[发明专利]由蓖麻油类化合物制备癸二酸的方法

说明书

技术领域

本发明涉及化工产品癸二酸的制备方法，尤其是以蓖麻油类化合物为原料制备化工产品癸二酸的方法。 

背景技术

随着全球对石油资源消耗的加剧，生物质化工产品的制造越来越受到关注，其中蓖麻油分子中同时存在羟基、酯基、双键三个可反应性官能团，长期以来一直作为工业用植物油脂，是生物质化工产品的制造的重要原材料之一。 

目前，世界上几乎都是用蓖麻油为原料来生产癸二酸的。基于原材料来源和技术两方面的因素，中国已成为国际上唯一生产癸二酸的国家。癸二酸和2-辛醇是蓖麻油碱性高温裂解的主要产物，工业上2-辛醇往往被当作副产物或者联产产品，这也是生物质化工产品制造的一个特点，通常都有伴生的产品存在。 

癸二酸是聚合物材料合成和有机合成的重要原料。癸二酸是合成工程塑料尼龙410、610、810与1010的单体，也是药物缓释材料聚癸二酸酐的单体，还是生物降解性聚酯的二元酸组分，癸二酸酐是生物降解塑料的交联剂，癸二酸酯类广泛用作高级润滑油、耐寒增塑剂、化妆品、医药、香科、聚酯薄膜、表面活性剂的重要中间体和添加剂等；2-辛醇主要用于合成己酸或氧化生成甲基己基酮(香料)，还可用作除沫(消泡)剂、合成增塑剂、表面活性剂、农药乳化剂、合成香料和溶剂等，尤其是苯二甲酸二仲辛酯、癸二酸二仲辛酯是优良的塑料增塑剂。 

国内外相关报道的蓖麻油及其衍生物制备癸二酸的技术原理是蓖麻油或者蓖麻油衍生物在稀释剂存在下加氢氧化钠水溶液在200-350℃进行高温强碱裂解，生成癸二酸双钠盐、2-辛醇、氢气，裂解产物用水稀释，中和、脱色、酸化、结晶，冷却后析出癸二酸晶体，干燥得工业癸二酸，同时在裂解时联产2-辛醇，副产脂肪酸或者脂肪酸和甘油。此过程可用反应方程式可简示如下： 

1、蓖麻油生产癸二酸的化学反应方程式 

2、蓖麻油衍生物(蓖麻油酸为例)生产癸二酸的化学反应方程式 

实际上，由于蓖麻油和蓖麻油衍生物在强碱条件下发生皂化反应产生的皂类化合物的高粘度甚至固化、以及皂类的高发泡性能，使得高温下的裂解反应难以顺利进行，反应体系中泡沫和非均相性的存在往往对癸二酸得率还发生极大的影响。许多研究者为解决此难题先后进行了大量的工作，突出的工作是(1)Georges Dupont和Oscar Kostelitz，USP2674608(1950)强碱处理蓖麻油酸及其衍生物，(2)Roger L.Logan和Subhash V.Udeshi，USP 6392074(2002)，制备癸二酸和2-辛醇的方法。其中Georges Dupont和Oscar Kostelitz将酚类化合物如邻甲酚或者苯酚作为稀释剂、导入了蓖麻 油及其衍生物的高温强碱裂解反应，使癸二酸的得率有了大幅度的提高，该技术路线经我国多方位的改进成为目前国内癸二酸制造企业的现行生产工艺，各个生产企业各有特色、大致相仿；但是，该工艺技术路线所带来的弊端也表露出来，每生产一吨癸二酸工业品会产生浓度在2500ppm左右的含酚废水35吨，少量的酚类物质混杂于癸二酸中也使产品的质量受到一定程度的影响；随着环保意识的增强，含酚废水的处理使得企业增加了生产成本，同时废水排放要求的提高，也使企业有可能面临限产甚至停产的风险。Roger L.Logan和Subhash V.Udeshi研究开发了一条非酚稀释剂制备癸二酸的技术路线，其采用异构脂肪族羧酸在反应条件下转化成的异构羧酸盐熔点较低的特点，使其成为高温裂解时的稀释剂，而不使用酚类化合物，同时适度解决了反应混合物固化和大量泡沫的问题；然而，该发明专利主要针对稀释剂品种的替换，重复实验显示尚存在问题：1)高温情况下蓖麻油或者蓖麻油酸等蓖麻油衍生物发生聚合造成产物色度严重偏高，2)反应体系只能在发明所设较高稀释剂浓度条件(蓖麻油或蓖麻油衍生物与稀释剂的重量比1∶1左右)下维持相对均匀性，稀释剂浓度较高将使得反应设备的利用率偏低，单釜效率不高，3)一般情况下，使用异构羧酸或者异构醛、异构醇代替酚类化合物，主产物癸二酸的得率(2.25-2.4吨蓖麻油/吨癸二酸)均低于国内使用酚类化合物时的癸二酸得率(2.0-2.05吨蓖麻油/吨癸二酸)，且异构醛和异构醇作为稀释剂时操作较为繁琐。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：在非酚稀释剂异构羧酸存在下，通过加入高温表面活性剂和高温热阻聚剂，使蓖麻油类化合物在高温强碱裂解生产癸二酸，以达到或超过含酚稀释剂时癸二酸的得率。