總體來說,液體叔丁醇鉀有兩種主要生產工藝,一種是金屬法,另一種是堿法。
固體醇鉀產品主要是以液體醇鉀為原料,經過蒸發濃縮、干燥,進一步制得的。
將金屬鉀在氮氣環境下加入到新蒸的叔丁醇中,回流至鉀完全融解后保溫1h,蒸掉過量的叔丁醇,剩余白色固體在油浴180~190℃真空減壓干燥10h以上,可得到叔丁醇鉀的晶體粉末,需要氮氣下保存使用,不能遇空氣、水分,不然會變成粉紅色,收率以鉀來算的話在99%以上。
此方法的缺點是:
第一,將金屬鉀切成碎片需要用氮氣保護;
第二,增大了金屬鉀與空氣接觸的時間,金屬鉀被氧化;
第三,鉀片很容易聚集,減少了反應接觸面積,增大了反應釜攪拌的負荷。
2002年劉宇 [1]提出一種新的金屬法合成叔丁醇鉀的工藝。采用鄰二甲苯作為反應體系的溶劑。鄰二甲苯的沸點是114℃,金屬鉀在該溶劑中可以呈現融熔狀態(也就是鉀砂),不需要將鉀切成片狀,鉀塊可以直接投入反應釜中。而且,反應的接觸面積增大,有利于反應的進行。另外采用滴加叔丁醇,可以有效地控制反應的進行。該方法克服了一般生產工藝上存在的缺點,工業上可操作性強,有利于安全生產,所得固體叔丁醇鉀含量高,游離堿偏低,具有明顯的經濟效益和社會效益。
Kerstin Schierle-Arndt等 [2]在2002年的專利中提出了一種堿金屬(堿土金屬)和醇反應制備堿金屬醇鉀的方法。此方法利用了堿金屬醇鹽和堿土金屬醇鹽在醇中溶解度的不同來提純產品,但要注意保證反應物醇的加入要過量,否則會形成大塊混合物,影響產品的純度。
金屬法的優點是:叔丁醇鉀含量高,游離堿低。用金屬法生產的叔丁醇鉀產品,具有更好的催化活性。缺點是:生產中存在著安全性差、易爆炸等嚴重弊病。由于金屬鉀的價格昂貴,不易運輸、貯存等因素,使得生產成本較高。此方法逐漸趨于被淘汰。金屬法的投資利潤率低于精細化工的平均利潤率,故該方法在市場競爭能力方面具有一定的風險。