CN101838193A - 一种浅色低磷二聚酸生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种浅色低磷二聚酸生产工艺，包括聚合，聚合时加入高纯蒸馏水，加入酸性白土催化剂，加热，加压聚合；酸化、过滤，酸化结束后过滤，加入高纯水加温搅拌，静置，排清明水，再进入高速离心机分离过滤；分子蒸馏，分子蒸馏为连续式蒸馏，在多级罗茨高真空下，把粗二聚酸连续进入薄膜蒸发器，脱去物料中的低沸点和水份，再进入短程蒸发器，分得二聚酸和单体脂肪酸；水洗，上述生产的二聚酸，再经超纯水水洗得浅色低磷二聚酸产品。从而解决了二聚酸产品的色泽和透明度低、得率低的问题。具有产品得率高，能耗低的特点，提高了二聚酸产品的色泽和透明度，降低催化剂的用量，提高二聚酸的得率，把二聚酸中的铁、磷离子含量降至10ppm以下。

Description

一种浅色低磷二聚酸生产工艺
技术领域
本发明涉及一种浅色低磷二聚酸生产工艺。
背景技术
以油酸为原料的延伸产品二聚酸所合成的聚合物具有优异的柔软性、密封性、耐水性和防锈能力，在机械、汽车、电子、航天航空、船舶、纺织、日化、涂料等许多行业得到广泛运用，而且，应用领域不断扩大，已成为现代工业不可缺少的重要原材料。我国生产二聚酸始于上世纪90年代，至目前有几家生产企业，均采用釜式真空蒸馏，该技术较为落后，且易产生多聚体，产量小、质量差，还没有普遍作为商品走向市场，自产自用的多，用于生产低档的聚酰胺产品。虽然有部份科研机构进行研制开发，也取得了一定的突破，但还未完全进入工业化生产，不能满足市场对高质量和高纯度二聚酸的要求。而国外的二聚酸生厂家均采用分子蒸馏技术和设备生产的二聚酸品种多、质量好、用途广，不仅生产普通型二聚酸，而且高纯度的二聚酸生产有了飞速的发展。专业生产二聚酸的荷兰有利凯玛公司年产量达12万吨，美国阿利桑那公司不仅生产二聚酸，还生产二聚酸的延伸产品。
发明内容
本发明其目的就在于提供一种浅色低磷二聚酸生产工艺，具有产品得率高，能耗低的特点，提高了二聚酸产品的色泽和透明度，降低催化剂的用量，提高二聚酸的得率，把二聚酸中的铁、磷离子含量降至10ppm以下。
实现上述目的而采取的技术方案，包括聚合，聚合时加入高纯蒸馏水，加入酸性白土催化剂，加热，加压聚合；酸化、过滤，酸化结束后过滤，加入高纯水加温搅拌，静置，排清明水，再进入高速离心机分离过滤；分子蒸馏，分子蒸馏为连续式蒸馏，在多级罗茨高真空下，把粗二聚酸连续进入薄膜蒸发器，脱去物料中的低沸点和水份，再进入短程蒸发器，分得二聚酸和单体脂肪酸；水洗，上述生产的二聚酸，再经超纯水水洗得浅色低磷二聚酸产品。
与现有技术相比本发明具有以下优点。
1)由于采用了多级连续组合式分子蒸馏技术与加压、降温、高纯水水洗新工艺，能够使蒸馏二聚酸含量提高至86％以上，磷含量降至10ppm以下。提高了产品的得率与质量，降低产品的能耗、物耗。
2)由于采用了本工艺，解决了二聚酸产品的色泽和透明度低、得率低的问题。具有产品得率高，能耗低的特点，提高了二聚酸产品的色泽和透明度，降低催化剂的用量，提高二聚酸的得率，把二聚酸中的铁、磷离子含量降至10ppm以下。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步详述。
图1为浅色低磷二聚酸生产工艺流程示意图。
具体实施方式
实施例，如图1所示，包括
1)聚合，聚合时加入高纯蒸馏水，加入酸性白土催化剂，加热，加压聚合；
2)酸化、过滤，酸化结束后过滤，加入高纯水加温搅拌，静置，排清明水，再进入高速离心机分离过滤；
3)分子蒸馏，分子蒸馏为连续式蒸馏，在多级罗茨高真空下，把粗二聚酸连续进入薄膜蒸发器，脱去物料中的低沸点和水份，再进入短程蒸发器，分得二聚酸和单体脂肪酸；
4)水洗，上述生产的二聚酸，再经超纯水水洗得浅色低磷二聚酸产品。
所述的聚合时加入1％的高纯蒸馏水，聚合温度238±5℃，加压0.8mpa，反应时间3小时，酸性白土用量占油酸量的8％，碳酸锂占0.02％。
所述的薄膜蒸发器温度为170℃～190℃，分子蒸馏器温度为230℃～250℃。
本工艺一是采用聚合时加入高纯蒸馏水，提高反应速度，缩短反应时间，解决二聚酸中铁、磷超标问题，粗二聚酸收率可提高3～5个百分点，达到65％以上。二是采用加压法聚合，在0.8MPa的压力下聚合，反应时间短，降低蒸馏温度，催化剂用量少，二聚体含量高。三是采用多级罗茨、根据粗二聚酸高真空下易蒸发的特性，同时对短程分子蒸馏设备的分料结构进行改造，使其分布更均匀、合理、宜提纯，产品得率高，能耗低。四是采用新型水洗离心分离技术，再次降低铁、磷含量。五是增加过滤系统对压滤后的粗二聚酸进行再次过滤。
通常二聚酸的生产工艺为聚合、酸化、压滤、蒸馏。聚合即在一定量的油酸中加入催化剂，聚合温度250±5℃，常压，反应时间4小时，原料油酸的主要组分为不饱和的C18:1、C18:2、C18:3及微量的饱和酸C16:0C18:0，辅助材料催化剂酸性白土占油酸量的11％，催化剂碳酸锂占0.046％，聚合反应后加一定量的磷酸进行酸化，然后经压滤去除白土渣，粗二酸正常产品旋转粘度900左右(25℃)，色泽为6#(铁钴比色)，蒸馏后的产品二聚组份：二聚体含量75％，三聚体含量23～20％，单体含量＜3％，磷含量400ppm，二聚体得率60％，产品色泽10#(铁钴比色)。
采用本工艺：聚合时加入1％的高纯蒸馏水，聚合温度238±5℃，加压0.8mpa，反应时间3小时，酸性白土用量占油酸量的8％，碳酸锂占0.02％，粗二酸旋转粘度1000左右(25℃)，色泽小于5#(铁钴比色)，再加入适量高纯水加温搅拌1小时，静置40分钟，排清明水，再进入高速离心机分离，经分子蒸馏后，产品组份：二聚体含量83～86％，三聚体含量13～16％，单体酸含量＜1％，磷含量10ppm，产品色泽7#(铁钴比色)。
二聚酸生产原理(反应方程式)
1、聚合
二聚酸生产方法是将油酸(C18的不饱和混合物，主要成分为油酸、亚油酸)，我公司的前道产品，加入酸性白土催化剂，加热，加压聚合，这种工艺称为加压法，加压法的主要特点是催化剂用量少，产品中的二聚酸含量高，常压法反应时间稍长，催化剂用量稍大，根据国外专家认为，常压法合成二聚酸很难将二聚体含量提高到80％以上。
2.酸化、过滤
酸化反应，在酸化反应釜内加入适量的磷酸，进行酸化反应，去除二聚酸中的碱性物质，酸化结束后过滤，去除白土及盐类物质，得粗二聚酸。粘度700左右。
3.分子蒸馏
分子蒸馏为连续式蒸馏，在多级罗茨高真空下，把粗二聚酸连续进入薄膜蒸发器，脱去物料中的低沸点和水份，再进入短程蒸发器，分得二聚酸和单体脂肪酸，一般薄膜蒸发器温度在170℃～190℃，分子蒸馏器温度一般为230℃～250℃。
4、水洗
工艺改进后生产的二聚酸，再经超纯水水洗得浅色低磷二聚酸产品。
二聚酸：分子式：C36H6404，分子量：560.91，性质：无色透明液体。相对密度0.95，闪点280-350℃。溶于丙酮、乙醇、乙醚以及脂肪族、石脑油等几乎所有溶剂。纯二聚酸是C36的二元酸。
二聚酸的质量：酸值mgKOH/g：185-197，色泽(铁钴)≤8#，皂化价185-199mgKOH/g，粘度：6000-8000mpa.s/25℃，水份≤0.2％。磷≤10PPm。
副产品单酸的质量：色泽(铁钴)≤3#，酸值≥180mgKOH/g，碘价(韦氏法)≤75 gI/100g，皂化价≥182 mgKOH/g，凝固定≥30℃，水份≤0.5％。
与现有技术对照表。
  项目   现有技术   本技术
技术和工艺   1、通常二聚酸聚合温度250±5℃2、常压聚合，反应时间长3、反应时间4小时4、酸性白土占油酸量的11％5、碳酸锂占0.046％6、粗二酸旋转粘度700左右(25℃)7、色泽为6#(铁钴比色)8、无水洗、分离设备9、蒸馏后的产品组份：①二聚体含量75％②三聚体含量23～20％③单体含量＜3％④磷含量400ppm⑤产品色泽10#(铁钴比色) 1、聚合时加1％高纯蒸馏水，聚合温度238±5℃2、加压0.8mpa3、反应时间3小时4、酸性白土用量占油酸量的8％5、碳酸锂占0.02％6、粗二酸旋转粘度900左右(25℃)7、色泽小于5#(铁钴比色)8、加入高纯水加温搅拌水洗，再离心分离。9、分子蒸馏后产品组份：①二聚体含量83～86％②三聚体含量13～16％③单体酸含量＜1％④磷含量10ppm⑤产品色泽7#(铁钴比色)。

Claims (3)

1.一种浅色低磷二聚酸生产工艺，其特征在于，包括
1)聚合，聚合时加入高纯蒸馏水，加入酸性白土催化剂，加热，加压聚合；
2)酸化、过滤，酸化结束后过滤，加入高纯水加温搅拌，静置，排清明水，再进入高速离心机分离过滤；
3)分子蒸馏，分子蒸馏为连续式蒸馏，在多级罗茨高真空下，把粗二聚酸连续进入薄膜蒸发器，脱去物料中的低沸点和水份，再进入短程蒸发器，分得二聚酸和单体脂肪酸；
4)水洗，上述生产的二聚酸，再经超纯水水洗得浅色低磷二聚酸产品。
2.根据权利要求1所述的一种浅色低磷二聚酸生产工艺，其特征在于，所述的聚合时加入1％的高纯蒸馏水，聚合温度238±5℃，加压0.8mpa，反应时间3小时，酸性白土用量占油酸量的8％，碳酸锂占0.02％。
3.根据权利要求1所述的一种浅色低磷二聚酸生产工艺，其特征在于，所述的薄膜蒸发器温度为170℃～190℃，分子蒸馏器温度为230℃～250℃。
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