三羥甲基丙烷(TMP)是重要的精細化工產(chǎn)品和有機化工原料,它主要用于醇酸樹脂和聚氨酯的生產(chǎn)中,其性能優(yōu)于甘油、新戊二醇、季戊四醇等制得的醇酸樹脂。另外,它還廣泛用于表面活性劑、涂料、高級潤滑油、印刷油墨、高級航空潤滑脂、增塑劑、玻璃鋼等生產(chǎn)領(lǐng)域;且可用作樹脂的擴鏈劑、紡織助劑和聚氯乙烯樹脂的熱穩(wěn)定劑。
目前國內(nèi)TMP生產(chǎn)廠家主要采用康尼扎羅法生產(chǎn)TMP,但在縮合液中,由于含有與產(chǎn)品等摩爾的副產(chǎn)品——甲酸鈉,導致在后段溶劑回收、精餾加熱過程中,甲酸鈉局部過熱易使產(chǎn)品發(fā)生熱分解,影響了產(chǎn)品的質(zhì)量和收率。
因此,在精餾前,必須將TMP與甲酸鈉分離,并除去甲酸鈉。那么,該如何除去甲酸鈉呢?
目前,國內(nèi)外已使用的分離方法有離子樹脂交換法、溶劑萃取法和水蒸汽蒸餾法。據(jù)資料報道,國內(nèi)TMP萃取傳統(tǒng)收率一般為80%-95%,產(chǎn)品色號>50(鉑-鈷比色法)且質(zhì)量不高,難以同國外同類產(chǎn)品相競爭。
現(xiàn)在,我們采用高效萃取劑萃取分離縮合液中的TMP, 經(jīng)過精餾回收萃取劑, 最后在負壓下精餾分離出TMP。該工藝使TMP萃取分離一步收率達99.5%以上,產(chǎn)品純度>99%(液相色譜法),色號<10(鉑-鈷比色法),可達到國外同類產(chǎn)品先進水平。
1、TMP萃取分離工藝流程
康尼扎羅法合成三羥甲基丙烷縮合液——萃取分離——減壓精餾——TMP產(chǎn)品,同時, 經(jīng)減壓蒸餾回收萃取劑和副產(chǎn)甲酸鈉。
該工藝具有流程短、萃取效率高、萃取劑回收率高和產(chǎn)品收率高的特點。
2、離心萃取工藝原理
我們采用連續(xù)萃取的方法,將天一萃取CWL-M系列離心萃取機串聯(lián),并給CWL-M離心萃取機安裝加熱套,將TMP縮合液及異戊醇加熱到要求溫度。首先,異戊醇通過恒速加料泵從聯(lián)動離心萃取機的一端輕相進料口進入,縮合液從另一端重相進料口進入,兩相進入離心萃取設備內(nèi),先進行混合,然后在離心力的作用下進行分離,從而完成傳質(zhì)——分離過程。
離心萃取完成之后,將萃取相通過精餾裝置回收溶劑,重新回收萃取段生產(chǎn)中。再采用減壓精餾工藝得到TMP產(chǎn)品。萃余相蒸餾除水后可得到甲酸鈉副產(chǎn)品。
3、TMP萃取最佳工藝條件
選擇異戊醇為萃取劑,通過連續(xù)萃取實驗確定了萃取操作的最佳工藝條件:
萃取溫度:45-50℃
V(異戊醇):V(縮合液)=1.5-2.0,
萃取停留時間:45~60min
在該條件下, 萃取劑回收率和產(chǎn)品TMP收率均達到99%以上。
4、萃取劑為什么選擇異戊醇
以異戊醇作為TMP縮合液的萃取劑, 不僅價格便宜,其還有如下優(yōu)點:溶解TMP能力強, 萃取率高; 溶解水、甲酸鈉的能力非常低,大大降低了萃取油相中甲酸鈉的含量;其室溫下水中溶解度小,以減少萃取劑的損失量及降低廢水的COD值; 萃取油相的粘度適當,萃取油相與萃余水相容易分離;萃取劑沸點適中, 與TMP沸點差較大, 易于分離回收;揮發(fā)性小,也減少對大氣環(huán)境的污染。
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