基本信息
- 項目名稱：
- 乙二醛氧化法制備乙醛酸工藝改進
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 自然科學類學術(shù)論文
- 簡介：
- 乙醛酸是一種重要的化工原料和中間體，在醫(yī)藥、農(nóng)藥、香料、造紙、食品添加劑和生物化學等領(lǐng)域的應用不斷擴大。隨著乙醛酸生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大，現(xiàn)有工藝的環(huán)境污染問題日顯突出，國內(nèi)外研究人員努力開發(fā)乙醛酸清潔生產(chǎn)工藝，本文探索用溴酸鈉催化氧化乙二醛制備乙醛酸，以拓展乙二醛氧化催化劑篩選范圍。
- 詳細介紹：
- 乙醛酸是一種重要的化工原料和中間體，在醫(yī)藥、農(nóng)藥、香料、造紙、食品添加劑和生物化學等領(lǐng)域的應用不斷擴大。目前主要用于廣譜抗生素阿莫西林、羥氨芐頭孢菌素、抗高血壓藥物阿替洛爾、香料香蘭素、化妝品添加劑尿囊素和農(nóng)藥中間體生產(chǎn)中。采用溴酸鈉催化劑為研究解決乙醛酸素生產(chǎn)中存在的關(guān)鍵技術(shù)問題提供了一些思路，對乙醛酸生產(chǎn)節(jié)能減排具有重要意義。采用氧氣和硝酸為氧化劑，溴酸鈉作催化劑，在鹽酸水溶液中氧化乙二醛制備乙醛酸，以減少乙醛酸生產(chǎn)過程中氧化氮尾氣。向845g 含有乙二醛29.6%和鹽酸4.25%的水溶液中，加入溴酸鈉10g，以1.5g/h速度加入50%硝酸，連續(xù)通入氧氣，在反應溫度45℃，壓力0.01Mpa下進行氧化反應24h，得到含乙二醛1.31%和乙醛酸25.9%的反應完成液951g，乙二醛轉(zhuǎn)化率95.0%，乙醛酸選擇性81.4%。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- “愛生社”是天津職業(yè)大學生物與環(huán)境工程學院學生組建的學生專業(yè)社團，社員崇尚科學，銳意創(chuàng)新，積極參與課外科技實踐活動，多次在大學生創(chuàng)新大賽中獲獎，社員參與了專業(yè)教師從事的“乙二醛氧化法制備乙醛酸工藝改進”研究課題，在協(xié)助專業(yè)教師完成實驗過程中大膽創(chuàng)新，進一步文獻檢索和實驗總結(jié)完成了研究論文。目的是結(jié)合具體研究項目總結(jié)新技術(shù)開發(fā)的程序，掌握新技術(shù)消化、吸收和再創(chuàng)新的基本方法。
科學性、先進性及獨特之處
- 社團輔導教師從事乙醛酸合成研究開發(fā)二十多年，將最新研究成果融入教學中，指出了乙醛酸工業(yè)生產(chǎn)中存在的問題和改進方向。愛生社”先后參與了“乙醛酸生產(chǎn)工藝改進”課題研究和發(fā)明專利“一種用氯氣和氯酸鹽氧化乙二醛制備乙醛酸方法”和發(fā)明專利“一種結(jié)晶乙醛酸制備方法”的申請及后續(xù)改進工作。本文首次采用溴酸鈉催化劑研究解決乙醛酸素生產(chǎn)中存在的收率低和環(huán)境污染關(guān)鍵技術(shù)問題，達到國際先進水平。
應用價值和現(xiàn)實意義
- 乙醛酸是一種重要的化工原料和中間體，在醫(yī)藥、香料食品添加劑和生物化學等領(lǐng)域的應用不斷擴大。目前主要用于廣譜抗生素阿莫西林、香料香蘭素、化妝品添加劑尿囊素和農(nóng)藥中間體生產(chǎn)中。隨著廣譜抗生素阿莫西林市場不斷擴大，我國逐步成為乙醛酸主要生產(chǎn)國，但生產(chǎn)中存在收率低和氧化氮尾氣污染問題。采用溴酸鈉催化劑為研究解決乙醛酸素生產(chǎn)中存在的關(guān)鍵技術(shù)問題提供了思路，對乙醛酸生產(chǎn)節(jié)能減排具有重要意義。
學術(shù)論文摘要
- 摘要：采用氧氣和硝酸為氧化劑，溴酸鈉作催化劑，在鹽酸水溶液中氧化乙二醛制備乙醛酸，以減少乙醛酸生產(chǎn)過程中氧化氮尾氣。向845g 含有乙二醛29.6%和鹽酸4.25%的水溶液中，加入溴酸鈉10g，以1.5g/h速度加入50%硝酸，連續(xù)通入氧氣，在反應溫度45℃，壓力0.01Mpa下進行氧化反應24h，得到含乙二醛1.31%和乙醛酸25.9%的反應完成液951g，乙二醛轉(zhuǎn)化率95.0%，乙醛酸選擇性81.4%。
獲獎情況
- “乙二醛氧化法制備乙醛酸工藝改進”研究論文已通過中文核心刊物《鹽業(yè)與化工》審稿。研究結(jié)果已申請發(fā)明專利二項：一種用氯氣和氯酸鹽氧化乙二醛制備乙醛酸方法，2009100690966,2009-10-21；一種結(jié)晶乙醛酸制備方法，200910228822,2009-11-27
鑒定結(jié)果
- 無
參考文獻
- 現(xiàn)有技術(shù)及技術(shù)文獻的檢索目錄 [1] 宋 克，蔡文吉，劉永慶.乙醛酸生產(chǎn)工藝及技術(shù)進展[J]. 化工科技 ,2007 , (5) :73-77. [2] 孫建梅，東玉武，王景明．乙醛酸的應用及生產(chǎn)方法探析[J]．天津化工，2004，l8(1)：37—40． [3] 裴蕾，劉福勝，于世濤.乙醛酸主要衍生物的合成及應用[J].天津化工，2007，（5）：39-42． [4]李建生,宋海燕.乙二醛氧化生產(chǎn)乙醛酸催化劑的研究[J].精細與專用化學品,2005,13(18):7-9. [5] 李建生,劉炳光,楊軍強.一種用氯氣和氯酸鹽氧化乙二醛制備乙醛酸方法，2009100690966,2009-10-21 [6] 李建生,李夢偉,王召云.一種結(jié)晶乙醛酸制備方法，200910228822,2009-11-27 [7] 李建生,劉炳光,楊瑞靜,等. 同時生產(chǎn)二氧化氯和乙醛酸綠色工藝研究[J]. 無機鹽工業(yè),2009,41(12):36-39. [8] 李建生, 董廣前, 宋海燕. 固體乙醛酸清潔生產(chǎn)新工藝 [J]. 精細與專用化學品 , 2003,(19) ：21-22. [9] 劉天星,張朝立,潘素娟. 降低硝酸氧化法制備乙醛酸工藝中的乙二醛含量[J]. 大連工業(yè)大學學報，2008,27(3):238-238. [10] 王奇華 ，王存文，陳蘇芳，等.空氣催化氧化乙二醛合成乙醛酸的研究[J]. 武漢工程大學學報[J].2008,30(4):25-27. [11] 周智明,徐巧,樓軍軍,等. 一種催化氧氣氧化乙二醛制備乙醛酸的新方法[J]. 北京理工大學學報,2005,25(5):451-454. [12] Bleger Francois,Simon Olivier,Schouteeten Alain.Process of preparation of glyoxylic acid aqueous solution[P].WO：2009092734, 2009-07-30. [13]三谷忠由，逺藤護.Process for preparation of glyoxylic acid (P). US：4503246， 1985-03-05.
同類課題研究水平概述
- 乙二醛氧化法制備乙醛酸文獻總結(jié) 1產(chǎn)品概述 乙醛酸，化學式為C2H2O3，分子量為74.0，乙醛酸純品為無色結(jié)晶，熔點93℃，半水結(jié)晶物熔點70℃，一水結(jié)晶物熔點50℃，易溶于水，微溶于乙醇、乙醚和苯等。乙醛酸工業(yè)生產(chǎn)方法主要有乙二醛氧化法、草酸電解還原法和順酐臭氧氧化法等。隨著廣譜抗生素阿莫西林市場不斷擴大，我國逐步成為乙醛酸主要生產(chǎn)國，目前年產(chǎn)量2萬噸左右，發(fā)展前景廣闊。 2乙醛酸合成工藝路線評價和選擇 乙醛酸合成工藝路線有十多條，可以從乙二醛氧化、草酸還原、順酐臭氧氧化、二氯乙酸水解、酒石酸氧化等途徑制得，工業(yè)生產(chǎn)方法主要有乙二醛氧化法、草酸電解還原法和順酐臭氧氧化法等。 國內(nèi)曾建成了幾個乙醛酸法中試生產(chǎn)裝置，運行實踐證明該法只適合在草酸原料和電力價格有優(yōu)勢的區(qū)域小規(guī)模應用，不能用于大規(guī)模生產(chǎn)。 順酐臭氧氧化法突出優(yōu)點是可得到高純度固體產(chǎn)品、產(chǎn)品質(zhì)量好和污染少，但存在設(shè)備投資大、電耗高和生產(chǎn)成本高的問題，目前只有奧地利一家公司采用。 3. 結(jié)論和建議 乙二醛混酸氧化合成乙醛酸工藝路線原料乙二醛來源充足，氧化副產(chǎn)物草酸的經(jīng)濟價值較高，氧化反應過程穩(wěn)定，適合大規(guī)模生產(chǎn)，但仍存在收率低和氧化氮尾氣污染問題，需要進一步改進。 參考文獻 [1]裴蕾，劉福勝，于世濤.乙醛酸主要衍生物的合成及應用[J].天津化工，2007，（5）：39-42. [2]李建生，姚沛，孫洋洲．國內(nèi)乙醛酸合成技術(shù)進展[J]．湖南化工，2000，30(2)：1-3 [3]李建生,夏永宏,林寧. 硝酸氧化乙二醛制備乙醛酸 [J]. 湖北化工 , 1998,(06) ：36-37 [4]李建生,宋海燕. 乙二醛氧化生產(chǎn)乙醛酸催化劑的研究 [J]. 精細與專用化學品 , 2005,(18) ：7-9. 5]李建生， 姚沛， 林寧等.草酸電解生產(chǎn)乙醛酸工藝改進[J].陜西化工，1998，（4）：37-38. [6]李建生，李夢偉，王召云，等.一種結(jié)晶乙醛酸制備方法[P]. 中國專利，CN101712615A，2010-05-26. [7]孫建梅，東玉武，王景明.乙醛酸的應用及生產(chǎn)方法探析[J]．天津化工，2004， 18（1）：37-40.
