醛氧化成異壬酸是目前主要的生產(chǎn)工藝

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2020-11-28

這里介紹一種制備異壬酸的體系和方法的制備方法，屬于化學(xué)原料制備技術(shù)領(lǐng)域。異壬酸具有以下結(jié)構(gòu)：可廣泛用作合成潤(rùn)滑劑、醫(yī)藥中間體、金屬皂和金屬加工液的原料，也適用于醇酸樹(shù)脂改性，可提高耐黃變性和耐沖擊性，也可用于生產(chǎn)各種異壬酸鹽，可用于化妝品領(lǐng)域

醛氧化成異壬酸是目前主要的生產(chǎn)工藝，《石油化工氧化反應(yīng)工程與工藝》中寫道，醛氧化成羧酸過(guò)程中的催化劑多為Co、Mn、Cu等的鹽類。如乙酸鹽或環(huán)烷酸鹽，其主要功能是促進(jìn)氧化產(chǎn)生過(guò)酸并促使它們快速分解。例如，在乙全氧化生產(chǎn)乙酸的裝置中使用醋酸錳作為催化劑，使得乙全氧化過(guò)程中產(chǎn)生的過(guò)億酸能夠及時(shí)分解，防止過(guò)億酸的積累、分解和爆炸。但同時(shí)金屬鹽能促進(jìn)自由基的形成，加速鏈引發(fā)反應(yīng)，縮短反應(yīng)的誘導(dǎo)期，反應(yīng)時(shí)間明顯縮短。然而隨著放熱反應(yīng)的快速發(fā)展，反應(yīng)難以控制，選擇性降低。例如丙醛氧化制丙酸過(guò)程中，以醋酸錳、醋酸鈷、醋酸鐵、醋酸銅為催化劑時(shí)，幾種催化劑對(duì)產(chǎn)物的選擇性影響較大，比無(wú)催化劑時(shí)低5%-10%；同時(shí)在反應(yīng)過(guò)程中，經(jīng)過(guò)多次物料循環(huán)后，金屬反應(yīng)器和管道的物料流中會(huì)積累鐵等金屬離子，從而促進(jìn)反應(yīng)的引發(fā)，導(dǎo)致反應(yīng)過(guò)快，放熱速率迅速增加，溫度難以控制，特別是導(dǎo)致副產(chǎn)物增加，異壬酸選擇性降低。但對(duì)于某些醛類的氧化，過(guò)氧酸在反應(yīng)階段濃度不高，過(guò)氧化物不會(huì)在氧化反應(yīng)器中積累，而只是由于過(guò)氧酸與其他組分的沸點(diǎn)不同而在蒸餾塔中積累。在這種情況下，向氧化反應(yīng)器中加入催化劑分解過(guò)氧化物意義不大，但會(huì)導(dǎo)致選擇性的較大損失。然而不添加催化劑，將導(dǎo)致蒸餾塔中過(guò)氧化物的局部富集并帶來(lái)風(fēng)險(xiǎn)，這是現(xiàn)有技術(shù)中未解決的問(wèn)題.此外，現(xiàn)有技術(shù)中使用的過(guò)氧化物分解催化劑均為均相催化劑，濃度低，后續(xù)分離困難，蒸餾塔可能存在結(jié)渣、堵塞和爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。還有一些專利使用固體酸催化劑催化氫過(guò)氧化枯烯分解為苯分和炳銅。然而在醛氧化過(guò)程中沒(méi)有用于過(guò)氧化物分解的多相催化劑。

綜上所述，在醛氧化反應(yīng)制備相應(yīng)羧酸的現(xiàn)有技術(shù)中，通常在氧化反應(yīng)器中加入金屬離子催化劑，以加速反應(yīng)和過(guò)氧化物的分解，但選擇性降低、副產(chǎn)物增加、產(chǎn)品收率低、金屬離子不易分離。現(xiàn)有技術(shù)中，醛氧化制酸過(guò)程中沒(méi)有高效的金屬有機(jī)骨架催化劑分解過(guò)氧化物，使得總物流中的過(guò)氧化物快速分解，避免了后續(xù)精餾過(guò)程中過(guò)氧化物積累帶來(lái)的安全問(wèn)題。