季戊四醇的合成.doc

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1、工程职业技术学院毕业论文（2010届）题目：季戊四醇的合成专业：精细化学品生产技术班级：精细0530学号：2005000431学生：储衠指导老师：毓韬完成日期：2010年5月26日目录1．前言2．季戊四醇的性质与现状3．季戊四醇的合成3．1　季戊四醇主体合成原理3．2　二季戊四醇合成机理３．２．１　季戊四醇—丙烯醛理论３．２．２　丙烯醛理论３．２．３　三甲醇醚理论３．２．４　三季戊四醇合成原理3．3　合成工成３．３．１　Cannizzaro缩合法３．３．２　缩合加氢法3．４　季戊四醇合成影响因素３．４．１　温度对季戊四醇合成反应的影响３．４．2　甲醛

2、、乙醛摩尔比对季戊四醇合成反应的影响３．４．３　压力对季戊四醇合成反应的影响３．４．４　pH对季戊四醇合成反应的影响３．４．５　混合条件对季戊四醇合成反应的影响３．４．6　反应时间对季戊四醇合成反应的影响4．季戊四醇的分离４．１分离的方法介绍5．结论1　前言季戊四醇是由甲醛和乙醛缩合而成的—种典型的新戊基结构四元醇，又名四经甲基甲烷，化学名称为2，2—双(氢甲基)—1，3—丙二醇，外观为白色粉末状结晶，可溶于乙醇、甘油、乙二醇、甲酞胺、丙酮、苯、四氯化碳、乙醚和石油醚等。季戊四醇具有多元醇的典型化学性质，可以进行多元醇所能参与的各种反应，如硝化、氧化

3、、醚化以及卤化等。在工业生产中，根据由缩合产物中分离出的季戊四醇的成分以及质量分数的不同，可以分为工业级季戊四醇(季戊四醇质量分数为87%~90%)、单季级季戊四醇(季戊四醇质量分数大于98%)、双季级季戊四醇(双季戊四醇质量分数大于85%)和三季级季戊四醇(三季戊四醇质量分数大于75%)。不同的产品具有不同的应用领域。单季戊四醇主要用于生产醇酸树脂，合成润滑油及其添加剂用脂肪酸醋、松香醋及妥儿油醋、炸药、聚醚多元醇和聚醋多元醇生产的起始剂等；双季戊四醇主要用于生产防火涂料及高级汽车及摩托车用润滑油。—般认为，双季、三季属于季戊四醇系列产品中档次较高

4、的产品，主要用于合成高档涂料和润滑油。季戊四醇是由甲醛和乙醛在碱性缩合剂存在下反应制得的，同时副产甲酸盐。用氢氧化钙作为碱性催化剂的季戊四醇生产工艺称之为“钙法”。“钙法”产品质量较好，原料成本低廉，但该方法操作步骤多，后处理必须增加沉淀和过滤以除去钙离子。此外，产品中残余“钙灰”在高温下对季戊四醇的分解有催化作用。2价钙离子也会催化甲醛缩合为甲醛聚糖的副反应，对提高季戊四醇收率不利。用氢氧化钠作为碱性催化剂的季戊四醇生产工艺称之为“钠法”。氢氧化钠法的价格虽然较贵，但由于副产物甲酸钠易溶于水，使后处理步骤减少。此外，产品中“钠灰”的存在不致促进季戊

5、四醇的分解反应。根据反应温度的不同，“钠法”又可分为高温法和低温法。高温法是使反应温度控制在40-80℃，在反应终了时升温至85℃，以甲醛自身的Cannizzaro反应破坏过量的甲醛。低温法则将反应温度控制在25—30℃，以减少副反应。但无论那种方法均存在不合理的方面：1)季戊四醇的合成分两步进行，第—步的阿尔德尔反应是吸热反应，第二步的Cannizzaro反应是放热反应，缩合过程要求温升曲线平缓否则副反应就会发生。尤其当温度超过20℃，反应速率加剧，反应热难以及时移出，副反应加快，副产物增多，使季戊四醇的收率下降，还增加了后分离工序的难度，影响了产

6、品的产量和质量；2)传统的结晶方法也存在不足，大量的产品尚未结晶分离下来，就随2次或3次母液排放了，既造成了资源的浪费，又污染了环境；3)副产甲酸钠价值低且难以分离，不利于产品规模的扩大；4)强碱催化体系对设备的腐蚀较为严重。在工业生产中，将—定量的甲醛加人反应器，在搅拌条件下把—定量的乙醛和氢氧化钠逐渐加入反应器，加料时间持续5h，保持反应温度33℃。反应热由冷冻盐水撤走，乙醛和碱进料结束，缩合反应完成。碱性反应混合物用甲酸中和至pH值为6，过量甲醛通过蒸馏脱除，经真空浓缩使季戊四醇浓度达到35%—40%，再经过冷却结晶，此时甲酸钠仍在反应溶液中，

7、然后过滤，水洗得到含少量甲酸钠的灰白色季戊四醇产品。溶液再经真空浓缩得到甲酸钠结晶，经离心过滤得到甲酸钠，残液冷却再回收季戊四醇。为了得到高纯度的季戊四醇，将含有少量甲酸钠的灰白色季戊四醇再溶于热水中，过滤脱除高级季戊四醇，经再结晶、离心、干燥、得到高纯度的季戊四醇。单季戊四醇、双季戊四醇、三季戊四醇（分别简称PE、DPE、TPE）是精细化工中间体，在很多领域有着广泛的应用，特别是双季在高级航空润滑油、光敏涂料等方面有着季戊四醇不可比拟的优越性。目前，世界上双季生产厂家很少，产量低，国外市场—直供不应求。研究开发单、双季戊四醇，既可满足国外市场，又可

8、创造较大的经济效益。世界上双季、三季生产厂家很少，产量低，双、三季国外市场—直供不应求，单、双、三季价格比多