[发明专利]一种臭氧氧化法制备并分离提纯壬二酸的方法

说明书

本发明公布了一种臭氧氧化法制备并分离提纯壬二酸的方法，壬二酸的生产采用油酸与臭氧反应，原料经过搅拌釜式反应器得到油酸的臭氧化产物；臭氧化产物在氧化裂解反应釜中产生包含壬二酸和壬酸在内的混合物；混合物经过粗分塔，粗分塔的塔顶产品粗壬酸通过精制塔提纯得到精壬酸，塔釜产品经过萃取、蒸发再精制得到壬二酸产品。本发明利用间歇式搅拌反应釜作为臭氧化反应器，采用臭氧作为氧化剂，保证物料充分混合，待反应达到所要求的程度后，再进入到氧化裂化反应釜，原料利用率高；在壬酸和壬二酸的分离过程中采用精馏塔和萃取塔，操作步骤简便，工业效益好；反应在常压下进行，反应条件温和，生产成本低。

技术领域

本发明涉及一种制备有机酸的方法，特别涉及到一种臭氧氧化法制备并分离提纯壬二酸的方法。

背景技术

壬二酸和壬酸均是很重要的有机合成中间体，工业用途十分广泛。壬二酸在工业上的主要用途是生产增塑剂，其次还用于生产润滑剂、高分子合成、以及皮肤的防护和皮肤病的治疗；壬酸的主要用途是作为有机合成原料，广泛应用于香料、高端润滑油、终止剂、除草剂、增塑剂等行业。

壬二酸的生产方法有多种，一般采用油酸氧化的方法，其又可分为臭氧氧化法、过氧化物氧化法、高锰酸钾氧化法、硝酸氧化法以及次氯酸盐氧化法等。随着臭氧发生技术的不断改进，它在化学工业中的应用逐渐增多，臭氧氧化反应具有条件温和、选择性好、产品收率高、无污染等优点。关于使用高锰酸钾制备壬二酸的方法国内已有很多报道，均是在相转移催化剂存在的情况下用高锰酸钾氧化油酸等不饱和脂肪酸制备壬二酸，其收率大概在50％-60％之间；由于用高锰酸钾作为氧化剂时不仅反应速度较快，且其机理变得很复杂，因此高锰酸钾氧化稀烃及其衍生物的反应机理尚不明确；由于高锰酸钾作为氧化剂，从油酸氧化制备壬二酸的反应为非均相反应，所以如果只使用高锰酸钾是很难得到壬二酸的，一般解决的方法是向反应体系中添加相转移催化剂和乳化剂来增加反应速度，在高锰酸钾氧化能力提高的同时，增加目标产物的产率；整体上看来，采用高锰酸钾作为氧化剂，价格昂贵，而且容易使氧化产物降级，产生低碳链二元酸，降低了产品的质量，污染了环境；尽管用乳化法可改进高锰酸钾法的工艺，但高锰酸钾的用量仍很大，而且后处理十分繁杂，经济上不可取。Teruzo Asahara等人在60℃时使用硝酸与油酸反应48h，壬二酸的产率为30％；而当使用钒酸铵为催化剂时，壬二酸的产率上升到43％；但是提高硝酸的浓度对壬二酸的产率几乎没有影响；硝酸氧化法原料易得，工艺简单成熟，但设备腐蚀严重，废酸分离麻烦，原料成本高，得到的产品纯度普遍不高；同时该法无法避免的最大缺点为生产过程中将产生大量的NOX气体，同时会要排出大量的工业酸水，对环境污染十分大；正因为如此，该法已经逐渐被淘汰。常用的过氧化物包括双氧水和过氧有机酸(过乙酸、过甲酸、过氧苯甲酸等)；双氧水是一种中强氧化剂，不但价格低廉并且不会产生污染；由于传统的氧化方法对环境污染大，开发新型的绿色氧化方法越来越引起各国科研工作者的瞩目；目前国内外普遍研究和开发的技术是使用双氧水和臭氧为氧化剂，两者各有优势，但采用双氧水氧化法合成壬二酸要么需要在高压、微波等苛刻地条件下进行，要么需要反应很长的时间；该技术的关键在于催化剂的探索，尽管一直以来研究人员在这方面不断的取得新的研究成果，但是该法离实现工业化生产还有较大的距离。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种条件温和、选择性好、产品收率高、无污染的适用于臭氧氧化法制备并分离提纯壬二酸的方法。

本发明所用的技术方案如下：

一种臭氧氧化法制备并分离提纯壬二酸的方法，其特征是向臭氧化反应器内加入原料，反应产物进入装有催化剂的氧化裂解装置，经过粗分塔分离，塔顶得到粗壬酸再精制，塔釜产品经萃取、蒸发后再精制得到产品精壬二酸。

所述的一种臭氧氧化法制备并分离提纯壬二酸的方法，其特征在于原料为油酸，通入臭氧化气体作为臭氧化剂。