季戊四醇是由甲醛和乙醛缩合而成的一种典型的新戊基结构四元醇，又名四羟甲基甲烷，化学名称为2,2-双(羟甲基)-1,3-丙二醇，外观为白色粉末状结晶，可溶于乙醇、甘油、乙二醇、甲酰胺、丙酮、苯、四氯化碳、乙醚和石油醚等。其作为重要的化工原料，应用领域十分广泛，它在涂料、轻工、汽车等工业领域中都有应用。但主要还是用在涂料工业生产中，可用以制造醇酸树脂涂料，能使涂料膜的硬度、光泽和耐久性得以改善。它也用作色漆、清漆和印刷油墨等所需的松香脂的原料，并可制干性油、阴燃性涂料和舫空润滑油等。季戊四醇的脂肪酸酯是高效的润滑剂和聚氯乙烯增塑剂，其环氧衍生物则是生产非离生表面活性剂的原料。由于季戊四醇分子中含有四个等同的羟甲基，具有高度的对称性，因此常被用作多官能团化合物的制取原料。由它硝化可以制得季戊四醇四硝酸酯（太安，PETN），是一种烈性炸药；酯化可得季戊四醇三丙烯酸酯（PETA），用作涂料。
近年来，我国季戊四醇产业发展快速，已成为世界最大的季戊四醇生产基地。据了解，我国大型的季戊四醇生产厂家规模超过万吨级的企业主要有衡阳三化实业公司、湖北宜化集团公司、云天化集团公司和保定化工原料厂等。随着产能的快速增加，季戊四醇生产技术也取得了较大进步。
离子交换树脂催化法
除了采用氢氧化钠和氢氧化钙作为生产季戊四醇的催化剂外，近来一些研究提出了在环境友好条件下，用强碱性离子交换树脂为缩合催化剂，使甲醛和乙醛在水溶液中反应合成季戊四醇的工艺。该工艺使用的是固定床间歇式反应器。即含有15.5立方分米SBK离子交换柱，反应停留时间为1～2h，交换柱的流出物经蒸馏分离出甲醛，母液浓缩分离出季戊四醇和甲酸钠。离子交换树脂催化剂用稀的强碱溶液（如6%NaOH溶液）再生，然后用蒸馏回收的甲醛溶液进行洗涤。离子交换剂催化法能有效地抑制甲醛的自身缩合产生副产物，但工艺较为复杂，对离子交换树脂的再生和洗涤较为繁琐，且同样面临副产物甲酸钠的问题，产品规模也不大，此外，该法目前尚处于探索阶段。
混合碱法
20世纪90年代末期，国外公司提出了采用弱碱碳酸盐而后以碳酸氢盐为催化剂的混合碱法生产季戊四醇。该方法的反应原理基本与传统方法相仿，即通过醇醛缩合与Cannizzaro反应得到季戊四醇和副产甲酸盐，不同的是该工艺中还包括将甲酸盐在贵金属催化剂作用下，通过氧化或水解转化为本工艺所需要的碳酸盐和碳酸氢盐的工序，回收的碳酸盐和碳酸氢盐作为下一批反应的催化剂循环利用。与传统的“钠法”和“钙法”相比较，混合碱法具有如下特点：一是以弱碱碳酸盐和碳酸氢盐为催化剂合成季戊四醇，反应条件较为稳定，可减少副反应的发生，有利于提高季戊四醇的产率。二是弱碱碳酸盐和碳酸氢盐对设备的腐蚀性较小。三是该法能将副产物甲酸盐在贵金属催化剂的作用下，通过氧化或水解转化为本反应所需要的碳酸盐和碳酸氢盐，作为下一批反应的催化剂，循环使用。一方面节省了大量的碱，得到高质量高收率的产品，既降低了成本，又有利于提高产量和经济效益；另一方面，该工艺副产物少，无三废产生，是一种可持续发展的绿色工艺，必将产生很好的环境社会效益，具有良好的发展前景。
缩合加氢法
缩合加氢法是将甲醛、乙醛和三乙胺及水按一定比例混合后，在低温下缩合生成季戊四糖，再在减压下蒸馏，分离出来的三乙胺返回缩合工序。季戊四糖在加压下催化加氢，使醛基还原为羟基而制得季戊四醇。与传统的方法相比较。该法生产季戊四醇不仅反应温度较低、后处理步骤简单、产品质量好、节省甲醛和大量的碱，而且该法彻底解决了“钠法”和“钙法”生产季戊四醇所副产的甲酸盐没有销路和对环境污染大等问题。该法提纯精制工艺简单、设备少、投资省、成本低，但对氢源质量、加氢设备和催化剂要求高。目前该方法还没有实现工业化生产。
电渗析法分离工艺
电渗析是一种在电场作用下使溶液中的离子选择性地透过而使产品得以提纯的分离工艺。电渗析装置由交替排列的阳离子和阴离子选择性透过膜分隔成的阳极室、一系列交替相间的浓缩室和稀释室以及阴极室构成。在阳极室和阴极室加入导电液并不断循环。经精馏除去甲醛后的浓缩液用母液稀释到季戊四醇含量为10%左右，将溶液加热到50～80℃，在电流密度为500～800A/m2的条件下进行电渗析，浓缩的甲酸钠溶液不停地从浓缩室排出，经过提纯的季戊四醇溶液不断地从稀释室的另一端排出。提纯后的季戊四醇和甲酸钠溶液可通过蒸发、结晶和过滤得到甲酸钠含量小于0.01%的季戊四醇和有机物含量很低的高纯度甲酸钠产品。
桂公网安备 45010302000299号
