三醋酸甘油酯的新工艺合成研究

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󰀁󰀂

第󰀁 !

期󰀂

第∀

期安徽化工

三醋酸甘油

醋的新工艺

合成研究

建利鲍成

#

徽省

轻工业学校

合肥󰀂∃

%󰀂&#

合肥市技术监督局󰀂∃ 󰀁&

摘要研究

了以

可重

复使用的抓

化稀土对甘油和

冰醋酸反应的

催化性能

讨论了催化剂量醇酸

比反应时间等

对反应收

率的影响

确定了最

佳反应

条件结果表明

单一

氛化稀土和棍合抓化稀

土均

具有很好的催化活性该工

艺流程短无

设备腐蚀产

品色泽浅

酷化

率高

键词三醋酸甘

油醋混

合稀

合成

醋酸甘油

醋∋,

〕#

()

∗++,∗)−,.

/++−/−+&

三甘

醋是以

甘油

醋酸

催化剂等为主

要原

材料采用

直接醋化法

合成的一种

精细化工

是一种用

途广泛的

有机

化工

原料它是目

香烟过滤

棒中醋酸纤

维丝

束必不可少的

增塑

剂此外

还可

作为纤维丝

束的添

加剂和

香料留

香剂

等其外观为

无色

无味粘稠

状液体溶于

醇醚

苯等有

机溶剂

着“

吸烟与

健康”

的呼

声越来越

高人们

对卷烟

中焦油尼

古丁的含量显得更为

关注因

此过滤

嘴香烟

需求量不断增加

使其配

套产品

一三甘

醋的需

求量

随之

增长我国

年用量

以上虽然近

年来对该增塑剂的

合成研

究时有

报道,一∃

但目

前我国工业

普遍

采用的

方法

是以

甘油

冰醋酸为原

料对甲

苯磺酸为

化剂用苯等

作脱水剂通过醋化中和水

燥精馏等工

序完成总收率不足0 1#

其中

甘醋不足2%1&

该工艺流程长

产品

收率

低设备腐蚀严重

废酸的

排放严重污

染了环

境本文

在分析三甘

酷合成工

艺原

理的基础上

主要

研究了

氯化稀土为

催化

剂合成三

甘酷的

催化性能及相应的工艺

条件为三甘

醋的

合成

提供了一

种新的

合成方法

󰀁

验部分

󰀁󰀁

反应原理

45675

8

45759

∃454775催化剂

水剂回流

456754574745∃

8

45747459

∃57

8

45󰀂 4745

󰀁

󰀂

试荆与仪器

丙三

醇冰醋酸

乙醉对甲

苯磺酸

乙酸

醋等均为化学纯:

合氯化稀土和

单一

氯化稀

土由江西

省稀土

研究所提

供加󰀁;󰀁

的盐酸

#

分析纯&

溶解重结晶后放人<

%

干燥器中抽真空干

燥备用

(4=

>

气相

色谱仪;

日本岛津公司:?!%

外分光光度计;

上海

分析仪器厂

󰀁

分析测

试方法

酸值的测

定;(≅Α

Β󰀁!!

02%:

点的测定;

(≅󰀁!

󰀁0󰀁:

醋含量的测定;(≅󰀁!!%0󰀁

󰀁

合成方法

在三颈

瓶内分别加

人一

定摩尔配比的甘

醋酸

乙酸

乙醋和

催化剂

装上

分水器温

计加热回

流当反

应不

再生

成水时根

据脱水

确定初

步醋化的

终点再由

滴液漏斗

缓慢加

乙酸醉溶液以使

甘油进一

步酷化反

应约

小时将反应

液冷却至室温

抽滤

分出

催化剂

蒸出过量

冰醋酸测定酸

值最后进行减

压秦

收集󰀁∃󰀂

Χ󰀁∃?4Α󰀁 ΔΕ/

的馏

分并以反应

前后的酸

值变化

计算转化

󰀂

结果

与讨论

󰀂󰀁

氮化稀土的催化活性

硫酸为

首的酸

类催化剂是生

产三甘

醋的

传统催化剂常用的对甲

苯磺

酸蔡磺

酸氨基

磺酸等

它们的

催化活性排列

如下;

酸Φ

对甲

苯磺酸Φ

苯磺酸Φ󰀂

蔡磺酸Φ氨基

磺酸对甲

苯磺酸

作为

硫酸的

代用品应用

较多所生

成的

酸色泽较用硫酸时为浅

但仍存在副反应多

备腐蚀

严重

产品

精制复杂

等不足陈

其瑞等报

道了

各类稀土氧

化物的

催化活性巨‘

一%

但其活

性均不理想一

般地

轻稀土的

催化活性要

高于

重稀土

且价格较

低我

们选用江西稀土研究所

提供的

单一

氯化轻稀土#

Γ/4Η

。(Ι4Η

。&

和混

氯化轻稀土#ϑ+4󰀁∃&

催化

剂分别考察它

们对

合成三

甘醋的

醋化

催化性

能结果见

表󰀁

裹󰀁

不同催化剂催化合成

三甘酸

第󰀁 !

期󰀂

第∀

期安徽化工󰀁∃

催化剂

浓56Κ7

甲苯

磺酸

Γ/4)/

(Ι4)

ϑ4󰀁用量#=&

%Μ)

∃∀

∃2

∃0转化率#1&

20󰀁2

2

0

;;Ν;;产品颜色

深黄

淡黄

淡黄

从表󰀁

以看出浓56

Κ7:

催化活性最

好但产物呈

深黄色

表明

有大量的

副反应

生氯化

稀土的

催化活性稍

低于

硫酸

但产物颜

色很

浅转化

率均大于2 1

说明

其催化活性

较高副反应少后处

理更

为简便:

合氯化稀

土的

催化转

化率略低于

单一

氯化稀土

但后者

分离困

难其制备成本远

高于混

合氯化稀土且

者的

催化转化率仅差󰀂

一∃1

从催化剂活

及经

济效益考虑采用混

合氯化稀土更为

合适

󰀂󰀂

料配比对

转化率的影响

按设计好的

配比

得出反应原

料的配

比和

转化

率的

关系见

表󰀂

裹󰀂

原料配比对转化率的影响后

期随着甘油浓

度下

降反

应速度明显变慢

转化率平缓上升

当上

升󰀁󰀂。4

时不

再升

高这

表明

醋化速

度和反应温

度实际上是由过量的冰

醋酸

控制的因此酷化反应温

度控制在󰀁 %

较为

合适随着反应

时间的延长

醋化

率也

会增

高但时间过长于工

业化不

利将二者综合起

来此时反应%

小时

产品即

合格

且转化

率为

2

󰀁1

耗较少

󰀂

催化剂

用,对

转化率的影响

采用

前述反应

方式与条件考察混

合抓化

稀土用量#

对于反

应物总

质量的百

分数&

对生

成三甘

酷醋化

率的影响

结果见

表∀

裹∀ϑ

+4󰀁

催化剂用−对转化率的影晌

催化荆用−#1&

󰀂

∃∀ ∀% % !

!%%

转化

率#1&

%2!󰀁?20%0?󰀂02 󰀂 2∃󰀂?2󰀂∃󰀂󰀂

甘油

与冰醋酸的康尔比󰀁!%󰀁? 󰀁?%󰀁0

󰀁󰀂

转化率#1

&0󰀁0∃0󰀂?%2∃󰀂?2∃!%2∃?!!

从表󰀂

知冰醋酸过量

有利于

反应向产

物方向移动当酸过量到一定

程度时生

成醋的

转化率变化不大根据生

产实际

取甘油和

冰醋

酸的

摩尔比󰀁;?%

较为

合适

󰀂∃

不同温度时间

对产品

酸值的影响

取甘油和

冰醋酸

摩尔比

为󰀁;%

带水剂

乙酸

乙醋∀7Μ

)

和固

体催化剂 !1

结果见

衰∃

温度时间与

转化率

的关系

时间ΑΟ温度

Α℃

2 2%󰀁 󰀁 %󰀁󰀁 󰀁󰀁%󰀁󰀂

󰀁∀0󰀁%󰀁󰀁%󰀁2?%%!

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!002

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2󰀁22

22∃由

表∀

知催化剂用量

对反应的影响较

小随着催化剂用量

增加转化率

增加趋于

饱和

甚至

略有下

同时

产品的

颜色加深因

此催化

剂用

量选择

!1较为

结论

混合抓化稀土

是三甘

醋反应

的优良

催化

剂本工

艺生

产三

甘醋具有投资

省操作简便

质量

稳定无三

废污

染等特点催化剂可

直接抽

分离便于

循环

使用减

压蒸馏可得三甘

醋产

较之传统的酸性催化法可

省去

水洗中和

燥等工

序优化工艺

条件为;

甘油和

冰醋酸的

摩尔比

为󰀁;

Χ0

化剂用量

为 !

1

以乙

酸乙醋为带水剂此时的三

甘醋的醋化率为

2∃󰀂1

从表∃

看见反应

初期反

应速

度较快

转化率增幅大随

着温

度上

升转化率增

加其

主要原因

是反应

物起始浓

度高在催

化剂的

用下

醋化速

率大转化

率也随

之增大在反应参考文献

∋)

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吕世光塑料助剂手

册北京

轻工业出版

󰀁20

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肇林潘慧

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等催化学报󰀁2

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