CN103724199A - 用乙酰氯生产乙酰柠檬酸三丁酯的方法 - Google Patents

用乙酰氯生产乙酰柠檬酸三丁酯的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用乙酰氯生产乙酰柠檬酸三丁酯的方法，该方法具体的是将柠檬酸三丁酯直接预热，然后滴加乙酰氯反应，生成氯化氢进入吸收装置生产盐酸。蒸除残余乙酰氯和氯化氢得乙酰柠檬酸三丁酯产品。本方法反应温度低，无催化剂简单易行，乙酰化试剂过量少，减少后处理工序难度。

Description

用乙酰氯生产乙酰柠檬酸三丁酯的方法
技术领域
本发明属于安全环保增塑剂领域，提供一种用乙酰氯生产乙酰柠檬酸三丁酯的方法。
背景技术
邻苯二甲酸酯类增塑剂是增塑剂领域中用量最大、品种最多、应用最广、综合性能最优的品种。但近些年的研究发现，这类增塑剂对人体多个系统均有毒害作用，被认为是一种环境内分泌干扰因子，特别是可能引起动物肝组织病变和癌变。美国、欧盟、日本等发达国家已制定了有关法律，禁止或限制邻苯二甲酸酯类增塑剂在食品包装、医疗器械、儿童玩具等产品中的应用。为此，全球已加快了无毒增塑剂产品的研发力度。柠檬酸酯类增塑剂是一类相当重要的无毒或低毒增塑剂，其中乙酰柠檬酸酯被美国食品与医药管理局(FDA)认为是最安全的增塑剂系列之一，美国、日本、欧盟等发达国家允许其应用于食品包装、医疗器具、儿童玩具和个人卫生用品等领域，以代替邻苯二甲酸酯类增塑剂。乙酰柠檬酸三丁酯是柠檬酸酯类增塑剂中的代表性品种。
乙酰柠檬酸三丁酯(TBC)是一种新型无毒增塑剂，它具有兼容性好、增塑效率高、无毒、挥发性小，耐寒性、抗霉性、耐旋光性、耐水性优良、可降解等特点，因此是一种最有发展前途的绿色、安全增塑剂。
为确保我国可持续发展，必须节能又“绿色化”进行生产与应用，为无毒无味又耐水可降解塑料增塑剂，完全可替代毒性邻苯二甲酸酯，广用于橡胶，塑料的家电，厨卫，日用品，卫生保健，玩具，体育用品，食品，农业，建材，纺织纤维，信息通信，国防装备，宇航等方面。近年来，柠檬酸的生产厂家，产量逐年增加，市场供应较多，柠檬酸下游产品的开发提到了议事日程，包装，卫生，玩具等行业也需要无毒的助剂，无毒性柠檬酸酯类增塑剂价格适中，具有广阔的市场前景。
乙酰柠檬酸三丁酯的合成一般采用两步法，第一步由柠檬酸与正丁醇在催化剂的作用下酯化、中和、水洗、脱醇等步骤合成柠檬酸三丁酯；第二步由合成的柠檬酸三丁酯与醋酸酐在催化剂的作用下酰基化、脱乙酸和剩余乙酐、中和、水洗、脱水，活性炭脱色等步骤反应制得乙酰柠檬酸三丁酯。生产过程工艺复杂，废水量大，必须用到浓硫酸、固体超强酸、杂多酸、树脂固载催化剂等难于分离。由于醋酸酐酰化性能弱，为了提高酰化程度必须使醋酸酐的使用量过量1到4倍，造成了原料的浪费和后期分离的难度。并且用醋酸做乙酰化试剂的工艺反应温度高能耗高，酰化率低。
发明内容
为了解决乙酰柠檬酸三丁酯现有工艺的缺点，建设低能环保绿色化工的生产理念，推广乙酰柠檬酸三丁酯的工业化生产规模，以满足社会对环保增塑剂乙酰柠檬酸三丁酯越来越多的需求。本发明提供了一种用乙酰氯生产乙酰柠檬酸三丁酯的方法，本工艺方法简单易行，低能耗、无废物排放、所得产品纯度高。
为了实现上述目的，本发明所采取的具体的工艺办法将柠檬酸三丁酯成品加入到反应釜中加热，滴加乙酰氯，生成的氯化氢直接进入吸收装置生产盐酸，滴加完毕，保温反应，蒸除剩余氯化氢和乙酰氯得目标产品乙酰柠檬酸三丁酯。
上述的柠檬酸三丁酯与乙酰氯的摩尔比为1:1.0~1.2。
上述的柠檬酸三丁酯的加热温度为40~80℃。
上述的乙酰氯以每吨产能计的滴加速度50~500L/h。
上述的乙酰氯滴加完毕的保温反应时间为1~10h，优选的是4~8h。
上述的蒸除剩余氯化氢和乙酰氯的温度为60~100℃。
与现有技术相比，本发明的突出优点是：乙酰化试剂使用量少，节约成本；反应温度低，降低能耗； 反应过程无“三废”产生；所得产品纯度高。本发明工艺复合环保低能绿色化工的理念。
具体实施方式
实施例1
将3080kg柠檬酸三丁酯成品加入到5吨反应釜中，加热至50℃；
滴加705kg乙酰氯，0.5h滴加完毕，生成氯化氢进入吸收装置生产盐酸；
继续保温反应4h；
加热至70℃蒸除残余乙酰氯和氯化氢得乙酰柠檬酸三丁酯成品。
实施例2
将3080kg柠檬酸三丁酯成品加入到5吨反应釜中，加热至50℃；
滴加725kg乙酰氯，1h滴加完毕，生成氯化氢进入吸收装置生产盐酸；
继续保温反应6h；
加热至60℃蒸除残余乙酰氯和氯化氢得乙酰柠檬酸三丁酯成品。
实施例3
将3080kg柠檬酸三丁酯成品加入到5吨反应釜中，加热至55℃；
滴加725kg乙酰氯，1.2h滴加完毕，生成氯化氢进入吸收装置生产盐酸；
继续保温反应5h；
加热至65℃蒸除残余乙酰氯和氯化氢得乙酰柠檬酸三丁酯成品。
实施例4
将3080kg柠檬酸三丁酯成品加入到5吨反应釜中，加热至60℃；
滴加738kg乙酰氯，1.5h滴加完毕，生成氯化氢进入吸收装置生产盐酸；
继续保温反应6h；
加热至80℃蒸除残余乙酰氯和氯化氢得乙酰柠檬酸三丁酯成品。
实施例5
将3080kg柠檬酸三丁酯成品加入到5吨反应釜中，加热至65℃；
滴加775kg乙酰氯，2.0h滴加完毕，生成氯化氢进入吸收装置生产盐酸；
继续保温反应7h；
加热至80℃蒸除残余乙酰氯和氯化氢得乙酰柠檬酸三丁酯成品。
实施例6
将3080kg柠檬酸三丁酯成品加入到5吨反应釜中，加热至65℃；
滴加805kg乙酰氯，2.5h滴加完毕，生成氯化氢进入吸收装置生产盐酸；
继续保温反应7h；
加热至80℃蒸除残余乙酰氯和氯化氢得乙酰柠檬酸三丁酯成品。

Claims (6)

1.用乙酰氯生产乙酰柠檬酸三丁酯的方法，所采取的具体的工艺方法为：将柠檬酸三丁酯成品加入到反应釜中加热，滴加乙酰氯，生成的氯化氢直接进入吸收装置生产盐酸，滴加完毕，保温反应，蒸除剩余氯化氢和乙酰氯得目标产品乙酰柠檬酸三丁酯。
2.根据权利要求1所述的用乙酰氯生产乙酰柠檬酸三丁酯的方法，其特征在于：柠檬酸三丁酯与乙酰氯的摩尔比为1:1.0~1.2。
3.根据权利要求1所述的用乙酰氯生产乙酰柠檬酸三丁酯的方法，其特征在于：上述的柠檬酸三丁酯在反应釜中的加热温度为40~80℃。
4.根据权利要求1所述的用乙酰氯生产乙酰柠檬酸三丁酯的方法，其特征在于：滴加乙酰氯时以每吨产能计的滴加速度为50~500L/h。
5.根据权利要求1所述的用乙酰氯生产乙酰柠檬酸三丁酯的方法，其特征在于：乙酰氯滴加完毕的保温反应时间为1~10h，优选的是4~8h。
6.根据权利要求1所述的用乙酰氯生产乙酰柠檬酸三丁酯的方法，其特征在于：蒸除剩余氯化氢和乙酰氯的温度为60~100℃。
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