本发明属于化工原料的制备方法， 特别是涉及一种采用 2-丙基庚醇 制备 2-丙基庚酸的方法， 该方法适合于工业规模化生产。 背景技术

2-丙基庚酸, 英文名： 2-propylheptanoic acid, 分子式：： C ₁₀ H ₂₀ O ₂ , 结构式： CH ₃ (CH ₂ ) ₄ CHCOOH或 为无色透明液体。

I

CH ₂ CH ₂ CH ₃

目前， 以邻苯二曱酸二辛酯 （D0P)、 邻苯二曱酸二甲酯 （DMP)和邻 苯二曱酸二丁酯 （DBP) 等为代表的邻苯二曱酸酯类塑料增塑剂， 已被公 认对环境有危害， 是国际上被重点监控的内分泌干扰激素， 是造成男子生 殖问题的罪魁祸首， 含其的化妆品会增加女性患乳腺癌的几率， 危害女性 生育的男婴的生殖系统， 损害严重时可导致细胞突变， 最终至畸或致癌。

2-丙基庚酸的衍生物可制成多种优良的新型环� ��友好型塑料增塑剂， 可以替代有毒有害的邻苯二曱酸酯类塑料增塑 剂。但是目前尚无可实现工 业规模化生产的制备 2-丙基庚酸的方法。 发明内容

本发明的目的是提供一种收率高、 纯度高、 环保无污染、 可实现工业 规模化生产的 2-丙基庚酸的制备方法。

本发明采用如下技术方案， 一种 2-丙基庚酸的制备方法， 该方法采 用如下步骤：

( 1 )将片碱与 2 -丙基庚醇投入氧化釜中， 在催化剂存在的条件下搅 拌升温至 265 ~ 295°C, 升压至 2.8 ~ 3.2Mpa, 进行氧化反应，得到溶液 A;

( 2 )将上步溶液 A用水冷却、 稀释， 将溶液 A中的 2-丙基庚酸钠压 入酸化釜中， 在 60~ 9(TC温度条件下, 加入硫酸溶液调节 pH值至 3 ~ 4, 进行酸化反应， 反应完毕后分离出硫酸钠母液层， 剩余为溶液 B; 1100159S

( 3)对上步溶液 B依次进行水洗、 减压脱水， 得到粗 2-丙基庚酸； ( )对上步所得的粗 2-丙基庚酸进行减压精馏， 制得成品 2-丙基庚 酸。

所述步骤（1) 中的催化剂为氧化锌、 氧化钙、 二氧化硅、 氧化铝或 氧化镁中的一种或其混合物。

所述步骤（1) 中催化剂与 2-丙基庚醇的质量比为 1: 70~80。

所述步骤 （1 ) 中的片碱与 2-丙基庚醇的摩尔比为 1: 5。

所述步骤 （2) 中所加水的质量占步骤 （1) 中所加反应物料质量的

40%~50%。

所述步骤 （3) 中脱水压力为 -0.65 ~-0.9Mpa, 温度为 85~95°C。 所述步骤 （4) 中精馏压力为 -0, 7~-0.9Mpa， 温度为 210 ~ 220Ό。 所述步骤（2)、 (3) 中分离出的硫酸钠母液层经沉淀、 过滤、 结晶、 分离、 千燥得到副产品元明粉。

本发明的积极效果如下： 本发明采用 2-丙基庚醇为原料， 采用性价 比优越的金属氧化物作氧化催化剂， 经升温、 升压、 保压完成氧化过程， 再经酸化、 脱水、 精馏制得 2-丙基庚酸， 制得的成品收率高， 可达 95% 以上， 成品纯度高， 可达 99%以上， 各项技术指标均符合企业标准 Q/SZH21-2010。 本发明方法回收脱水工序中排放的石充酸钠可 用来制成副 产品元明粉， 无三废排放， 环保无污染。 本发明方法制得的 2-丙基庚酸 无毒、 无害， 可制成新型环境友好型的塑料增塑剂， 用来替代邻苯二曱酸 酯类的塑料增塑剂， 可实现工业规模化生产。 附图说明

图 1为本发明的工艺流程框图。 具体实施方式

本发明方法化学反应原理如下：

( 1 ) 氧化反应：

C ₃ H ₇ C ₃ H ₇

( 2 )酸化反应：

2C ₅ H _n -CH-COONa+H ₂ SO,

C ₃ H ₇ C ₃ H ₇

本发明方法反应过程中各合成条件的选择确定 ：

1、 片碱与 2-丙基庚醇的摩尔比（碱醇摩尔比）

在氧化压力 3Mpa、 氣化温度 27(TC、 催化剂与 2-丙基庚醇的质量比 为 1·. 80的条件下，碱醇摩尔比与 2-丙基庚酸制品各参数的关系，见表 1 : 表 1 碱醇摩尔比与 2-丙基庚酸产品参数关系表

2、 催化剂与 2-丙基庚醇质量比

在氧化压力 3Mpa、 氧化温度 270°C、 碱醇摩尔比 1: 1. 1， 催化剂为 二氧化锰的催化条件下， 催化剂与 2-丙基庚醇质量比与 2-丙基庚酸制品 各参数的关系， 见表 2 :

表 催化剂与 2-丙基庚醇质量比与 2-丙基庚酸制品参数关系表 催化剂与 色谱分析 （％ )

产品收率 酸值

2 -丙基庚 2-丙基庚 2 -丙基

1 ( % ) (mgKOH/g) 其他 醇质量比 酸 庚醇

1： 50 89.04 97.06 0.95 1.99

1： 60 90.55 302.45 97.77 1.02 1.21

1： 70 95.07 319.04 99.01 1.18 0.21

C C

1： 80 322.63 99.07 0.76 0.17

1: 90 98.98 0.85 0.17

1： 100 298.79 96.84 2.78 0' 38

1： 120 91.58 294.52 96.81 2.51 0.68

3、 氧化反应温度

在氧化压力 3Mpa、 碱醇摩尔比 1: 1.1、 催化剂二氧化锰的催化条件 下， 氧化反症温度与 2-丙基庚酸制品各参数的关系， 见表 3:

表 3 氧化反应温度与 2-丙基庚酸制品参数关系表

4、 氧化反应压力

在氧化温度 27CTC, 碱醇摩尔比 1: 1.1, 催化剂为二氧化锰的催化条 件下， 氧化反应压力与 2-丙基庚酸制品各参数的关系， 见表 4: 氧化反应压力与 2-丙基庚酸制品参数关系表

综上所述， 本发明方法各条件确定为： 碱醇摩尔比为 1: 1-1.5, 催 化剂与 2-丙基庚醇质量比为 1: 70 - 80, 氧化反应温度为 265 ~ 295°C， 氧化反应压力为 2.8 ~ 3.2Mpa。

下面结合工艺流程图对本发明作进一步说明。

1、 氧化

将定量的片碱和催化剂投入氧化釜中， 再加入定量的 2-丙基庚醇， 并搅拌， 升温至 265 ~ 295°C, 升压至 2.8~3.2Mpa， 保压 20~30min, 然 后排除氢气， 泄压至 OMpa, 氧化反应完成， 得到溶液八。 整个氧化反应时 间为 1.8h~ 3h;

2、 酸化

向上步得到的溶液 A内注入冷却水，所加冷却水的质量占氧化反� �所 加反应物料质量的 40 ~ 50%, 滤除固体催化剂和杂质， 然后将 2-丙基庚酸 钠水溶液注入酸化釜， 开动搅拌， 通过分布器滴入硫酸调 PH值至 3 ~ 4， 所用硫酸 量浓度为 45 ~ 55%, 同时控制反应液温度 60~90°C, 进行酸 化反应， 酸化时间为 0.5h~ lh。 反应完毕后加水搅拌， 静置分层， 分离 出硫酸钠母液， 剩余为溶液 B; 3、 水洗与脱水

在上步得到的溶液 B中加入 20~40°C的水， 水洗两次， 过滤除去残 留硫酸钠； 在温度 85~95°C, 压力- 0.65 ~- 0.9Mpa条件下， 加聚酰胺树 脂类助剂脱水， 得粗 2-丙基庚酸；

4、 精馏

将脱水后的粗 2-丙基庚酸压入精馏塔， 在温度 210~ 220°C, 压力 - 0.7~- G.9Mpa条件下， 经冷凝器冷凝， 制得成品 2-丙基庚酸， 其纯度 > 99%, 酸值 > 322.40mgKOH/g, 水分 0.1%, 色度（铂一钴比色号） <10。

5、 制备副产品元明粉

5.1将酸化、 水洗和脱水过程中放出的硫酸钠母液引入储槽 中静置储 存并自然冷却。 温度 <20°C; '

5.2将储存槽中硫酸钠溶液吸入预冷沉淀槽， 温度- 5°C, 沉淀；

5.3将预冷沉淀母液经膜过滤器过滤， 滤除物投入结晶釜中， 含水母 液重返储存槽；

5.4经过滤后的结晶物在结晶釜中冷至-5 ~-10°( , 结晶；

5.5将结晶硫酸钠在分离机中分离， 除去水分， 得芒硝十水硫酸钠 (Na ₂ S04 - 10H ₂ 0), 十水硫酸钠含量 > 99.0%, PH值为 5.0~8.0;

5.6经分离的结晶硫酸钠投入到干燥机中， 加热到 110~120°C， 得副 产品元明粉即无水石克酸钠。

以下列举几个具体实施例：

实施例 1:

( 1 )首先将 lOOOKg的片碱（ NaOH )和 54.31Kg氧化锌作为催化剂投 入氧化釜中， 盖紧投料口， 再向氧化釜投入 4345Kg2-丙基庚醇， 开搅拌， 升温至 27(TC， 升压至 3Mpa, 保压 2Gmin, 排除氢气， 泄压至 OMpa, 得到 溶液 A;

(2) 向溶液 A中注入 2160Kg的水， 注水压力 0.5Mpa。 将氧化釜内 的 2-丙基庚酸钠溶液压入酸化釜中， 开车搅拌， 保持反应的温度 75°C。 然后通过硫酸分布器向反应液匀速滴入硫酸， 所用硫酸质量浓度为 45%, 调节 PH值至 3。 待酸化反应完成后， 加水继续搅拌 10min， 所加水的质量 为析出硫酸钠质量的 1.2倍， 静置分层后， 放出下层硫酸钠母液至硫酸钠 溶液储槽中， 剩余为溶液 B;

( 3)上步中剩余的溶液 B进入水洗工序， 经加水， 搅拌， 静置分层， 放水， 过滤除去残留硫酸钠， 如此反复一次， 滤后加聚酰胺树脂类助剂， 减压- 0.9Mpa, 温度 90°C时脱水， 得粗 2-丙基庚酸；

(4) 将脱水后的粗 2-丙基庚酸压至精馏塔内， 升温至 210°C， 在 -0.8Mpa压力下精馏， 经冷凝器冷凝， 得制品 2-丙基庚酸 4513.37Kg, 收 率为 95.42%, 用色借仪标定纯度为 99.07%, 酸值 322.63mgKOH/g, 铂-钴 比色 5;

(5) 制备副产品元明粉

(5.1)将酸化、 水洗和脱水过程中放出的硫酸钠母液引入储槽 中静 置储存并自然冷却。 温度 20°C;

(5.2)将储存槽中硫酸钠溶液吸入预冷沉淀槽， 温度- 5°C， 沉淀； (5.3)将预冷沉淀母液经膜过滤器过滤， 滤除物投入结晶釜中， 含 水母液重返储存槽;

(5.4) 经过滤后的结晶物在结晶釜中冷至 -5°C ~- 10°C, 结晶；

(5.5)将结晶硫酸钠在分离机中分离， 除去水分， 得芒硝十水硫酸 钠 （Na ₂ S04 · 10H ₂ 0), 硫酸钠含量 >99.0%, PH值为 5.0~8.0；

(5.6) 经分离的结晶硫酸钠投入到干燥机中， 加热到 110~120°C， 得副产品元明粉即无水硫酸钠。

实施例 2：

( 1 ) 首先将 lOOOKg的片碱（NaOH)和 79Kg催化剂投入氧化釜中，其 中催化剂为氧化锌、 氧化钙的混合物， 盖紧投料口， 再向氧化釜投入 5925Kg2-丙基庚醇， 开搅拌， 升温至 295°C， 升压至 2.8Mpa, 保压 25min, 排除氢气， 泄压至 QMpa, 得到溶液 A;

(2) 向溶液 A中注入 3151.8Kg的水， 注水压力 0.7Mpa。 将氧化釜内 的 2-丙基庚酸钠溶液压入酸化釜中， 开车搅拌， 保持反应的温度 60°C。 然后通过硫酸分布器向反应液匀速滴入硫酸， 所用硫酸质量浓度为 50%， 调节 PH值至 4。 待酸化反应完成后， 加水继续搅拌 lOmin, 所加水的质量 为析出硫酸钠质量的 1.2倍， 静置分层后， 放出下层硫酸钠母液至硫酸钠 溶液储槽中， 剩余为溶液 B;

( 3) 上步中剩余的溶液 B进入水洗工序， 经加水， 搅拌， 静置分层， 放水， 过滤除去残留硫酸钠， 如此反复一次， 滤后加聚酰胺树脂类助剂， 减压 - 0.80Mpa， 温度 95°C时脱水， 得粗 2-丙基庚酸；

( 4 ) 将脱水后的粗 2-丙基庚酸压至精馏塔内， 升温至 220°C, 在 - 0.9Mpa压力下精馏， 经冷凝器冷凝， 得制品 2-丙基庚酸 6172.65Kg， 收 率为 95.70%, 用色谱仪标定纯度为 99.20%, 酸值 323.25mgK0H/g, 铂-钴 比色 4;

第 （5 ) 步与实施例 1相同。

实施例 3:

( 1 )首先将 lOOOKg的片碱（ NaOH )和 56.43Kg催化剂投入氧化釜中， 其中催化剂为氧化锌、 氧化钙和二氧化硅的混合物， 盖紧投料口， 再向氧 化釜投入 3950Kg2-丙基庚醇， 开搅拌， 升温至 265°C, 升压至 3.2Mpa， 保压 30min, 排除氢气， 泄压至 OMpa, 得到溶液 A;

(2 ) 向溶液 A中注入 2503, 21Kg的水， 注水压力 0.6Mpa。 将氧化釜 内的 2-丙基庚酸钠溶液压入酸化釜中， 开车搅拌， 保持反应的温度 90°C。 然后通过硫酸分布器向反应液匀速滴入硫酸， 所用硫酸质量浓度为 50%, 调节 PH值至 3.5。 待酸化反应完成后， 加水继续搅拌 lOmin, 所加水的质 量为析出硫酸钠质量的 1.2倍， 静置分层后， 放出下层硫酸钠母液至硫酸 钠溶液储槽中， 剩余为溶液 B;

( 3)上步中剩余的溶液 B进入水洗工序， 经加水， 搅拌， 静置分层， 放水， 过滤除去残留硫酸钠， 如此反复一次， 滤后加聚酰胺树脂类助剂， 减压 -0.65Mpa, 温度 85°C时脱水， 得粗 2-丙基庚酸；

( 4 ) 将脱水后的粗 2-丙基庚酸压至精镏塔内， 升温至 215°C， 在 -0.7Mpa压力下精馏， 经冷凝器冷凝， 得制品 2-丙基庚酸 4120.26Kg, 收 率为 95.82%, 用色谱仪标定纯度为 99.14%, 酸值 324.12mgK0H/g, 铂-钴 比色 6;

第 （5 ) 步与实施例 1相同。

以上所述， 为本发明的较佳实施案例， 并非对发明作任何限制， 凡是 构变化， 均仍属于本发明技术方案的保护范围内。 ·