。6.根据权利要求1所述的一种均相催化合成甲缩醛的生产工艺，其特征是:所述步骤(1)中催化剂为硫酸铜，甲醇、甲醛和催化剂的质量比为:32:40.5:5。7.根据权利要求1所述的一种均相催化合成甲缩醛的生产工艺，其特征是:所述步骤(4)中的碱为氨水、氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液中的一种或几种。8.根据权利要求1所述的一种均相催化合成甲缩醛的生产工艺，其特征是:所述步骤(4)中的光催化剂为稀土金属改性光催化剂，所述的稀土金属改性光催化剂的制备包括如下步骤: (a)常温下，将酞酸丁酯Ti(0C4H9)4加入至无水乙醇中混合为A溶液；将氧化铼加硝酸配置成0.1M的溶液，将95%的乙醇、冰醋酸、氧化铼硝酸溶液混合为B溶液， (b)将A溶液以600r/min搅拌速率搅拌30min后以3滴/s的速度滴加到B溶液中，加完以750r/min的搅拌速度搅拌lh ;静置放置形成凝胶，于105°C烘干后在玻璃研钵中碾成粉末，随后在马弗炉中500°C煅烧2h，即得稀土金属改性光催化剂。9.根据权利要求8所述的一种均相催化合成甲缩醛的生产工艺，其特征是:所述步骤(a)中的Ti(0C4H9)jP无水乙醇的体积比为1:(0.12-0.3) ;95%的乙醇、冰醋酸、氧化铼硝酸溶液的体积比为1: (0.12-0.3): (1-1.55)。
【专利摘要】本发明涉及甲缩醛的合成技术领域，特别是一种均相催化合成甲缩醛的生产工艺，该生产工艺包括：合成粗品、一次提纯、二次提纯和反应液后处理四个步骤。采用本发明的新型均相催化剂合成甲缩醛，可避免传统甲缩醛合成工艺中的固体酸催化剂的再生过程，从而进一步降低催化剂成本及甲缩醛的生产成本，该均相催化剂使反应传质阻力大大降低，可在较温和的反应条件下大幅提高催化效率，可制得纯度较高的甲缩醛产品，适宜进一步推广应用。
【IPC分类】C07C41/56, C01G3/02, C07C41/58, C07C43/30
【公开号】CN105254478
【申请号】CN201510629011
【发明人】颜康, 贺新, 李树白, 刘李娥
【申请人】常州工程职业技术学院
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年9月28日