三羟甲基丙烷(简称TMP)是重要的有机化工中间体和精细化工产品，广泛应用于醇酸树脂和聚氨酯的生产，还用于表面活性剂、湿润剂、炸药、增塑剂、玻璃钢、松香酯、高级航空润滑油、纤维加工剂、印刷油墨和聚氨酯泡沫塑料的生产，也可用作树脂的扩链剂、纺织助剂聚氯乙烯树脂热稳定剂。三羟甲基丙烷的衍生物还可用作交联剂、固化剂、乳化剂、释放剂及催化剂，也可用于制造对钠离子有强烈选择性的液体膜片电极等。随着国内三羟甲基丙烷的发展，三羟甲基丙烷将逐渐取代部分传统增塑剂，发展潜力巨大。
1 生产工艺
三羟甲基丙烷的工业化生产方法有康尼扎罗法和加氢法。
1.1 生产工艺原料
生产三羟甲基丙烷的主要原料是正丁醛、氢氧化钠(NaOH)、甲酸和甲醛。
1.2 工艺原理
1.2.1 康尼扎罗法
CH3CH2CH2CHO+2HCHO→CH3CH2C(CH2OH)2CHO
CH3CH2C(CH2OH)2CHO+HCHO→CH3CH2C(CH2OH)3+HCOOH
正丁醛与甲醛在碱催化作用下反应，在一定的温度下发生羟醛缩合反应，生成的2,2-二羟甲基丁醛再与强碱90℃左右的条件下与过量的甲醛继续发生反应，生成TMP的副产物甲酸盐。按照催化剂的不同分为钠法和钙法。
1.2.2 加氢法
CH3CH2CH2CHO+2HCHO→CH3CH2C(CH2OH)2CHO
CH3CH2C(CH2OH)2CHO+H2→CH3CH2C(CH2OH)3
正丁醛与甲醛在三乙胺(三烷基胺)催化作用下反应，得到羟醛缩合产物2,2-二羟甲基丁醛，然后在水系中催化加氢得到产品。三乙胺主要用以提高选择性，抑制康尼扎罗、基辛科等副反应发生，减少甲酸盐的生成。
2 国内外生产技术概述
2.1 国外生产技术
国外只有美国塞拉尼斯公司采用钙法工艺技术，大多数生产厂家采用钠法工艺技术。钠法工艺因后处理技术不同而略有差别。例如，在分离甲酸盐过程中，采用萃取方法的萃取剂有所不同，会导致正丁醛的收率不同。降低原料消耗和降低能耗的关键问题之一是提高缩合反应的收率。原料正丁醛的消耗是影响三羟甲基丙烷成本的关键，国外研究表明，合理配比原料，优化反应时间，控制一定温度是获得正丁醛高收率的关键。
常用的钠法生产流程包括原料制备、反应、四效蒸发、脱甲醇、萃取水洗、稀溶剂回收、溶剂回收、成品精馏、造粒包装、甲酸钠制备等工序组成。
加氢法由于对生产技术水平要求较高，生产过程需要加氢装置，设备压力高，比较适合大规模的连续化生产。国外只有德国BASF公司采用加氢工艺技术。
2.2 国内生产技术
我国从20世纪60年代就开始研制和开发三羟甲基丙烷，并且曾有几家工厂建成了小规模的试生产装置，终因工艺技术不过关，产品质量差而被迫停产。其中北京化工三厂采用的钠法缩合热隔离脱盐工艺，装置规模曾达到1000t/a；上海南大化工采用钙法缩合树脂脱盐工艺，装置规模达到100t/a。终因技术落后、规模小、产品质量差等原因相继停产。另外，国内几家科研院所如北京化工研究院等，也曾进行过小试或中试研究，皆因工程化问题无法解决，仍停留在试验阶段。近几年来，自国内某公司利用自有技术建成一套三羟甲基丙烷生产装置后，才使我国的三羟甲基丙烷生产有了很大发展，装置的技术水平、产品质量等步入世界先进行列。
2.3 国外装置工艺特点
康尼扎罗钠法的工艺特点工艺比较简单，容易掌握，不需要高温、高压和特殊催化剂，比较适用于中小规模工业间歇生产。但该法副产物较多，产品质量差，后处理工作量较大，生产成本高，产品精制困难。
康尼扎罗钙法的工艺特点是以氢氧化钙作催化剂，催化性能好，反应彻底，产品收率高，质量好，反应易于控制，副反应少。但是钙盐处理难度大、工艺流程长，成本高、钙盐易结晶堵塞管道，工业生产难于解决。
加氢法的工艺特点是甲醛利用率高，可以节省大量的甲醛和碱，副反应相对较少，产品质量好，提纯精制较为简单，设备少，生产成本低。但是由于生产技术水平较高，需要加氢装置，采用高压设备，对加氢设备和催化剂要求很高，比较适合大规模的连续化生产。
2.4 国内装置工艺特点
经过对原有的康尼扎罗法生产工艺进行改进，国内装置具有的工艺技术特点如下：(1)反应生成物甲酸钠易溶于水，易于处理，工艺流程短、产品质量高、能耗低。(2)采用最佳的原料配比，控制适当的反应温度及停留时间，获得最大的正丁醛反应收率。(3)浓缩单元采用逆流四效蒸发技术，可将浓缩液中的水分降到最低，降低了浓缩单元的蒸汽消耗及减轻了后续单元的负荷，降低能源消耗。(4)采用填加萃取剂的方法，分离甲酸盐和TMP等有机物，减少了萃取过程中副反应的发生。(5)采用高效规整填料，提高塔的分离效果。(6)优化甲酸钠生产工艺，增加干燥系统，生产高品质的甲酸钠。(7)造粒在干燥、封闭系统完成，防止产品吸潮。
3 生产工艺改进
三羟甲基丙烷装置中所改进的生产工艺是将萃取工序采用新技术，经过生产实践证明效果非常好。其工艺流程：经蒸发后含有甲酸钠的TMP浓缩液送入萃取槽，萃取采用四级逆流萃取，萃取槽为箱式混合澄清槽，目前广泛应用于化学及冶金工业。料液与萃取剂在混合室内受机械搅拌混合充分接触，萃取后进入澄清室进行沉降分离。萃取过程由于各级分开独立，返混影响小。萃取后萃余相(甲酸钠溶液)进入甲酸钠储罐，用泵送入甲酸钠制备工序；萃取相溶剂及TMP溶液进入水洗槽，水洗后的水存于洗水罐中，用泵送入稀溶剂回收工序；溶剂及TMP溶液存于水洗TMP罐中，用泵送入溶剂回收工序。
改变后的萃取工艺能够使料液中的TMP更完全地进入到萃取相中，从而减少TMP的损失，增加产量，提高产品质量。此法在一年多的生产过程中得到了有力地验证，应当推广到其他同类装置中。
4 结论及建议
目前，国内三羟甲基丙烷装置生产能力尚不能满足国内市场需求，部分三羟甲基丙烷产品需依赖进口，且进口量呈逐年递增趋势。许多国内厂家看好三羟甲基丙烷的市场前景，纷纷新建或者扩建生产装置。
针对我国三羟甲基丙烷的生产现状与市场前景，并借鉴发达国家和地区生产模式和经验，对国内三羟甲基丙烷的发展提出以下建议：(1)国外三羟甲基丙烷企业通常也生产季戊四醇和新戊二醇，这样可以适当降低投资和生产成本，因为三个产品的合成原料、工艺过程与应用领域有许多相通之处，其甲酸钠回收部分可合并利用。(2)双三羟甲基丙烷是三羟甲基丙烷的二聚物，也是生产三羟甲基丙烷的副产物。由于其独特的性能，主要用于生产丙烯酸单体或低聚物、合成润滑油、特种树脂或化学中间体、涂料以及PVC稳定剂等领域，是国际市场短缺产品。双三羟甲基丙烷可全部出口，经济效益和社会效益显著，国内应尽快完善和改进其生产技术，加快产业化进程，达到规模生产。(3)我国三羟甲基丙烷市场的前景非常看好，但对质量也提出了更高要求，应积极改进生产工艺，降低生产成本，提高产品质量，尽快取代进口产品。新上项目应尽可能采用先进的加氢还原生产工艺，使生产达到一定的规模，增强市场竞争力，并适时地开发国际市场，降低市场风险。