研究溶劑-結(jié)晶法生產(chǎn)雙三羥甲基丙烷工藝

高毅民 朗盛（溧陽(yáng)）多元醇有限公司

對(duì)于康妮扎羅鈉法來(lái)說(shuō)，其主要的催化劑是氫氧化鈣，選用氫氧化鈣作為催化劑有諸多好處，主要體現(xiàn)于以下幾方面：催化效率高，使反應(yīng)進(jìn)行的更加完全完整，從而提升產(chǎn)品的質(zhì)量，提升產(chǎn)品的產(chǎn)收率。然而，由于其使用的催化劑運(yùn)用的催化無(wú)屬于鈣鹽，導(dǎo)致其處理的難度提升、生產(chǎn)處理環(huán)節(jié)較多周期較長(zhǎng)。

一、三羥甲基丙烷的精餾段的工程特點(diǎn)

（一）國(guó)內(nèi)工程特點(diǎn)

利用甲酸鈣易溶于水的特點(diǎn)，使其作為反應(yīng)過(guò)程的反應(yīng)物，其甲酸鈣在反應(yīng)后比較容易中和與處理，制作的流程較為簡(jiǎn)單，且所需的能源消耗較低。

運(yùn)用較為合理的原材料比例，可以將反應(yīng)溫度以及反應(yīng)過(guò)程中的停留時(shí)間做出較為合理的掌握，從而使正丁醛反應(yīng)的更加充分，提高其反應(yīng)率。

通過(guò)優(yōu)化甲酸鈣的生產(chǎn)流程，并設(shè)置相應(yīng)合理的干燥條件，使得生產(chǎn)出的甲酸鈣成分更純、品質(zhì)更高。

（二）國(guó)外工程特點(diǎn)

國(guó)外運(yùn)用的主要工程以及制造工藝，被稱為康妮扎羅鈉法。此種工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，在制作工藝的掌握難度上，也更易掌握。其工藝流程中不涉及高溫、高壓的反應(yīng)條件。

劣勢(shì)為，由于沒(méi)有添加特殊的催化劑，反應(yīng)條件和環(huán)境過(guò)于簡(jiǎn)單，導(dǎo)致其產(chǎn)出的副產(chǎn)物比較多，生產(chǎn)出的產(chǎn)品質(zhì)量較差，后期的分離等的處理工作較為煩瑣，導(dǎo)致生產(chǎn)成本增加，產(chǎn)品純度不高。

二、三羥甲基丙烷的精餾段分離出的重組分處理中應(yīng)用的技術(shù)操作

（一）技術(shù)操作

在三羥甲基丙烷的精餾段，需要首先使重組分分離出來(lái)。具體操作如下：

首先，制作生產(chǎn)雙三羥甲基丙烷的原料，具體操作為將重組分與水按照適當(dāng)比例進(jìn)行溶合。

其次，運(yùn)用板框過(guò)濾機(jī)，對(duì)溶液進(jìn)行過(guò)濾操作，使溶液中的雜質(zhì)得到剔除，保證溶液的純凈。

然后，將過(guò)濾后的溶液加至水解釜，在其中加入適當(dāng)?shù)幕钚蕴?，進(jìn)一步將溶液中的雜質(zhì)過(guò)濾吸附。

最后，充分過(guò)濾之后，運(yùn)用板框過(guò)濾機(jī)再次過(guò)濾。

在脫水操作后，將雙三羥甲基丙烷的液體部分加入滾筒結(jié)片設(shè)備，利用結(jié)片設(shè)備將雙三羥母液冷卻凝固成固態(tài)從而得到的適當(dāng)處理，得到片狀的結(jié)片的雙三羥甲基丙烷產(chǎn)物。

（二）優(yōu)點(diǎn)

之前經(jīng)結(jié)片處理后的雙三羥甲基丙烷，經(jīng)再次離心所得到的溶液，其中含有的羥基種類較為多樣，因此，將其溶液經(jīng)過(guò)濃縮處理后提純至一定比例后，可成為涂料市場(chǎng)中的較高品質(zhì)的原料，并收獲一定經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

三、分離方法優(yōu)劣性分析

甲酸鈣的化學(xué)表達(dá)式為：Ca（HCOO）2，其相對(duì)分子質(zhì)量達(dá)到130.0，其物理特征為一種白色結(jié)晶體，也呈現(xiàn)出白色的結(jié)晶體粉末，化學(xué)性質(zhì)的溶解性觀察為：溶于水且相對(duì)溶解速度較慢，溶解時(shí)間較長(zhǎng)，無(wú)毒性，不易受潮溶解現(xiàn)象，其受熱分解的溫度大致為380 攝氏度左右。因其擁有抗酸化、防止建材發(fā)霉、抵抗細(xì)菌的優(yōu)勢(shì)，目前主要作為建筑材料的添加劑。

（一）分離機(jī)離心分離法

分離機(jī)離心分離法：離心機(jī)中的離心分離法主要利用離心機(jī)內(nèi)轉(zhuǎn)鼓高速離心力，將進(jìn)入的含固態(tài)甲酸鈣物料中的液體從濾網(wǎng)分離出去，固態(tài)甲酸鈣在濾網(wǎng)上形成一層固態(tài)濾層，使后續(xù)進(jìn)入的物料能更徹底的分離，當(dāng)甲酸鈣濾層達(dá)到一定的厚度后，切斷物料進(jìn)入，離心機(jī)利用刮刀將甩干的甲酸鈣濾層從濾網(wǎng)分離，利用螺旋輸送器將甲酸鈣輸送出離心機(jī)。經(jīng)過(guò)離心機(jī)分離出來(lái)的母液甲酸鈣含量在6-8%左右，經(jīng)過(guò)進(jìn)一步脫水，使溶于水的甲酸鈣析出。在后續(xù)工序中利用臥式離心機(jī)對(duì)析出的甲酸鈣進(jìn)行進(jìn)一步分離。離心機(jī)由兩個(gè)轉(zhuǎn)子組成，一個(gè)叫轉(zhuǎn)鼓，另一個(gè)轉(zhuǎn)子是螺旋卸料器（簡(jiǎn)稱螺旋）。二相密度不同的清液形成同心圓柱，較輕的液相處于內(nèi)層，較重的液相處于外層，分別通過(guò)輕重相出口排出。

差速離心法，通過(guò)改變離心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，使其高速與低俗同時(shí)進(jìn)行，運(yùn)用轉(zhuǎn)速所帶來(lái)的不同離心力，分離離心機(jī)中分子質(zhì)量不同，沉降系數(shù)不同的微粒，使其在懸浮液中分層分離的物質(zhì)分離方法。

優(yōu)點(diǎn)：

國(guó)內(nèi)方面，甲酸鈣的生產(chǎn)方法和制作流程相對(duì)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)容易，生產(chǎn)門檻相對(duì)較低，為多數(shù)中小行化工企業(yè)所推崇。同時(shí)，其產(chǎn)生的副產(chǎn)物也存在一定的市場(chǎng)價(jià)值。

缺點(diǎn)：

國(guó)內(nèi)方面，大多數(shù)企業(yè)制作甲酸鈣的方法是通過(guò)離心機(jī)分離法，使得分子質(zhì)量不同的流動(dòng)體，在離心力的作用下壓強(qiáng)分布不同的原理，來(lái)分離其中的同位素。但由此方法產(chǎn)生的甲酸鈣，留存在母液中的含量相對(duì)較高，大概在1%-2%左右，不能分離的相對(duì)徹底，對(duì)下游精餾工序產(chǎn)生一定的影響，造成資源的浪費(fèi)，增加了生產(chǎn)成本。

（二）溶劑法分離法

溶劑分離法：由于在同一溶劑或者介質(zhì)中，每種物質(zhì)的溶解度都是不同的，同理可知，同一物質(zhì)，在不同的溶劑或者介質(zhì)中的溶解速度也是不同的。將實(shí)驗(yàn)中涉及的物質(zhì)逐一分組標(biāo)號(hào)，并放入同一溶劑中觀察不同物質(zhì)的溶解情況，并進(jìn)行分離的方法被稱為溶劑分離法，也叫作溶劑提取法。

優(yōu)點(diǎn)：

相對(duì)于離心機(jī)分離法，溶劑分離法在分離后的母液中，甲酸鈉含量微乎其微少之又少，母液較為純凈，這樣會(huì)使后期的精餾段平穩(wěn)進(jìn)行，不斷提高精餾段效率。而相較于與其他分離方法，溶劑分離法運(yùn)用的分離設(shè)備相對(duì)較為簡(jiǎn)單，操作過(guò)程耗時(shí)簡(jiǎn)短，分離效果相對(duì)較好，運(yùn)用較普遍。

缺點(diǎn)：

溶劑的后期處理相對(duì)較為謹(jǐn)慎，在分離過(guò)后，由于物質(zhì)的分離不徹底，可能會(huì)生成難以中和處理的污染物或者相對(duì)危險(xiǎn)的物質(zhì)。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，由于操作不當(dāng)也較容易引起反應(yīng)物的變性失活。

四、結(jié)語(yǔ)

目前，國(guó)內(nèi)雙三羥甲基丙烷裝置生產(chǎn)力尚不能滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求，部分雙三羥甲基丙烷需依賴進(jìn)口，且進(jìn)口量呈現(xiàn)逐年遞增態(tài)勢(shì)，許多國(guó)內(nèi)廠家看好雙三羥甲基丙烷的市場(chǎng)前景紛紛新建或者擴(kuò)建生產(chǎn)裝置。

而溶劑結(jié)晶法生產(chǎn)雙三羥甲基丙烷工藝，目前尚不夠成熟，但只要根據(jù)其自身的生產(chǎn)工藝條件綜合考慮生產(chǎn)方法的優(yōu)劣性，就能夠趨利避害，做到最大限度的高效生產(chǎn)。