[发明专利]一种树脂级丁二酸的制备方法

说明书

本发明提供一种树脂级丁二酸的制备方法，包括如下步骤：丁二酸加水配制成浓度为10～50wt％的丁二酸水溶液，调节所述水溶液的温度为30～70℃；在固定床反应器内使用活性炭催化臭氧氧化丁二酸水溶液；经氧化后的反应液过滤、冷却结晶、固液分离得到固体潮品和母液，潮品烘干得到树脂级丁二酸产品。本发明的方法能够大幅提高臭氧利用率和氧化效率，充分分解微量色素及马来酸等杂质，可制备树脂级丁二酸。

技术领域

本发明提供了一种树脂级丁二酸的制备方法，具体来讲是将市售丁二酸采用活性炭催化臭氧氧化方法去除微量色素等杂质制备树脂级丁二酸的方法，涉及丁二酸生产领域。

背景技术

丁二酸是琥珀酸的学名，为白色结晶体，分子式C₄H₆O₄，熔点185℃，相对密度1.572，常温下在水中的溶解度约为8g。丁二酸是一种重要的有机化工原料和中间体，广泛应用于表面活性剂、离子螯合剂、食品添加剂和医药工业等领域。丁二酸可制备1,4-丁二醇、四氢呋喃、γ-丁内酯、N-甲基吡咯烷酮等基础化工产品，也是新型可完全生物降解塑料PBS(聚丁二酸丁二醇酯)的主要原料，市场需求量已达5万吨/年，潜在市场达到300万吨/年。

丁二酸的制备主要包括生物发酵法和化学法。生物发酵法是利用细菌或微生物以淀粉、糖等为原料进行发酵，得到的发酵液含有大量的色素，颜色较深，采用活性炭等吸附材料连续脱色后浓缩结晶得到丁二酸。化学法主要包括电解法和水相加氢法，以顺酐为原料水解为马来酸，再通过电解或催化加氢还原双键得到淡黄色丁二酸水溶液，采用活性炭等吸附材料脱色后浓缩结晶得到丁二酸。

目前市售的各种丁二酸产品理化指标均满足标准要求，但是将产品暴露在空气中一段时间或者高温加热时，产品颜色由白色逐渐变为灰色至淡黄色，以其为原料和1,4-丁二醇高温酯化聚合制备高分子PBS聚酯时，得到的产品颜色发黄，说明无论是采用生物发酵法还是化学法制备的丁二酸，均未将丁二酸中的色素完全脱除，导致其抗氧化、防变色性能差，无法满足树脂级丁二酸的要求。

发明内容

本发明针对上述问题，提供了一种采用活性炭催化臭氧氧化方法去除微量色素制备树脂级丁二酸的方法。

本发明的技术方案是一种树脂级丁二酸的制备方法，包括如下步骤：

①丁二酸加水配制成浓度为10～50wt％的丁二酸水溶液，调节所述水溶液的温度为30～70℃；

②在固定床反应器内使用活性炭催化臭氧氧化①制备的丁二酸水溶液；

③经②氧化后的反应液过滤后冷却结晶、固液分离得到固体潮品和母液，潮品烘干得到树脂级丁二酸产品。

本发明所述的方法中，①使用的原料丁二酸为生物发酵法、电解法、水相加氢法制备的任意一种丁二酸。

本发明优选的方法中，②所述的活性炭优选为颗粒，可以是木质、果壳、煤质活性炭中的任意一种。

本发明优选的方法中，②所述在固定床反应器内使用活性炭催化臭氧氧化①制备的丁二酸水溶液的具体方法为：所述的固定床反应器内装填颗粒活性炭作为固定床，控制固定床温度在30～70℃，①制备的丁二酸水溶液和臭氧进入所述的固定床反应器，控制丁二酸水溶液的体积空速在0.2～5h^-1，控制固定床反应器内的臭氧浓度为10～100g/m³、臭氧体积空速为1～5h^-1。

本发明优选的方法中，③所述的母液返回①用于配制丁二酸水溶液。

本发明更优选的方法中，③所述冷却结晶的温度为0～10℃；所述母液为所述冷却结晶温度下的丁二酸饱和水溶液，返回①配制丁二酸水溶液时根据母液温度调整丁二酸加入量，以防止过饱和。

本发明优选的一种实施方式，具体步骤如下：