羥基乙酸的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種羥基乙酸的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]羥基乙酸具有羥基和羧基，是一個(gè)很重要的有機(jī)化合物。在已知文獻(xiàn)介紹以及美歐日發(fā)布的專利，提供了多種制備方法。已公開的CN100343220C陳延全、張建忠、秦偉星提出的羥基乙酸制備工藝，是將羥基乙腈水溶液用硫酸進(jìn)行水解，為了將水解產(chǎn)物羥基乙酸和硫酸銨酸式鹽的混合物中將羥基乙酸分離出來，使用了甲醇與羥基乙酸并利用硫酸銨酸式鹽為催化劑進(jìn)行酯化，然后將蒸餾出來的羥基乙酸甲酯再水解，從而獲得純的羥基乙酸的水浴液，然后去濃縮結(jié)晶，經(jīng)干燥取得晶體羥基乙酸。
[0003]但該公開的工藝中羥基乙腈和硫酸水解溫度控制在130°C以內(nèi)，這無疑使水解時(shí)間延長，水解才徹底。在酯化過程中采用純度為99.5%~99.9%的甲醇，而且酯化和蒸出酯化物時(shí)，采用了一批水解料分成三次進(jìn)行酯化和蒸出酯化物的工藝過程。前者造成蒸出的甲醇需經(jīng)過精餾后才能進(jìn)行循環(huán)使用，而精餾的能耗大，后者造成操作過程工藝參數(shù)多變，操作繁鎖，功效低下，能耗高、工時(shí)高，從而導(dǎo)致制造成本高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種成本低的羥基乙酸的制備方法。
[0005]為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案:
一種羥基乙酸的制備方法，包括依次進(jìn)行的如下步驟:
(I)、將羥基乙腈水溶液與質(zhì)量濃度為70%~90%的硫酸溶液在120°C ~140°C下進(jìn)行水解反應(yīng)，得到羥基乙酸和硫酸銨酸式鹽的混合溶液；
(2 )、向步驟(I)所得的混合溶液中加入甲醇進(jìn)行酯化反應(yīng)的同時(shí)，蒸餾出甲醇、水和羥基乙酸甲酯的混合物，整個(gè)步驟(2)控制在110°C ~120°C下進(jìn)行；
(3)、向步驟(2)所得混合物中加入水使羥基乙酸甲酯的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為10[25%，在(100°c下使得所述的羥基乙酸甲酯水解成羥基乙酸，分離出甲醇，所述的分離出的甲醇通入所述的步驟(2)中循環(huán)使用。
[0006]優(yōu)選地，步驟(2)中，所述的甲醇以質(zhì)量濃度為80[90%的水溶液形式投料。
[0007]優(yōu)選地，步驟(2)中，所述的甲醇與所述的步驟(I)水解反應(yīng)所得的混合液中羥基乙酸的投料質(zhì)量比為1:0.2-0.4，所述的甲醇在3~5h加入。
[0008]優(yōu)選地，步驟(I)中，所述的羥基乙腈水溶液中的羥基乙腈與所述的硫酸溶液中的硫酸的投料摩爾比為1:0.7-1.1o
[0009]優(yōu)選地，步驟(I)中，所述的水解反應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間為3~5h。
[0010]優(yōu)選地，步驟(3)中，所述的水解反應(yīng)的溫度為80°C ~100°C。
[0011]一種羥基乙酸的制備方法，包括依次進(jìn)行的如下步驟:
(I)、將羥基乙腈水溶液與質(zhì)量濃度為70%~90%的硫酸溶液在120°C ~140°C下進(jìn)行水解反應(yīng)，水解反應(yīng)完成后，蒸出水總質(zhì)量45[55%的水，得到羥基乙酸和硫酸銨酸式鹽的混合溶液；
(2 )、向步驟(I)所得的混合溶液中加入質(zhì)量濃度為84°/『86%的甲醇水溶液進(jìn)行酯化反應(yīng)0.5~2h;整個(gè)步驟(2)控制在110°C ~120°C下進(jìn)行；
(3 )、向步驟(2 )酯化后的混合溶液中加入質(zhì)量濃度為84%~86%的甲醇水溶液進(jìn)行酯化反應(yīng)的同時(shí)，蒸餾出甲醇、水和羥基乙酸甲酯的混合物，整個(gè)步驟(3)控制在110°C -120°C下進(jìn)行；
(4)、向步驟(3)所得混合物中加入水使羥基乙酸甲酯的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為10[25%，在(100°c下使得所述的羥基乙酸甲酯水解成羥基乙酸，分離出甲醇，所述的分離出的甲醇通入所述的步驟(2)和步驟(3)中循環(huán)使用。
[0012]優(yōu)選地，步驟(2)中，所述的甲醇水溶液與步驟(I)水解反應(yīng)所得的混合液中所述的羥基乙酸的投料質(zhì)量比為3，步驟(2)和步驟(3)中總的甲醇水溶液與所述的步驟
(I)水解反應(yīng)所得的混合液中羥基乙酸的投料質(zhì)量比為1:0.2-0.4。
[0013]優(yōu)選地，步驟(4)中，通過步驟(I)蒸出的水和/或水來調(diào)整所述的羥基乙酸甲酯的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。
[0014]所述的羥基乙酸的制備方法，包括依次進(jìn)行的如下步驟:
(I )、將水和質(zhì)量濃度為98%的濃硫酸在反應(yīng)容器中配制成質(zhì)量濃度為70%~90%的硫酸溶液，在120°C ~140°C下，邊攪拌邊加入質(zhì)量濃度為30%~50%的羥基乙腈水溶液，水解反應(yīng)4~5h，蒸出水總質(zhì)量48°/『53%的水，得到羥基乙酸和硫酸銨酸式鹽的混合溶液；其中，所述的羥基乙腈水溶液中的羥基乙腈與所述的硫酸溶液中的硫酸的投料摩爾比為1:0.8-1.1；
(2)、向步驟(I)所得的混合溶液中加入甲醇進(jìn)行酯化反應(yīng)0.5~2h;整個(gè)步驟(2)控制在110°C ~120°C下進(jìn)行，所述的甲醇與步驟(I)水解反應(yīng)所得的混合液中所述的羥基乙酸的投料質(zhì)量比為
(3 )、向步驟(2 )酯化后的混合溶液中加入甲醇進(jìn)行酯化反應(yīng)的同時(shí)，蒸餾出甲醇、水和羥基乙酸甲酯的混合物，整個(gè)步驟(3)控制在110°C ~120°C下進(jìn)行，所述的甲醇在3~5h加入；
(4)、向步驟(3)所得的混合物中加入水和/或步驟(I)中蒸出的水或步驟(4)分離出的水，調(diào)整步驟(3)所得混合物中羥基乙酸甲酯的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為15%~20%，在80°C~100°C下使得所述的羥基乙酸甲酯水解成羥基乙酸，分離出甲醇和水，降溫至10°C ~20°C，析出晶體，然后將所述的晶體干燥；所述的分離出的甲醇通入所述的步驟(2)和步驟(3)中循環(huán)使用。分離出的水通入所述的步驟(4)中循環(huán)使用。
[0015]由于以上技術(shù)方案的實(shí)施，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn):
本發(fā)明通過對(duì)反應(yīng)溫度、原料濃度、制備方法的改進(jìn)，使得可采用質(zhì)量百分比濃度為80%~90%的甲醇水溶液，無需采用純度為99.5%~99.9%的甲醇，使得反應(yīng)中蒸出的甲醇水溶液可直接通入反應(yīng)中循環(huán)使用，無需對(duì)蒸出的甲醇進(jìn)行進(jìn)一步精餾，保證收率的情況下，縮短了反應(yīng)時(shí)間，減小了能耗，從而大大降低了生產(chǎn)成本，提高了產(chǎn)品的競爭力。另外，本方法制備的產(chǎn)品的純度達(dá)到99.8%，品質(zhì)可以滿足日用化學(xué)品、化妝品、電子器件清洗、醫(yī)藥合成、生物降解材料的制造等行業(yè)的使用要求。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明，但不限于這些實(shí)施例。
[0017]實(shí)施例1
1000毫升燒瓶中加入40毫升水和100克質(zhì)量濃度為98%的濃硫酸配成70%的硫酸溶液，加熱攪拌下加入114克質(zhì)量濃度為50%的羥基乙腈水溶液，保持溫度130°C，水解反應(yīng)4小時(shí)，并蒸出50毫升水，然后加入60g質(zhì)量濃度為85%的甲醇水溶液，于110°C反應(yīng)，30分鐘后在此溫度下3小時(shí)內(nèi)連續(xù)加入質(zhì)量濃度為85%的甲醇水溶液200克，連續(xù)加入甲醇水溶液的同時(shí)，連續(xù)蒸出甲醇、水和羥基乙酸甲酯的混合物，殘留物為硫酸銨的酸式鹽。
[0018]匯集蒸出的混合物，于酯水解釜中加入去離子水150毫升，攪拌下于100°C進(jìn)行酯水解，蒸出甲醇、再蒸出部分水(進(jìn)行循環(huán)使用)，獲得商品質(zhì)量濃度為70%的羥基乙酸水溶液，收率88% ο
[0019]實(shí)施列2
2000升反應(yīng)釜中加入50升純水和500公斤質(zhì)量濃度為98%的濃硫酸(5Kmol)，攪拌下加入690公斤質(zhì)量濃度為50%的羥基乙腈水溶液(6Kmol)于140°C下進(jìn)行5小時(shí)水解反應(yīng)，同時(shí)蒸出約200升水，水解產(chǎn)物為羥基乙酸和硫酸銨的酸式鹽、水的混合物。接著向反應(yīng)釜內(nèi)投入質(zhì)