三羥甲基丙烷(簡稱TMP)是重要的有機化工中間體和精細化工產品，廣泛應用于醇酸樹脂和聚氨酯的生產，還用于表面活性劑、濕潤劑、炸藥、增塑劑、玻璃鋼、松香酯、高級航空潤滑油、纖維加工劑、印刷油墨和聚氨酯泡沫塑料的生產，也可用作樹脂的擴鏈劑、紡織助劑聚氯乙烯樹脂熱穩定劑。三羥甲基丙烷的衍生物還可用作交聯劑、固化劑、乳化劑、釋放劑及催化劑，也可用于制造對鈉離子有強烈選擇性的液體膜片電極等。隨著國內三羥甲基丙烷的發展，三羥甲基丙烷將逐漸取代部分傳統增塑劑，發展潛力巨大。
1 生產工藝
三羥甲基丙烷的工業化生產方法有康尼扎羅法和加氫法。
1.1 生產工藝原料
生產三羥甲基丙烷的主要原料是正丁醛、氫氧化鈉(NaOH)、甲酸和甲醛。
1.2 工藝原理
1.2.1 康尼扎羅法
CH3CH2CH2CHO+2HCHO→CH3CH2C(CH2OH)2CHO
CH3CH2C(CH2OH)2CHO+HCHO→CH3CH2C(CH2OH)3+HCOOH
正丁醛與甲醛在堿催化作用下反應，在一定的溫度下發生羥醛縮合反應，生成的2,2-二羥甲基丁醛再與強堿90℃左右的條件下與過量的甲醛繼續發生反應，生成TMP的副產物甲酸鹽。按照催化劑的不同分為鈉法和鈣法。
1.2.2 加氫法
CH3CH2CH2CHO+2HCHO→CH3CH2C(CH2OH)2CHO
CH3CH2C(CH2OH)2CHO+H2→CH3CH2C(CH2OH)3
正丁醛與甲醛在三乙胺(三烷基胺)催化作用下反應，得到羥醛縮合產物2,2-二羥甲基丁醛，然后在水系中催化加氫得到產品。三乙胺主要用以提高選擇性，抑制康尼扎羅、基辛科等副反應發生，減少甲酸鹽的生成。
2 國內外生產技術概述
2.1 國外生產技術
國外只有美國塞拉尼斯公司采用鈣法工藝技術，大多數生產廠家采用鈉法工藝技術。鈉法工藝因后處理技術不同而略有差別。例如，在分離甲酸鹽過程中，采用萃取方法的萃取劑有所不同，會導致正丁醛的收率不同。降低原料消耗和降低能耗的關鍵問題之一是提高縮合反應的收率。原料正丁醛的消耗是影響三羥甲基丙烷成本的關鍵，國外研究表明，合理配比原料，優化反應時間，控制一定溫度是獲得正丁醛高收率的關鍵。
常用的鈉法生產流程包括原料制備、反應、四效蒸發、脫甲醇、萃取水洗、稀溶劑回收、溶劑回收、成品精餾、造粒包裝、甲酸鈉制備等工序組成。
加氫法由于對生產技術水平要求較高，生產過程需要加氫裝置，設備壓力高，比較適合大規模的連續化生產。國外只有德國BASF公司采用加氫工藝技術。
2.2 國內生產技術
我國從20世紀60年代就開始研制和開發三羥甲基丙烷，并且曾有幾家工廠建成了小規模的試生產裝置，終因工藝技術不過關，產品質量差而被迫停產。其中北京化工三廠采用的鈉法縮合熱隔離脫鹽工藝，裝置規模曾達到1000t/a；上海南大化工采用鈣法縮合樹脂脫鹽工藝，裝置規模達到100t/a。終因技術落后、規模小、產品質量差等原因相繼停產。另外，國內幾家科研院所如北京化工研究院等，也曾進行過小試或中試研究，皆因工程化問題無法解決，仍停留在試驗階段。近幾年來，自國內某公司利用自有技術建成一套三羥甲基丙烷生產裝置后，才使我國的三羥甲基丙烷生產有了很大發展，裝置的技術水平、產品質量等步入世界先進行列。
2.3 國外裝置工藝特點
康尼扎羅鈉法的工藝特點工藝比較簡單，容易掌握，不需要高溫、高壓和特殊催化劑，比較適用于中小規模工業間歇生產。但該法副產物較多，產品質量差，后處理工作量較大，生產成本高，產品精制困難。
康尼扎羅鈣法的工藝特點是以氫氧化鈣作催化劑，催化性能好，反應徹底，產品收率高，質量好，反應易于控制，副反應少。但是鈣鹽處理難度大、工藝流程長，成本高、鈣鹽易結晶堵塞管道，工業生產難于解決。
加氫法的工藝特點是甲醛利用率高，可以節省大量的甲醛和堿，副反應相對較少，產品質量好，提純精制較為簡單，設備少，生產成本低。但是由于生產技術水平較高，需要加氫裝置，采用高壓設備，對加氫設備和催化劑要求很高，比較適合大規模的連續化生產。
2.4 國內裝置工藝特點
經過對原有的康尼扎羅法生產工藝進行改進，國內裝置具有的工藝技術特點如下：(1)反應生成物甲酸鈉易溶于水，易于處理，工藝流程短、產品質量高、能耗低。(2)采用最佳的原料配比，控制適當的反應溫度及停留時間，獲得最大的正丁醛反應收率。(3)濃縮單元采用逆流四效蒸發技術，可將濃縮液中的水分降到最低，降低了濃縮單元的蒸汽消耗及減輕了后續單元的負荷，降低能源消耗。(4)采用填加萃取劑的方法，分離甲酸鹽和TMP等有機物，減少了萃取過程中副反應的發生。(5)采用高效規整填料，提高塔的分離效果。(6)優化甲酸鈉生產工藝，增加干燥系統，生產高品質的甲酸鈉。(7)造粒在干燥、封閉系統完成，防止產品吸潮。
3 生產工藝改進
三羥甲基丙烷裝置中所改進的生產工藝是將萃取工序采用新技術，經過生產實踐證明效果非常好。其工藝流程：經蒸發后含有甲酸鈉的TMP濃縮液送入萃取槽，萃取采用四級逆流萃取，萃取槽為箱式混合澄清槽，目前廣泛應用于化學及冶金工業。料液與萃取劑在混合室內受機械攪拌混合充分接觸，萃取后進入澄清室進行沉降分離。萃取過程由于各級分開獨立，返混影響小。萃取后萃余相(甲酸鈉溶液)進入甲酸鈉儲罐，用泵送入甲酸鈉制備工序；萃取相溶劑及TMP溶液進入水洗槽，水洗后的水存于洗水罐中，用泵送入稀溶劑回收工序；溶劑及TMP溶液存于水洗TMP罐中，用泵送入溶劑回收工序。
改變后的萃取工藝能夠使料液中的TMP更完全地進入到萃取相中，從而減少TMP的損失，增加產量，提高產品質量。此法在一年多的生產過程中得到了有力地驗證，應當推廣到其他同類裝置中。
4 結論及建議
目前，國內三羥甲基丙烷裝置生產能力尚不能滿足國內市場需求，部分三羥甲基丙烷產品需依賴進口，且進口量呈逐年遞增趨勢。許多國內廠家看好三羥甲基丙烷的市場前景，紛紛新建或者擴建生產裝置。
針對我國三羥甲基丙烷的生產現狀與市場前景，并借鑒發達國家和地區生產模式和經驗，對國內三羥甲基丙烷的發展提出以下建議：(1)國外三羥甲基丙烷企業通常也生產季戊四醇和新戊二醇，這樣可以適當降低投資和生產成本，因為三個產品的合成原料、工藝過程與應用領域有許多相通之處，其甲酸鈉回收部分可合并利用。(2)雙三羥甲基丙烷是三羥甲基丙烷的二聚物，也是生產三羥甲基丙烷的副產物。由于其獨特的性能，主要用于生產丙烯酸單體或低聚物、合成潤滑油、特種樹脂或化學中間體、涂料以及PVC穩定劑等領域，是國際市場短缺產品。雙三羥甲基丙烷可全部出口，經濟效益和社會效益顯著，國內應盡快完善和改進其生產技術，加快產業化進程，達到規模生產。(3)我國三羥甲基丙烷市場的前景非常看好，但對質量也提出了更高要求，應積極改進生產工藝，降低生產成本，提高產品質量，盡快取代進口產品。新上項目應盡可能采用先進的加氫還原生產工藝，使生產達到一定的規模，增強市場競爭力，并適時地開發國際市場，降低市場風險。