三醋酸甘油酯的新工艺合成研究
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总
第 !
期
年
第∀
期安徽化工
三醋酸甘油
醋的新工艺
合成研究
熊
建利鲍成
根
#
安
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
关
键词三醋酸甘
油醋混
合稀
土
合成
三
醋酸甘油
醋∋,
〕#
()
∗++,∗)−,.
/++−/−+&
又
名
三甘
醋是以
甘油
醋酸
催化剂等为主
要原
辅
材料采用
直接醋化法
合成的一种
精细化工
产
品
是一种用
途广泛的
有机
化工
原料它是目
前
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
随
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
在
∀
吨
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
催
化剂用苯等
作脱水剂通过醋化中和水
洗
干
燥精馏等工
序完成总收率不足0 1#
其中
三
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
以
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
实
验部分
反应原理
45675
8
45759
∃454775催化剂
脱
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
乙
醋等均为化学纯:
混
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:?!%
红
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%:
闪
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
油
醋酸
乙酸
乙醋和
催化剂
装上
分水器温
度
计加热回
流当反
应不
再生
成水时根
据脱水
量
确定初
步醋化的
终点再由
滴液漏斗
缓慢加
人
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
馏
收集∃
Χ∃?4Α ΔΕ/
的馏
分并以反应
前后的酸
值变化
计算转化
率
结果
与讨论
氮化稀土的催化活性
以
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;
硫
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
设
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
合
氯化轻稀土#ϑ+4∃&
为
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
总
第 !
期
年
第∀
期安徽化工∃
催化剂
浓56Κ7
对
甲苯
磺酸
Γ/4)/
(Ι4)
ϑ4用量#=&
%Μ)
∃∀
∃2
∀
∃0转化率#1&
202
2
0
;;Ν;;产品颜色
深黄
淡
黄
淡
黄
淡黄
淡黄
从表
可
以看出浓56
Κ7:
的
催化活性最
好但产物呈
深黄色
表明
有大量的
副反应
发
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:
混
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
两
者的
催化转化率仅差
一∃1
从催化剂活
性
及经
济效益考虑采用混
合氯化稀土更为
合适
原
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
能
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#
相
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
&00∃0?%2∃?2∃!%2∃?!!
从表
可
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
表
∃
衰∃
温度时间与
转化率
的关系
时间ΑΟ温度
Α℃
2 2% % %
∀0%%2?%%!
%?!
0?
?∀
∀
0!
%?
%∃
?0∀?2∀
0
0
∃∀
2%%∀∃%∀%?20%0%00
∀
%∃%!2
!
0∀∀0!!0!00?
%%
%%0!!
22
∃2∃∀
2∃!2∃0
%20!
!002
2 2
222
22∃由
表∀
可
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
降
同时
产品的
颜色加深因
此催化
剂用
量选择
!1较为
适
宜
∃
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
滤
分离便于
循环
使用减
压蒸馏可得三甘
醋产
品
较之传统的酸性催化法可
省去
水洗中和
干
燥等工
序优化工艺
条件为;
甘油和
冰醋酸的
摩尔比
为;
Χ0
催
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∃
可
以
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
作
用下
醋化速
率大转化
率也随
之增大在反应参考文献
∋)
Π
吕世光塑料助剂手
册北京
轻工业出版
社
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0
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一
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肇林潘慧
芳罗明润
等催化学报2
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