一種乙醛酸及其制備方法技術

本發明專利技術涉及一種乙醛酸及其制備方法。其技術方案是：將100份質量的濃度為40wt%的乙二醛水溶液、10~20份質量的濃度為30wt%的鹽酸溶液和10~25份質量的濃度為5~20wt%的亞硝酸水溶液加入反應釜內，在攪拌條件下，升溫至45~55℃，加入0.12~0.62份質量的亞硝酸鈉，即得引發體系；然后在55~65℃、常壓和攪拌條件下，用氣泡石向所述引發體系通入氧氣，同時向所述引發體系均勻滴加30~40份質量的濃度為30~45wt%的硝酸；在攪拌條件下，升溫至75~85℃，保溫1~2小時；再加入1~4份質量的濃度為30~45wt%的硝酸，繼續保溫1~2小時，制得乙醛酸。本發明專利技術具有硝酸使用量低、氮氧化物排放量少、產率高和利于工業化生產的特點。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于有機酸
具體涉及一種乙醛酸及其制備方法。技術背景乙醛酸是一種重要的化工原料和中間體，在醫藥、農藥、香料、造紙、食品添加劑和生物化學等領域的應用不斷擴大。目前主要用于廣譜抗生素阿莫西林、羥氨芐頭孢菌素、抗高血壓藥物阿替洛爾、香料香蘭素、化妝品添加劑尿囊素和農藥中間體的生產中。現階段報道制備乙醛酸的方法有：乙二醛硝酸氧化法；乙二醛貴金屬催化氧氣氧化法；乙二醛電氧化法；乙二醛雙氧水氧化法；乙二醛次氯酸鈉氧化法；乙二醛二氯乙酸鹽法；乙醇酸酶催化氧化法；草酸電解還原法等。乙二醛硝酸氧化法是目前工業生產乙醛酸最普遍的方法，該方法以乙二醛為原料，硝酸為氧化劑，反應條件溫和，工藝簡單。但乙二醛硝酸氧化法仍存在一些弊端：a）使用大量的硝酸等具有強腐蝕性的氧化劑，生產過程中產生的氮氧化物對環境有污染；b）氧化反應后乙二醛殘余量偏高，并且很難在后期除凈；c）氧化乙二醛的選擇性不高，導致乙醛酸產率下降。
技術實現思路
本專利技術旨在克服現有技術缺陷，目的是提供一種能降低硝酸使用量、減少氮氧化物排放量、利于工業化生產和提高產率的乙醛酸及其制備方法。為實現上述目的，本專利技術采用的技術方案是：步驟一、將100份質量的濃度為40wt%的乙二醛水溶液、10~20份質量的濃度為30wt%的鹽酸溶液和10~25份質量的濃度為5~20wt%的亞硝酸水溶液加入反應釜內，在攪拌條件下，升溫至45~55℃，再加入0.12~0.62份質量的亞硝酸鈉，即得引發體系。步驟二、在55~65℃、常壓和攪拌條件下，采用氣泡石向所述引發體系通入氧氣，同時向所述引發體系均勻滴加30~40份質量的濃度為30~45wt%的硝酸，滴加時間為1~3小時，即得氧化體系。步驟三、在攪拌條件下，將所述氧化體系升溫至75~85℃，保溫1~2小時；然后加入1~4份質量的濃度為30~45wt%的硝酸，繼續保溫1~2小時，制得乙醛酸。所述通入氧氣的氧氣流量為0.01~0.04wt/min；氧氣的純度為99.99%。所述亞硝酸水溶液是乙醛酸生產過程中所排放的二氧化氮被水吸收而形成的亞硝酸水溶液。所述氣泡石的材料為碳化硅、氮化硅、陶瓷中的一種。由于采用上述技術方案，本專利技術與現有技術相比具有如下積極效果：本專利技術采用硝酸和常壓氧氣同時做為氧化劑，大幅度降低了硝酸或者其他強腐蝕性氧化劑的使用量，降低對儀器設備的損耗，減少氮氧化物排放和后期環境處理的成本及對環境的污染。本專利技術采用氣泡石提高了硝酸使用效率和氧化反應的轉化率，降低了乙醛酸溶液中乙二醛的含量，成功解決了后期乙二醛難處理的問題，并且提高了乙醛酸的產率，大大降低了副產物草酸的含量。另外，由于采用常壓通氧，所以無需密閉和耐壓的反應器，整個反應裝置具有簡單、經濟和安全的優勢，利于工業化生產。本專利技術所制乙醛酸經檢測：乙二醛殘留量為0.02~0.04wt%，乙二醛的轉化率為99.6~99.9%；乙醛酸含量為24.7~25.3wt%，乙醛酸的摩爾產率為87.9~89.0%。因此，本專利技術具有硝酸使用量低、氮氧化物排放量少、產率高和利于工業化生產的特點。具體實施方式下面結合本具體實施方式對本專利技術作進一步的描述，并非對其保護范圍的限制。為避免重復，先將本具體實施方式的有關技術參數統一描述如下，實施例中不再贅述：所述通入氧氣的氧氣流量為0.01~0.04wt/min；氧氣的純度為99.99%。所述亞硝酸水溶液是乙醛酸生產過程中所排放的二氧化氮被水吸收而形成的亞硝酸水溶液。實施例1一種乙醛酸及其制備方法。本實施例所述制備方法是：步驟一、將100份質量的濃度為40wt%的乙二醛水溶液、10~15份質量的濃度為30wt%的鹽酸溶液和10~15份質量的濃度為5~20wt%的亞硝酸水溶液加入反應釜內，在攪拌條件下，升溫至45~50℃，再加入0.12~0.32份質量的亞硝酸鈉，即得引發體系。步驟二、在55~65℃、常壓和攪拌條件下，采用氣泡石向所述引發體系通入氧氣，同時向所述引發體系均勻滴加30~35份質量的濃度為30~45wt%的硝酸，滴加時間為1~3小時，即得氧化體系。步驟三、在攪拌條件下，將所述氧化體系升溫至75~80℃，保溫1~2小時；然后加入1~3份質量的濃度為30~45wt%的硝酸，繼續保溫1~2小時，制得乙醛酸。本實施例所制乙醛酸經檢測：乙二醛殘留量為0.03~0.04wt%，乙二醛的轉化率為99.6~99.8%；乙醛酸含量為24.7~25.1wt%，乙醛酸的摩爾產率為88.1~88.9%。實施例2一種乙醛酸及其制備方法。本實施例所述制備方法是：步驟一、將100份質量的濃度為40wt%的乙二醛水溶液、13~17份質量的濃度為30wt%的鹽酸溶液和10~25份質量的濃度為15~20wt%的亞硝酸水溶液加入反應釜內，在攪拌條件下，升溫至48~53℃，再加入0.32~0.52份質量的亞硝酸鈉，即得引發體系。步驟二、在55~65℃、常壓和攪拌條件下，采用氣泡石向所述引發體系通入氧氣，同時向所述引發體系均勻滴加33~37份質量的濃度為30~45wt%的硝酸，滴加時間為1~3小時，即得氧化體系。步驟三、在攪拌條件下，將所述氧化體系升溫至78~82℃，保溫1~2小時；然后加入1.5~3.5份質量的濃度為30~45wt%的硝酸，繼續保溫1~2小時，制得乙醛酸。本實施例所制乙醛酸經檢測：乙二醛殘留量為0.02~0.04wt%，乙二醛的轉化率為99.6~99.9%；乙醛酸含量為24.8~25.0wt%，乙醛酸的摩爾產率為87.9~88.7%。實施例3一種乙醛酸及其制備方法。本實施例所述制備方法是：步驟一、將100份質量的濃度為40wt%的乙二醛水溶液、15~20份質量的濃度為30wt%的鹽酸溶液和20~25份質量的濃度為5~20wt%的亞硝酸水溶液加入反應釜內，在攪拌條件下，升溫至50~55℃，再加入0.42~0.62份質量的亞硝酸鈉，即得引發體系。步驟二、在55~65℃、常壓和攪拌條件下，采用氣泡石向所述引發體系通入氧氣，同時向所述引發體系均勻滴加35~40份質量的濃度為30~45wt%的硝酸，滴加時間為1~3小時，即得氧化體系。步驟三、在攪拌條件下，將所述氧化體系升溫至80~85℃，保溫1~2小時；然后加入2~4份質量的濃度為30~45wt%的硝酸，繼續保溫1~2小時，制得乙醛酸。本實施例所制乙醛酸經檢測：乙二醛殘留量為0.03~0.04wt%，乙二醛的轉化率為9本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種乙醛酸的制備方法，其特征在于所述制備方法包括以下步驟：步驟一、將100份質量的濃度為40wt％的乙二醛水溶液、10～20份質量的濃度為30wt％的鹽酸溶液和10～25份質量的濃度為5～20wt％的亞硝酸水溶液加入反應釜內，在攪拌條件下，升溫至45～55℃，再加入0.12～0.62份質量的亞硝酸鈉，即得引發體系；步驟二、在55～65℃、常壓和攪拌條件下，采用氣泡石向所述引發體系通入氧氣，同時向所述引發體系均勻滴加30～40份質量的濃度為30～45wt％的硝酸，滴加時間為1～3小時，即得氧化體系；步驟三、在攪拌條件下，將所述氧化體系升溫至75～85℃，保溫1～2小時；然后加入1～4份質量的濃度為30～45wt％的硝酸，繼續保溫1～2小時，制得乙醛酸。

【技術特征摘要】
1.一種乙醛酸的制備方法，其特征在于所述制備方法包括以下步驟：
步驟一、將100份質量的濃度為40wt％的乙二醛水溶液、10～20份質量的濃度為30wt％
的鹽酸溶液和10～25份質量的濃度為5～20wt％的亞硝酸水溶液加入反應釜內，在攪拌條
件下，升溫至45～55℃，再加入0.12～0.62份質量的亞硝酸鈉，即得引發體系；
步驟二、在55～65℃、常壓和攪拌條件下，采用氣泡石向所述引發體系通入氧氣，同時
向所述引發體系均勻滴加30～40份質量的濃度為30～45wt％的硝酸，滴加時間為1～3小
時，即得氧化體系；
步驟三、在攪拌條件下，將所述氧化體系升溫至75～85℃，保溫1～2小時；...

【專利技術屬性】
技術研發人員：葉龍，張偉，宋磊，鮑應元，
申請(專利權)人：武漢科技大學，
類型：發明
國別省市：湖北;42