CN102516038A - 一种多聚甘油的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种多聚甘油的生产方法，所述方法按照如下步骤进行：以甘油为原料，在中性复合催化剂的作用下通入氮气，搅拌下升温至220～270℃，保温反应4～10小时，得到多聚甘油；所述的中性复合催化剂为磷酸氢二钾或钠和磷酸二氢钾或钠的混合物；所述中性复合催化剂的用量为甘油质量的0.1～5.0％。本发明操作简便有效；生产过程中不产生废水，设备腐蚀小，生产工艺合理、环保。
Description
(一)技术领域
本发明涉及一种多聚甘油的生产方法，具体涉及一种以甘油为原料在中性复合催化剂作用下合成多聚甘油的生产方法，属于精细化工领域。
(二)背景技术
多聚甘油属于多羟基的醚类有机化合物，可用作保湿剂、增粘剂、增塑剂和亲水化改性剂，其衍生物聚甘油酯在食品、化妆品、日化、医药和洗涤剂等中有广泛的应用。
通常多聚甘油的生产以甘油为原料，在催化剂的作用下脱水聚合为主，所用的催化剂大多采用普通的碱性物质，如氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钾和碳酸钠等；也有在较低的聚合温度下采用酸性的催化剂，如硫酸、硼酸等。随着聚合反应时间的增加，生成的多聚甘油的聚合度增大，甘油在酸性或碱性的催化剂作用下分解也随之增加，导致产品的色泽由黄色变为深褐色，甚至黑色，异味重，不能满足应用的质量要求。多聚甘油的生产过程中采用酸性或碱性的催化剂，在一定程度上对设备会造成腐蚀。
鉴于以上情况，目前尚未发现一种催化活性好，反应时间短，对设备腐蚀小，所得产品质量好的工业化生产多聚甘油的中性复合催化剂。
(三)发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺点和不足，而提供一种多聚甘油的生产方法。
本发明采用的技术方案是：
一种多聚甘油的生产方法，所述方法按照如下步骤进行：以甘油为原料，在中性复合催化剂的作用下通入氮气，搅拌下升温至220～270℃，保温反应4～10小时，得到多聚甘油；所述的中性复合催化剂为A2HPO4和BH2PO4的混合物，其中A为K或Na，B为K或Na；即为磷酸氢二钾或磷酸氢二钠和磷酸二氢钾或磷酸二氢钠的混合物；所述中性复合催化剂的用量为甘油质量的0.1～5.0％。
所述中性复合催化剂中A2HPO4和BH2PO4物质的量比为1∶0.1～10.0，优选为1∶0.8～1.2。
进一步，本发明优选的中性复合催化剂优选为磷酸氢二钾和磷酸二氢钾的混合物，或者磷酸氢二钠和磷酸二氢钠的混合物，当然本发明同样也认可磷酸氢二钾与磷酸二氢钠的混合物，或是磷酸二氢钾与磷酸氢二钠的混合物。
本发明优选的中性复合催化剂的用量优选为甘油质量的1.0～3.0％。
本发明优选的反应温度为240～255℃。
具体地，本发明推荐的所述方法按照如下步骤进行：以甘油为原料，在磷酸氢二钾和磷酸二氢钾物质的量比为1∶0.8～1.2的混合物的作用下通入氮气，搅拌下升温至240～255℃，保温反应4～10小时，得到多聚甘油；所述中性复合催化剂的用量为甘油质量的1.0～3.0％。
上述方法中中性复合催化剂磷酸氢二钾和磷酸二氢钾的混合物以物质的量比为1∶0.8～1.2磷酸氢二钠和磷酸二氢钠的混合物替代，其它反应条件相同，也一样可以得到较好的多聚甘油产品。
本发明聚合度可以由产品的羟值得知，羟值的大小代表每个分子上羟基的多少，可以用化学滴定法获得。
本发明的有益效果是：
1、本发明中反应催化剂的组分化学性质稳定，来源丰富，可直接从市场上采购到食用或药用级，便于生产食用或药用级的产品；
2、本发明中反应催化剂为中性复合催化剂，催化活性高，甘油分解等负反应少，对设备腐蚀小；
3、本发明中使用的催化剂用量少，所得产品多聚甘油的含盐量低，便于直接使用或后处理。因此本发明是一种适合于工业化生产多聚甘油的方法。
(四)具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
实施例1：
将500kg甘油、0.45kg磷酸二氢钠和0.05kg磷酸氢二钠投入反应釜中，在氮气流的保护下，搅拌升温到270℃保温反应10小时，冷却至室温，得透明的多聚甘油产品，取样测产品的羟值为1290mgKOH/g，聚合度约为2，以GB/T 3143-82液体化学产品颜色测定法(Hazen单位——铂-钴色号)检测分析为45号。
实施例2
将500kg甘油、2.2kg磷酸二氢钠和0.3kg磷酸氢二钠投入反应釜中，在氮气流的保护下，搅拌升温到260℃保温反应4小时，冷却至室温，得透明的多聚甘油产品，取样测产品的羟值为1110mgKOH/g，聚合度约为3，以GB/T 3143-82液体化学产品颜色测定法(Hazen单位——铂-钴色号)检测分析为40号。
实施例3
将500kg甘油、0.24kg磷酸二氢钠和0.26kg磷酸氢二钠投入反应釜中，在氮气流的保护下，搅拌升温到255℃保温反应10小时，冷却至室温，得透明的多聚甘油产品，取样测产品的羟值为1050mgKOH/g，聚合度约为3，以GB/T 3143-82液体化学产品颜色测定法(Hazen单位——铂-钴色号)检测分析为40号。
实施例4
将500kg甘油、22.5kg磷酸二氢钠和2.5kg磷酸氢二钠投入反应釜中，在氮气流的保护下，搅拌升温到255℃保温反应10小时，冷却至室温，得透明的多聚甘油产品，取样测产品的羟值为11154mgKOH/g，聚合度约为3，以GB/T 3143-82液体化学产品颜色测定法(Hazen单位——铂-钴色号)检测分析为70号。
实施例5
将500kg甘油、2.9kg磷酸二氢钠和22.1kg磷酸氢二钠投入反应釜中，在氮气流的保护下，搅拌升温到255℃保温反应10小时，冷却至室温，得透明的多聚甘油产品，取样测产品的羟值为1280mgKOH/g，聚合度约为2，以GB/T 3143-82液体化学产品颜色测定法(Hazen单位——铂-钴色号)检测分析为60号。
实施例6
将500kg甘油、9.0kg磷酸二氢钾和6.0kg磷酸氢二钠投入反应釜中，在氮气流的保护下，搅拌升温到250℃保温反应10小时，冷却至室温，得透明的多聚甘油产品，取样测产品的羟值为958mgKOH/g，聚合度约为6，以GB/T 3143-82液体化学产品颜色测定法(Hazen单位——铂-钴色号)检测分析为40号。
实施例7
将500kg甘油、2.6kg磷酸二氢钠和2.4kg磷酸氢二钾投入反应釜中，在氮气流的保护下，搅拌升温到240℃保温反应10小时，冷却至室温，得透明的多聚甘油产品，取样测产品的羟值为1130mgKOH/g，聚合度约为3，以GB/T 3143-82液体化学产品颜色测定法(Hazen单位——铂-钴色号)检测分析为35号。
实施例8：
将500kg甘油、0.4kg磷酸二氢钾和0.1kg磷酸氢二钾投入反应釜中，在氮气流的保护下，搅拌升温到270℃保温反应10小时，冷却至室温，得透明的多聚甘油产品，取样测产品的羟值为1320mgKOH/g，聚合度约为2，以GB/T 3143-82液体化学产品颜色测定法(Hazen单位——铂-钴色号)检测分析为40号。
实施例9
将500kg甘油、2.0kg磷酸二氢钾和0.5kg磷酸氢二钾投入反应釜中，在氮气流的保护下，搅拌升温到255℃保温反应4小时，冷却至室温，得透明的多聚甘油产品，取样测产品的羟值为1035mgKOH/g，聚合度约为4，以GB/T 3143-82液体化学产品颜色测定法(Hazen单位——铂-钴色号)检测分析为35号。
实施例10
将500kg甘油、0.2kg磷酸二氢钾和0.3kg磷酸氢二钾投入反应釜中，在氮气流的保护下，搅拌升温到240℃保温反应10小时，冷却至室温，得透明的多聚甘油产品，取样测产品的羟值为1130mgKOH/g，聚合度约为3，以GB/T 3143-82液体化学产品颜色测定法(Hazen单位——铂-钴色号)检测分析为40号。
实施例11
将500kg甘油、6.0kg磷酸二氢钾和9.0kg磷酸氢二钾投入反应釜中，在氮气流的保护下，搅拌升温到255℃保温反应10小时，冷却至室温，得透明的多聚甘油产品，取样测产品的羟值为910mgKOH/g，聚合度约为8，以GB/T 3143-82液体化学产品颜色测定法(Hazen单位——铂-钴色号)检测分析为40号。
实施例12
将500kg甘油、22kg磷酸二氢钾和2.8kg磷酸氢二钾投入反应釜中，在氮气流的保护下，搅拌升温到240℃保温反应10小时，冷却至室温，得透明的多聚甘油产品，取样测产品的羟值为1280mgKOH/g，聚合度约为2，以GB/T 3143-82液体化学产品颜色测定法(Hazen单位——铂-钴色号)检测分析为60号。
实施例13
将500kg甘油、1.8kg磷酸二氢钾和23kg磷酸氢二钾投入反应釜中，在氮气流的保护下，搅拌升温到255℃保温反应10小时，冷却至室温，得透明的多聚甘油产品，取样测产品的羟值为1230mgKOH/g，聚合度约为2，以GB/T 3143-82液体化学产品颜色测定法(Hazen单位——铂-钴色号)检测分析为50号。
实施例14
将500kg甘油、2.5kg磷酸二氢钾和2.5kg磷酸氢二钾投入反应釜中，在氮气流的保护下，搅拌升温到220℃保温反应10小时，冷却至室温，得透明的多聚甘油产品，取样测产品的羟值为1110mgKOH/g，聚合度约为3，以GB/T 3143-82液体化学产品颜色测定法(Hazen单位——铂-钴色号)检测分析为30号。
聚甘油硬脂酸酯的制备：
将实施例14中的聚甘油400kg、硬脂酸450kg和酯化催化剂5kg投入反应釜中，在氮气流的保护下，升温到210℃，保温反应4小时，冷却到室温，得三聚甘油硬脂酸酯产品，取样检测，产品符合食品添加剂三聚甘油单硬脂酸酯GB13510-92标准的要求。
本发明中所描述的具体实施例仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管对本发明已作出了详细的说明并引证了一些具体实施例，但是对本领域熟练技术人员来说，只要不离开本发明的精神和范围可作各种变化或修正是显然的。
Claims (8)
1.一种多聚甘油的生产方法，所述方法按照如下步骤进行：以甘油为原料，在中性复合催化剂的作用下通入氮气，搅拌下升温至220～270℃，保温反应4～10小时，得到多聚甘油；所述的中性复合催化剂为A2HPO4和BH2PO4的混合物，其中A为K或Na，B为K或Na。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的中性复合催化剂的用量为甘油质量的0.1～5.0％。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述中性复合催化剂中A2HPO4和BH2PO4物质的量比为1∶0.1～10.0。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述中性复合催化剂中A2HPO4和BH2PO4物质的量比为1∶0.8～1.2。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的中性复合催化剂为磷酸氢二钾和磷酸二氢钾的混合物或磷酸氢二钠和磷酸二氢钠的混合物。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述中性复合催化剂的用量为甘油质量的1.0～3.0％。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的反应温度为240～255℃。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述方法按照如下步骤进行：以甘油为原料，在磷酸氢二钠和磷酸二氢钠物质的量比为1∶0.8～1.2的混合物的作用下通入氮气，搅拌下升温至240～255℃，保温反应4～10小时，得到多聚甘油；所述中性复合催化剂的用量为甘油质量的1.0～3.0％。
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