CN101353300A

CN101353300A - 一种硬脂酸一步合成制备硬脂酸钙的方法

Info

Publication number: CN101353300A
Application number: CNA2008100228192A
Authority: CN
Inventors: 冒圣华; 冒莹莹
Original assignee: NANTONG XINBANG CHEMICAL CO Ltd; RUGAO SHUANGMA CHEMICAL CO Ltd
Current assignee: NANTONG XINBANG CHEMICAL CO Ltd; RUGAO SHUANGMA CHEMICAL CO Ltd
Priority date: 2008-07-30
Filing date: 2008-07-30
Publication date: 2009-01-28

Abstract

本发明公开了一种硬脂酸一步合成制备硬脂酸钙的方法，在常压下由硬脂酸、氢氧化钙悬浊液在稀氨水催化下于水介质中加热反应，得到硬脂酸钙湿料，再经过离心脱水或压滤脱水，用少量水淋洗、经过旋转闪蒸干燥或气流干燥后得到硬脂酸钙。本制备方法环境污染很小，为环保所允许的排放即微量挥发的氨气；水循环使用节约用水、节约热量、用Ca(OH)₂悬浊液代替氯化钙节约生产成本，是一种值得硬脂酸盐行业推广的方法。

Description

一种硬脂酸一步合成制备硬脂酸钙的方法

技术领域

本发明属于金属皂制备技术领域，具体涉及硬脂酸一步合成硬脂酸钙的制备方法。

背景技术

金属皂可广泛用作塑料稳定剂、润滑剂、卤素吸收剂、润滑脂增厚剂、纺织品防水剂、油漆平光剂以及化妆品添加剂和药片脱模剂，硬脂酸钙是一种无毒塑料的热温度剂和润滑剂，是PVC树脂加工过程中必须的助剂类产品，随着国际国内禁铅要求的不断严格，硬脂酸钙和硬脂酸锌的需求将不断加大。

目前国内生产硬脂酸钙产品的主要方法是皂化复分解法，据了解约80％以上的硬脂酸盐厂家都不进行水洗操作，致硬脂酸钙中含有可溶性盐，虽然行业标准中没有灰分要求，但是出口硬脂酸钙，国外客户都对硬脂酸钙的灰分有具体要求。硬脂酸钙的皂化复分解法工艺存在用水量多，废水中的高浓度无机盐很难处理，排出的废水温度约60～80℃，热量损失很大。

另外一种方法为硬脂酸、水、氯化钙先期加入，后加氢氧化钠的皂化法，缺点同皂化复分解法，产品不如皂化复分解法蓬松。

其他生产硬脂酸钙的方法，熔融法，该方法优点水分含量低，灰分达到出口要求，不要干燥过程，由于硬脂酸钙的熔点高，反应温度通常要150℃以上，产品颜色很容易变深，反应不完全，产品游离酸含量高，熔点低。

还有一种“无排放一步合成硬脂酸钙的方法”公开号CN101117312A的专利，反应后期仍然需要用氯化钙调节，虽然说明无排放，但是会造成氯离子积聚越来越多，而且反应后期需要90～100℃回流反应，回流反应需要密闭的压力容器，操作不方便等等。

发明内容

本发明的目的提供一种硬脂酸一步合成硬脂酸钙的制备方法。

为了解决以上技术问题，本发明的一种硬脂酸一步合成硬脂酸钙的制备方法，包括以下步骤：

a.硬脂酸加入水中加温搅拌至硬脂酸熔化。其在硬脂酸中的水的加入量和硬脂酸的质量比为4～10∶1，比较适宜的质量比为8∶1；其硬脂酸在水中熔化所需加的温度要高于硬脂酸熔点低于水的沸点，最佳反应温度66～85℃，反应温度高于85℃时反应体系中的氨挥发损失较多。

b.在熔化后的硬脂酸中加入2％～30％浓度的氨水作为催化剂进行乳化预反应。所用氨水为2％～30％氨水，氨水用量的多少依据氨水的浓度决定，氨水浓度最佳为12％，浓氨水对操作者的刺激比较大，浓度太低用量就比较多，12％氨水∶硬脂酸∶水的质量比为1～6∶50∶200～500，最佳质量比6∶125∶1000。氨水或者硬脂酸铵对本制备反应均有催化作用，氨水和硬脂酸生成硬脂酸铵，硬脂酸铵属于一种表面活性剂，对硬脂酸均匀分散于水中起乳化剂的作用。上述步骤中的化学反应方程式为：

c.将Ca(OH)₂悬浊液在搅拌下加入b中的预反应物料中，在该过程中，所用Ca(OH)₂悬浊液最好是新鲜过120目筛的Ca(OH)₂悬浊液，其中要求Ca(OH)₂悬浊液中Ca(OH)₂和水总的质量百分比大于99.75％，其他杂质小于0.25％；所用Ca(OH)₂悬浊液总用量中折合Ca(OH)₂与硬脂酸的质量比为74∶256～284，配比高低与硬脂酸的酸价成比例关系。反应时间20～80分钟，适宜的时间45～60分钟。加入时分两步，第一步，即开始时加入Ca(OH)₂悬浊液速度快些，加入30％总量的Ca(OH)₂悬浊液以后，进入第二步加入，加入时，慢慢加入Ca(OH)₂悬浊液到反应体系的PH值约为9.5反应体系整体发厚，没有粘性。继续反应约20～80分钟得到含水的硬脂酸钙，在第二步反应时应充分搅拌，这样反应后期Ca(OH)₂悬浊液中的氢氧化钙置换出体系中的氨水，氨水均匀分散在体系中，反应结束时体系中包括硬脂酸钙、微过量的氢氧化钙、氨水。硬脂酸钙不溶于水，可以从反应体系中分离，反应结束。具体化学反应式为：

d.反应完毕后，终点控制用Ca(OH)₂悬浊液调节PH＝9.5维持至少5分钟不变，钙含量控制在6～7％，游离酸小于0.5％。

e.将上述含水的硬脂酸钙物料进行离心脱水或压滤脱水，并且用约1～2倍硬脂酸质量的水进行淋洗，洗除大部分脱水物料中的氨水和微过量的Ca(OH)₂，淋洗水一并进入循环水系统，脱水物料水分含量低时，即脱水效率高，脱水后物料相对干时，适当减少淋洗水的用量，淋洗水量近似等于脱水后物料中的总含水质量，淋洗水量比脱水后物料中的含水质量略低。滤液收集混合均匀后，检验滤液中的氨水含量，下一生产周期时补足反应所需要的氨水量和水量。循环水的具体温度和反应温度和脱水时间有关系。所有循环水没有需要排放或处理的无机盐，可以全部无限次循环使用。

f.将水淋洗过的脱水后物料，即潮硬脂酸钙，经过旋转闪蒸干燥或气流干燥后得到硬脂酸钙。进料温度约150～155℃，控制进料速度，保持出风温度略高于环境湿度下水的露点温度，一般维持出风温度60～65℃.

以上工艺的优点在于：适用高要求的出口硬脂酸钙，本制备方法环境污染特别小，为环保所允许的排放即微量挥发的氨气；水循环使用节约用水、节约热量、用Ca(OH)₂悬浊液代替氯化钙节约生产成本，是一种值得硬脂酸盐行业推广的方法。

具体实施方式

实施例：

例1：一级硬脂酸50g自来水700g搅拌加温至硬脂酸熔化后，60℃时加入浓氨水20滴(计1ml)，反应物在半分钟内呈粘度很小的乳白色均匀乳液，加入新鲜的Ca(OH)₂悬浊液，加入过程中PH在约7.5～8时，加入Ca(OH)₂悬浊液过程中时有一发厚的现象，继续加入Ca(OH)₂悬浊液至PH＝9.5又迅速发厚，没有粘性。继续搅拌15分钟，结束反应抽滤，抽滤速度很快，滤液水清。烘干后检测钙含量6.8％，游离酸0.28％。

例2：一级硬脂酸50g自来水400g搅拌加温至硬脂酸熔化后，68℃时加入浓氨水25滴(计1.25ml)，反应物在半分钟内呈乳白色均匀乳液半透明状(粘度很小)，加入新鲜的Ca(OH)₂悬浊液，加入过程中PH在约7.5～8时，加入Ca(OH)₂悬浊液过程中时有一发厚的现象，后来变浑浊，继续加入Ca(OH)₂悬浊液至PH＝9.5又迅速发厚，没有粘性。继续搅拌15分钟，结束反应抽滤，抽滤速度很快，滤液水清。烘干后检测钙含量6.9％，游离酸0.19％。

例3：一级硬脂酸50g自来水400g搅拌加温至硬脂酸熔化后，78℃时加入浓氨水1.5ml，反应物很快呈乳白色均匀乳液半透明状(粘度很小)，加入新鲜的Ca(OH)₂悬浊液，加入过程中PH在约7.5～8时，加入Ca(OH)₂悬浊液过程中时有一发厚的现象，后来变浑浊，继续加入Ca(OH)₂悬浊液至PH＝9.5又迅速发厚，没有粘性。继续搅拌15分钟，结束反应抽滤，抽滤速度很快，滤液水清。烘干后检测钙含量6.9％，游离酸0.13％。

例4：一级硬脂酸50g自来水400g搅拌加温至硬脂酸熔化后，78℃时加入浓氨水3ml，反应物很快呈乳白色均匀乳液半透明状(粘度很大)，加入新鲜的Ca(OH)₂悬浊液，加入过程中PH在约7.5～8时，加入Ca(OH)₂悬浊液过程中时有一发厚的现象，后来变浑浊，继续加入Ca(OH)₂悬浊液至PH＝9.5又迅速发厚，没有粘性。继续搅拌20分钟，结束反应抽滤，抽滤速度很快，滤液水清。烘干后检测钙含量6.85％，游离酸0.11％。

例5：一级硬脂酸50g自来水400g搅拌加温至硬脂酸熔化后，68℃时加入12％氨水2.4ml，反应物很快呈乳白色均匀乳液半透明状(粘度很小)，加入新鲜的Ca(OH)₂悬浊液，加入过程中PH在约7.5～8时，加入Ca(OH)₂悬浊液过程中时有一发厚的现象，后来变浑浊，继续加入Ca(OH)₂悬浊液至PH＝9.5又迅速发厚，没有粘性。继续搅拌20分钟，结束反应抽滤，抽滤速度很快，滤液水清，滤饼用100g水分2次洗涤，最后合并滤液作下一批次使用，烘干后检测钙含量6.75％，游离酸0.12％。

例6：用例5的滤液补水至400g和一级硬脂酸50g搅拌加温至硬脂酸熔化后，68℃时加入12％氨水1.8ml，反应物很快呈乳白色均匀乳液半透明状(粘度很小)，加入新鲜的Ca(OH)₂悬浊液，加入过程中PH在约7.5～8时，加入Ca(OH)₂悬浊液过程中时有一发厚的现象，后来变浑浊，继续加入Ca(OH)₂悬浊液至PH＝9.5又迅速发厚，没有粘性。继续搅拌20分钟，结束反应抽滤，抽滤速度很快，滤液水清，滤饼用100g水分2次洗涤，最后合并滤液作下一批次使用。滤饼烘干后检测钙含量6.78％，游离酸0.18％。

例7放大试验：一级硬脂酸50kg自来水400kg搅拌加温至硬脂酸熔化后，在70～78℃时加入12％氨水2.4kg，反应物很快呈乳白色均匀乳液半透明状(粘度很小)，搅拌5分钟，加入过120目筛新鲜的Ca(OH)₂悬浊液，加入过程中PH在约7.5～8时，加入Ca(OH)₂悬浊液过程中时有一发厚的现象，后来变浑浊，继续加入Ca(OH)₂悬浊液至PH＝9.5又迅速发厚，没有粘性。继续搅拌20分钟，结束反应用压滤机压滤，压滤速度很快，滤液水清，闪蒸干燥后检测钙含量6.72％，游离酸0.22％，200目通过99.5％。放大效果很好。

例8放大试验：在7000L反应釜中加入一级硬脂酸500kg、自来水4000kg搅拌(双层搅拌叶)加温至硬脂酸熔化后，在66～72℃时小心加入12％氨水24kg，反应物很快呈乳白色均匀乳液半透明状(粘度很小)，搅拌5分钟，加入过120目筛新鲜的Ca(OH)₂悬浊液，加入过程中PH在约7.5～8时，加入Ca(OH)₂悬浊液过程中时有一发厚的现象，后来变浑浊，继续加入Ca(OH)₂悬浊液至PH＝9.5又迅速发厚，没有粘性，加Ca(OH)₂悬浊液时间25分钟。继续搅拌15分钟，结束反应整个反应约60分钟，用离心机脱水，脱水速度很快，滤液水清，滤饼总计用1000kg洗涤滤饼，最后合并滤液作下一批次使用，洗涤后的滤饼经过闪蒸干燥进风温度155±3℃，出风温度65℃，干燥后的硬脂酸钙经过检测钙含量6.68％，游离酸0.20％，200目通过99.5％，水分2.6％，灰分9.8％证明又一次放大效果很好。

例9放大试验：在7000L釜中加入一级硬脂酸500kg、例8的滤液3800kg补水200kg，搅拌(双层搅拌叶)加温至硬脂酸熔化后，在66～72℃时小心加入12％氨水18kg，反应物很快呈乳白色均匀乳液半透明状(粘度很小)，搅拌5分钟，加入过120目筛新鲜的Ca(OH)₂悬浊液，加入过程中PH在约7.5～8时，加入Ca(OH)₂悬浊液过程中时有一发厚的现象，后来变浑浊，继续加入Ca(OH)₂悬浊液至PH＝9.5又迅速发厚，没有粘性，加Ca(OH)₂悬浊液时间25分钟。继续搅拌15分钟，整个反应约60分钟，结束反应用离心机脱水，脱水速度很快，滤液水清，滤饼总计用1000kg洗涤滤饼，最后合并滤液作下一批次使用，洗涤后的滤饼经过闪蒸干燥进风温度155±3℃，出风温度65℃，干燥后的硬脂酸钙经过检测钙含量6.65％，游离酸0.22％，200目通过99.5％，水分2.5％，灰分9.8％，说明滤液套用没有问题。

Claims

1、一种硬脂酸一步合成制备硬脂酸钙的方法，其特征在于：在常压下由硬脂酸、氢氧化钙悬浊液在稀氨水催化下于水介质中加热反应，得到硬脂酸钙湿料；其反应式为：

在得到该硬脂酸钙湿料后，经过离心脱水或压滤脱水，用少量水淋洗、经过旋转闪蒸干燥或气流干燥后得到硬脂酸钙。

2、根据权利要求1所述的一种硬脂酸一步合成制备硬脂酸钙的方法，其特征在于：所述氢氧化钙悬浊液为过120目筛的新鲜氢氧化钙悬浊液，氢氧化钙和水总的质量百分比大于99.75％，其他杂质小于0.25％，氢氧化钙约占10-20％，正常15％左右。

3、根据权利要求1所述的一种硬脂酸一步合成制备硬脂酸钙的方法，其特征在于：所述加热的温度高于硬脂酸熔点低于水的沸点。

4、根据权利要求3所述的一种硬脂酸一步合成制备硬脂酸钙的方法，其特征在于：所述加热温度的最佳加热温度为66～78℃。

5、根据权利要求1所述的一种硬脂酸一步合成制备硬脂酸钙的方法，其特征在于：所述水介质和硬脂酸的质量比为4～10∶1。

6、根据权利要求1所述的一种硬脂酸一步合成制备硬脂酸钙的方法，其特征在于：所述水介质和硬脂酸最好的质量比为8∶1。

7、根据权利要求1所述的一种硬脂酸一步合成制备硬脂酸钙的方法，其特征在于：所述氢氧化钙悬浊液中折算成氢氧化钙与硬脂酸的质量比为74∶256～284，反应时间20～80分钟。

8、根据权利要求1所述的一种硬脂酸一步合成制备硬脂酸钙的方法，其特征在于：所述氢氧化钙悬浊液与硬脂酸的反应适宜的时间45～60分钟。

9、根据权利要求1所述的一种硬脂酸一步合成制备硬脂酸钙的方法，其特征在于：所述制得的含水量较大的硬脂酸钙用少量水淋洗，其水的用量约是硬脂酸1～2倍质量的水。

10、根据权利要求1所述的一种硬脂酸一步合成制备硬脂酸钙的方法，其特征在于：所述氨水浓度为2-30％，最佳浓度为12％。