專利名稱：高純度結(jié)晶山梨酸的制備工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及山梨酸的制備工藝；尤其涉及經(jīng)聚合采用乙酰丙酮鋅作為催化劑，采用巴豆醛和乙烯酮法生產(chǎn)的高純度結(jié)晶山梨酸的制備工藝。
背景技術：
現(xiàn)有技術中公開一種生產(chǎn)山梨酸的方法，在加壓下溫度為100℃情況下用濃度低于或等于15％重量的鹽酸水溶液水解聚酯的步驟，所述聚酯是乙烯酮和巴豆醛的反應產(chǎn)物。在該方法中聚酯在115℃-140℃的溫度下用濃度為3％-10％重量的鹽酸水溶液水解。聚酯水解后固液分離反應混合物，并把得到的過濾物再循環(huán)和再利用在聚酯水解中。其制備工藝還存在不夠完善，制成的產(chǎn)品中的山梨酸含量低，雜質(zhì)高，且制成的產(chǎn)品粉末結(jié)晶狀，其品質(zhì)不能滿足長期貯存和保質(zhì)的效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是針對上述現(xiàn)有技術不足而提供一種能降低分解聚酯時形成的焦油的量、優(yōu)化純化操作程序、顯著降低處理生成的濾液的高效制備高純度結(jié)晶山梨酸的制備工藝。
本發(fā)明解決上述技術問題所采用的技術方案為高純度結(jié)晶山梨酸的制備工藝，其特征是包括裂解工序、聚合工序、酸解脫焦洗料工序、焦油回收工序、精制工序；裂解工序為將醋酸經(jīng)過氣化進入裂解爐，在高溫、真空和催化劑條件下裂解生成乙烯酮氣體；聚合工序為將巴豆醛混合溶液與乙烯酮氣體在聚合塔內(nèi)逆流接觸，發(fā)生化學反應生成聚酯；聚酯中含有未反應的巴豆醛、甲苯等混合物，經(jīng)過蒸餾提純得到單一組分的聚酯送下一工序加工山梨酸，蒸餾分離出巴豆醛、甲苯等未反應物料送聚合回收利用；酸解脫焦洗料工序為將經(jīng)過蒸餾提純的聚酯加入酸解釜，在催化劑的作用下，聚酯水解為山梨酸，得粗品山梨酸；將粗品山梨酸加入離心機，用酒精進行離心洗滌，洗去大部分粗品山梨酸中的焦油，得脫焦山梨酸；酒精洗滌液用泵打入酒精蒸餾釜，蒸出酒精回收利用，蒸餾的殘渣主要是焦油并含有10％左右山梨酸，送往焦油回收工序回收其中的山梨酸；將脫焦山梨酸用自來水進行浸泡，經(jīng)過濾和離心機甩干，除去其中的少量酒精；焦油回收工序為將回收來自脫焦工序焦油和來自精制廢炭中殘余的山梨酸；精制工序為將脫焦山梨酸溶解于酒精溶液，用活性炭吸附其中的少量焦油，制取山梨酸結(jié)晶。
裂解工序使用的催化劑制作為在選用的貯槽中將磷酸三乙酯與自來水按1∶10的比例進行混合，配制成磷酸三乙酯水溶液作為催化劑，用泵打入催化劑高位槽。
聚合工序使用的催化劑制作為將乙酰丙酮∶NaOH∶ZnSO4按1∶1∶0.5摩爾的比例，在水溶液中進行反應生成乙酰丙酮鋅，生成的乙酰丙酮鋅經(jīng)過過濾、干燥作為聚合催化劑。
裂解工序反應式及原理主反應
副反應。聚合工序反應式n的取值范圍為8至10； 酸解脫焦洗料反應式n的取值范圍為8至10； 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明包括裂解工序、聚合工序、酸解脫焦洗料工序、焦油回收工序、精制工序；其優(yōu)點在于一是采用巴豆醛和乙烯酮法生產(chǎn)山梨酸，具有生產(chǎn)穩(wěn)定，適合于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)；二是聚合催化劑乙酰丙酮鋅具有制備容易，性能穩(wěn)定的特點；三是聚合采用乙酰丙酮鋅作為催化劑，具有聚酯生成穩(wěn)定，副反應少的特點，提高了產(chǎn)品得率；四是聚酯水解用鹽酸作為催化劑，尿素作為引發(fā)劑，提高了聚酯水解生成山梨酸的得率，降低了焦油的生成；五是生產(chǎn)中未反應的醋酸、巴豆醛完全回收利用，降低了醋酸、巴豆醛的消耗。


圖1是本發(fā)明實施例工藝流程示意圖之一半成品脫焦山梨酸流程圖；圖2是本發(fā)明實施例工藝流程示意圖之二精制山梨酸流程圖。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。
如圖1是本發(fā)明實施例工藝流程示意圖之一半成品脫焦山梨酸流程圖；圖2是本發(fā)明實施例工藝流程示意圖之二精制山梨酸流程圖。圖1～2所示，高純度結(jié)晶山梨酸的制備工藝，其特征是包括裂解工序、聚合工序、酸解脫焦洗料工序、焦油回收工序、精制工序； 裂解工序為將醋酸經(jīng)過氣化進入裂解爐，在高溫、真空和催化劑條件下裂解生成乙烯酮氣體；聚合工序為將巴豆醛混合溶液與乙烯酮氣體在聚合塔內(nèi)逆流接觸，發(fā)生化學反應生成聚酯；聚酯中含有未反應的巴豆醛、甲苯等混合物，經(jīng)過蒸餾提純得到單一組分的聚酯送下一工序加工山梨酸，蒸餾分離出巴豆醛、甲苯等未反應物料送聚合回收利用；酸解脫焦洗料工序為將經(jīng)過蒸餾提純的聚酯加入酸解釜，在催化劑的作用下，聚酯水解為山梨酸，得粗品山梨酸；將粗品山梨酸加入離心機，用酒精進行離心洗滌，洗去大部分粗品山梨酸中的焦油，得脫焦山梨酸；酒精洗滌液用泵打入酒精蒸餾釜，蒸出酒精回收利用，蒸餾的殘渣主要是焦油并含有10％左右山梨酸，送往焦油回收工序回收其中的山梨酸；將脫焦山梨酸用自來水進行浸泡，經(jīng)過濾和離心機甩干，除去其中的少量酒精；焦油回收工序為將回收來自脫焦工序焦油和來自精制廢炭中殘余的山梨酸；精制工序為將脫焦山梨酸溶解于酒精溶液，用活性炭吸附其中的少量焦油，制取山梨酸結(jié)晶。裂解工序使用的催化劑制作為在選用的貯槽中將磷酸三乙酯與自來水按1∶10的比例進行混合，配制成磷酸三乙酯水溶液作為催化劑，用泵打入催化劑高位槽。
聚合工序使用的催化劑制作為將乙酰丙酮∶NaOH∶ZnSO4按1∶1∶0.5摩爾的比例，在水溶液中進行反應生成乙酰丙酮鋅，生成的乙酰丙酮鋅經(jīng)過過濾、干燥作為聚合催化劑。
裂解工序反應式及原理主反應副反應。
聚合工序反應式n的取值范圍為8至10； 酸解脫焦洗料反應式n的取值范圍為8至10； 工藝流程簡述一、裂解工序來自倉庫的醋酸用泵打入裂解酸配制槽，加入稀醋酸回收的成品酸(含量70～80％)，將兩者進混合，配制成90～94％含量的醋酸溶液作為裂解酸。開啟液環(huán)真空泵，使裂解爐與各分離段保持一定的真空度。開啟油爐，使裂解爐達到規(guī)定的溫度。開啟冷凍，使各分離段達到規(guī)定的溫度。將配制好的裂解酸用泵打入醋酸蒸發(fā)器，在蒸汽加熱和真空的情況下裂解酸氣化，同時在氣化的裂解酸中加入裂解催化劑，然后進入裂解爐，在高溫、真空、催化劑條件下醋酸進行裂解，生成乙烯酮和水。由于在裂解氣中除含有乙烯酮氣體外，還有反應物水和未完全裂解的醋酸，因此在出口管道上連續(xù)加入少量的氨，以阻止乙烯酮與水和醋酸的副反應發(fā)生。高溫裂解氣體在冷卻系統(tǒng)經(jīng)水冷和乙二醇冷劑迅速冷卻使氣體凈化，得到純凈的乙烯酮氣體由油環(huán)泵輸送到聚合工序。
裂解氣在冷卻凈化的過程中分離出未裂解的稀醋酸和泵后液放入接收槽，在液環(huán)真空泵進口之前，經(jīng)過冷卻分離的主要是稀醋酸，在液環(huán)真空泵出口以后分離的主要是泵后液。泵后液的主要成份是醋酐，與水反應生成稀醋酸。將泵后液反應生成的稀醋酸與泵前分離的稀醋酸送往稀醋酸回收崗位，通過對稀醋酸濃縮和蒸餾除去雜質(zhì)得到成品酸(含量70～80％)，用于配制裂解酸而回收利用。
二、聚合工序?qū)投谷┖图妆郊尤肱淞细?，加入催化劑，攪拌均勻后打入聚合釜。開啟物料循環(huán)泵將巴豆醛混合溶液打到聚合塔頂部，淋灑在塔內(nèi)填料上均勻下降；來自裂解工序的乙烯酮氣體在聚合塔下部進入聚合塔內(nèi)，沿著塔內(nèi)填料層均勻上升。巴豆醛混合溶液與乙烯酮氣體在聚合塔內(nèi)逆流接觸，發(fā)生化學反應生成聚酯。
聚酯溶液(含有巴豆醛和甲苯)用泵打入聚酯計量槽，聚酯經(jīng)過計量后再用泵打入蒸餾釜。打開蒸餾釜真空閥，使蒸餾釜保持負壓狀態(tài)，開啟蒸餾釜攪拌器，打開蒸餾釜夾套加熱蒸汽閥門加熱聚酯。聚酯經(jīng)過加熱和真空使含有未反應完的巴豆醛、甲苯等物料蒸餾出，得到單一的聚酯用于下一工序生產(chǎn)。蒸餾出的巴豆醛、甲苯等物料經(jīng)過冷卻成為液體放入儲槽，經(jīng)計量送聚合工段回收使用。
三、酸解、脫焦、洗料工序?qū)⑴渲坪玫柠}酸溶液用泵打入酸解釜，并計量好液位。開啟酸解釜攪拌器，然后將蒸餾工序提純的聚酯利用位差放入酸解釜，加入尿素。打開酸解釜夾套加熱蒸汽閥門，將釜內(nèi)物料溫度加熱到95至98℃，保溫30分鐘，關蒸汽閥門。開啟冷卻水閥門，將釜內(nèi)物料溫度冷卻至40℃以下，關冷卻水閥門，關酸解釜攪拌器，得粗品山梨酸并放入料槽。
將配制好的酒精溶液用泵打入酒精計量槽，并加入各臺離心機的分計量桶。然后將酸解工序粗品山梨酸加入離心機，開啟離心機用酒精沖洗粗品山梨酸。視粗品呈黃白色停止酒精沖洗，改用清水沖洗片刻，分離完沖洗液，停止離心機，得脫焦山酸送下一工序。
酒精洗滌液用泵打入酒精蒸餾釜，蒸出酒精回收利用，蒸餾的殘渣主要是焦油并含有10％左右山梨酸，送往焦油回收工序回收其中的山梨酸。
將脫焦山梨酸放入槽中用自來水浸泡一定時間，開啟真空閥門進行真空抽濾，然后將經(jīng)真空抽濾后的脫焦山酸加入離心機中甩干，進一步除去其中水份。洗料水送往焦油回收。
四、焦油回收工序?qū)⒔褂图尤朐砘?，加熱至溫度?5-85℃，使焦油完全溶解，加液堿調(diào)PH值6至8。用泵將溶液轉(zhuǎn)至加炭釜，加廢活性炭攪拌20分鐘至40分鐘，再測PH值6至8，然后用泵將溶液打入過濾機，過濾溶液中已吸附焦油的活性炭。將過濾后的料液打入酸化釜，加鹽酸調(diào)PH值2至4，開啟冷卻水進行冷卻至38℃以下，將結(jié)晶溶液放至過濾槽濾出山梨酸結(jié)晶，并加入離心機進一步甩干其中的水份后送洗料工序。
過濾機壓力控制在0.3-0.4Mpa，過濾后若料液顏色較黃時，再適當加活性炭。吸附焦油的活性炭對外出售。
五、精制工序?qū)⒀h(huán)使用的母液打入溶解釜，加入酒精調(diào)整溶液的酒精濃度。按規(guī)定投入脫焦山梨酸，加熱使脫焦山梨酸完全溶解，投入活性炭進行保溫。然后將溶液打入框板過濾器，過濾掉溶液中的活性炭并將濾液送往結(jié)晶釜，經(jīng)過冷卻山梨酸生成結(jié)晶體，將溶液放入結(jié)晶過濾槽進行真空抽濾濾去母液并用離心機甩干，進一步除去其中的少量母液得到山梨酸結(jié)晶，送往下一工序。
六、氣流干燥工序?qū)裆嚼嫠峤Y(jié)晶加入送料機，與來自空氣加熱器中的熱空氣進行混合，使?jié)裆嚼嫠嶂械乃菡舭l(fā)，再經(jīng)過旋風分離器進行氣固分離，分離出粉狀山梨酸，經(jīng)過篩分得到山梨酸成品。
上述工藝的優(yōu)點在于一是采用巴豆醛和乙烯酮法生產(chǎn)山梨酸，具有生產(chǎn)穩(wěn)定，適合于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)；二是聚合催化劑乙酰丙酮鋅具有制備容易，性能穩(wěn)定的特點；三是聚合采用乙酰丙酮鋅作為催化劑，具有聚酯生成穩(wěn)定，副反應少的特點，提高了產(chǎn)品得率；四是聚酯水解用鹽酸作為催化劑，尿素作為引發(fā)劑，提高了聚酯水解生成山梨酸的得率，降低了焦油的生成；五是生產(chǎn)中未反應的醋酸、巴豆醛完全回收利用，降低了醋酸、巴豆醛的消耗。
雖然本發(fā)明已通過參考優(yōu)選的實施例進行了圖示和描述，但是，本專業(yè)普通技術人員應當了解，在權利要求書的范圍內(nèi)，可作形式和細節(jié)上的各種各樣變化。
權利要求
1.高純度結(jié)晶山梨酸的制備工藝，其特征是包括裂解工序、聚合工序、酸解脫焦洗料工序、焦油回收工序、精制工序；所述的裂解工序為將醋酸經(jīng)過氣化進入裂解爐，在高溫、真空和催化劑條件下裂解生成乙烯酮氣體；所述的聚合工序為將巴豆醛混合溶液與所述的乙烯酮氣體在聚合塔內(nèi)逆流接觸，發(fā)生化學反應生成聚酯；聚酯中含有未反應的巴豆醛、甲苯等混合物，經(jīng)過蒸餾提純得到單一組分的聚酯送下一工序加工山梨酸，蒸餾分離出巴豆醛、甲苯等未反應物料送聚合回收利用；所述的酸解脫焦洗料工序為將經(jīng)過蒸餾提純的聚酯加入酸解釜，在催化劑的作用下，聚酯水解為山梨酸，得粗品山梨酸；將粗品山梨酸加入離心機，用酒精進行離心洗滌，洗去大部分粗品山梨酸中的焦油，得脫焦山梨酸；酒精洗滌液用泵打入酒精蒸餾釜，蒸出酒精回收利用，蒸餾的殘渣主要是焦油并含有10％左右山梨酸，送往焦油回收工序回收其中的山梨酸；將脫焦山梨酸用自來水進行浸泡，經(jīng)過濾和離心機甩干，除去其中的少量酒精；所述的焦油回收工序為將回收來自脫焦工序焦油和來自精制廢炭中殘余的山梨酸；所述的精制工序為將脫焦山梨酸溶解于酒精溶液，用活性炭吸附其中的少量焦油，制取山梨酸結(jié)晶。
2.根據(jù)權利要求1所述的高純度結(jié)晶山梨酸的制備工藝，其特征是所述的裂解工序使用的催化劑制作為在選用的貯槽中將磷酸三乙酯與自來水按1∶10的比例進行混合，配制成磷酸三乙酯水溶液作為催化劑，用泵打入催化劑高位槽。
3.根據(jù)權利要求1所述的高純度結(jié)晶山梨酸的制備工藝，其特征是所述的聚合工序使用的催化劑制作為將乙酰丙酮∶NaOH∶ZnSO4按1∶1∶0.5摩爾的比例，在水溶液中進行反應生成乙酰丙酮鋅，生成的乙酰丙酮鋅經(jīng)過過濾、干燥作為聚合催化劑。
4.根據(jù)權利要求2所述的高純度結(jié)晶山梨酸的制備工藝，其特征是所述的裂解工序反應式及原理主反應副反應。
5.根據(jù)權利要求3所述的高純度結(jié)晶山梨酸的制備工藝，其特征是所述的聚合工序反應式n的取值范圍為8至10；
6.根據(jù)權利要求1所述的高純度結(jié)晶山梨酸的制備工藝，其特征是所述的酸解脫焦洗料反應式n的取值范圍為8至10；
全文摘要
本發(fā)明涉及高純度結(jié)晶山梨酸的制備工藝，其特征是包括裂解工序、聚合工序、酸解脫焦洗料工序、焦油回收工序、精制工序；裂解工序為將醋酸經(jīng)過氣化進入裂解爐，在高溫、真空和催化劑條件下裂解生成乙烯酮氣體；聚合工序為將巴豆醛混合溶液與乙烯酮氣體在聚合塔內(nèi)逆流接觸，發(fā)生化學反應生成聚酯；聚酯中含有未反應的巴豆醛、甲苯等混合物，經(jīng)過蒸餾提純得到單一組分的聚酯送下一工序加工山梨酸，蒸餾分離出巴豆醛、甲苯送聚合回收利用；酸解脫焦洗料工序為將經(jīng)過蒸餾提純的聚酯加入酸解釜，在催化劑的作用下，聚酯水解為山梨酸，得粗品山梨酸；將粗品山梨酸用酒精進行離心洗滌，得脫焦山梨酸；再用活性炭吸附其中的少量焦油，制取山梨酸結(jié)晶。
文檔編號C07C51/42GK1850768SQ200610051619
公開日2006年10月25日 申請日期2006年5月25日 優(yōu)先權日2006年5月25日
發(fā)明者王國軍 申請人:寧波王龍集團有限公司