CN104072365A - 一种对苯二甲酸二辛酯的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种对苯二甲酸二辛酯的制备方法，包括以下步骤：将原料对苯二甲酸和过量的辛醇加入反应釜中，加入浓硫酸作催化剂，反应釜内温度控制在0～200℃，反应4.5～5小时，反应完毕后用碱溶液中和催化剂和未反应的对苯二甲酸。含醇废水收集后用回收塔回收醇类，供循环使用。加入活性炭脱色后，经压滤，即得对苯二甲酸二辛酯成品。本发明用过量的醇作为带水剂，使酯化反应逐渐进行到底，简化了工艺过程，且产品质量好。相对于精馏塔蒸馏的工艺，本工艺使用超重力床回收辛醇，有效的降低了能耗，具有较好的环保意义。

Description

一种对苯二甲酸二辛酯的制备方法
技术领域
本发明涉及有机化合物制备方法领域，具体是涉及一种对苯二甲酸二辛酯的制备方法。
背景技术
对苯二甲酸二辛酯是一种性能优良的增塑剂，电、热性能好，用在电缆料上具有较好的增塑效果和低挥发性，广泛用于要求耐热、高绝缘的各种制品，是生产耐温70℃电缆料及其它要求耐挥发PVC制品的理想增塑剂，耐寒性也较好，是一种优良的环保型增塑剂。目前，市场上对苯二甲酸二辛酯类增塑剂在生产过程中，传统的工业生产所采用的生产方法，工艺比较复杂，反应不彻底，有浪费原材料，生产成本高的缺点。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种对苯二甲酸二辛酯的制备方法，以简化工艺，节约原料，增强环保，同时使得产品的纯度能够一次性的达到要求。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种对苯二甲酸二辛酯的制备方法，包括以下步骤：
(1)、酯化工序
向反应釜中先投入备好的辛醇，辛醇放入1/3后再投对苯二甲酸，并一并投入，投完后略加搅拌；以摩尔份数计，辛醇∶对苯二甲酸＝2.5∶1～2∶1；加入催化剂浓硫酸，其用量以重量百分比计，为物料总用量的0.2％～1％；之后搅拌，反应釜内温度控制0～200℃，反应约4.5-5小时；
(2)中和工序
在反应釜中加入碱液，其浓度以质量分数计为4％～6％，其用量以重量百分比计，为原料对苯二甲酸用量的2％～4％；此时温度控制在60～90℃，搅拌速度控制在每分钟50～70转，中和结束时控制酸值0.03～0.05mgKOH/g，经中和、洗涤后，减压蒸馏，得到对苯二甲酸二辛酯粗品；
(3)、脱醇工序
在真空下脱醇，要求系统真空大于700mmHg柱；夹套蒸汽压力为4-6Kg/cm2；温度控制在135～140℃；脱醇时间为2小时左右，其中冲直接蒸汽0.5小时左右；结束酸值小于0.1mgKOH/g；压滤，即得对苯二甲酸二辛酯合格成品；
(4)、辛醇回收工序
将废水加热不断维持共沸状态，使辛醇水蒸气经冷凝后分层，上层辛醇不断分离出系统外，而下层水不断回流塔内继续蒸馏直到无辛醇馏出为止，所述回收采用超重力床回收。
其中：
上述的方法，其所述试剂浓硫酸的用量，以重量百分比计，优选为原料辛醇用量的0.2％～0.5％。
上述的方法，其所述酯化反应工序中，所述反应釜内温度优选控制在60～160℃。
上述的方法，其所述中和工序中，所述碱液，其浓度以质量分数计优选为4.5～5.5％，其用量以重量百分比计，优选为原料对苯二甲酸用量的3％，所述此时温度最好控制在70～80℃，所述搅拌速度最好控制在每分钟60转。
本发明具有如下的显著的进步和有益的效果：
本发明用过量的醇作为带水剂，使酯化反应逐渐进行到底，简化了工艺过程，且产品质量好。相对于精馏塔蒸馏的工艺，本工艺使用超重力床回收辛醇，有效的降低了能耗，具有较好的环保意义；同时使得产品的纯度能够一次性的达到要求成为可能。
本发明的化学反应过程如下：
酯化反应，分二步进行：
第一步，对苯二甲酸与辛醇反应生成单酯：
第二步，单酯与辛醇反应，生成对苯二甲酸二辛酯：
附图说明
图1是制备一种对苯二甲酸二辛酯的工艺流程图。
具体实施方式
为了进一步说明本发明的技术方案，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为了进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
本实施例所用的辛醇和对苯二甲酸的纯度均＝99％。
一种对苯二甲酸二辛酯的制备方法，包括以下步骤：
生产操作：
1.酯化工序：本工艺系间歇法生产，反应在有夹套蒸汽和内装盘管蒸汽双层加热的不锈钢反应釜中，在搅拌下进行酯化反应的。
投料如下表：
操作方法：(1)投料前先检查酯化系统所有管道的阀门是否关好完善，并记录其完好程度(2)所有原料辅料，凭化验单进行外观检查，合格后按投料比备料，经班长或第二者核对无误后方可投料，空的包装容器一定要抖净。(3)辛醇放入1/3后再投对苯二甲酸，并一并投入，投完后略加搅拌，在刚停搅拌釜内还带有波浪时趁此将事先准备好的硫酸及辛醇混合物倒入投料釜，全部投完后密封釜盖加热进行搅拌，待液温达60℃时开启冷凝器冷却水。切记勿忘打开受水罐放空阀门。(4)待液温达70℃并控制气压使其缓缓加热防止冲料带走辛醇以达到正常回流，进入正常操作阶段。(5)回流初期观察U形管视镜入塔流量及排水视镜水的分层排水大小情况并及时将水排至低沸罐内，这时液温也应逐步上升，气压由小逐步加大，不得猛开以防冲料。(6)正常回流后每半小时记录一次温度，并勤开搅拌以防结底，勤排废气，反应两小时后液温应在130℃左右，2.5小时取样测酸，以后每半小时测酸一次(在测酸前10分钟开启搅拌，取样后即停)。(7)酯化酸值降至2mgKOH/g以下，无排水现象，如酸值下降慢，甚至不下降，可视为反应终止，关闭加热阀，排除余气，进冷却水冷锅，液温降至100℃以后在搅拌下拉入中和釜，直至酯化物料真正完全拉完，关冷却水。做出详细酯化记录一并交中和工序，方为完成酯化工作，准备进行下一釜投料。
酯化操作条件：(1)蒸汽压力：夹套、盘管均为6kg/cm2(2)酯化终点液温：140℃左右(3)酯化总时间：4.5-5小时4)控制要点：酸值低于2.0mgKOH/g以下，闪点大于160℃，色泽25APH左右。
2.中和工序：中和的目的主要是将未反应完的对苯二甲酸所生成的苯甲酸和催化剂硫酸除去而能得到合格的粗酯。
操作要点：(1)中和温度：a.中和釜内粗酯温度70-80度(冬季可达85℃左右)b.碱液温度50-60℃(2)碱液浓度5％左右：根据酯化投料总量与结束时酸值确定加碱量和加水量，结束酸值高加碱就需要多，碱多加水也得多，方能配成碱浓度5％左右。(3)加碱搅拌时间40分钟，搅拌速度控制在每分钟60转，时间长易水解皂化，时间短中和效果差。(4)静置时间一小时，否则分层效果不好(静置维持65℃)。
中和控制重点：(1)中和酸度的终点：0.03mgKOH/g-0.05mgKOH/g以下(2)中和后酯层中的碱水必须分净。
3.脱醇工序：由于酯化是采取醇过量反应，所以不应该将这部分过量的醇代入成品，影响质量，因此按共沸点的原理以冲醇的办法把过量的醇拿出来，以便保证产品质量。
操作条件：(1).真空度：700mmHg以上。(2).夹套蒸汽压力：4-6Kg/cm2。(3).液相温度：135℃左右，最高不超140℃，最好在137℃。(4).脱醇时间：2小时左右，其中冲直接蒸汽0.5小时左右。
控制要点：(1).粗酯酸值：0.1mgKOH/g以下。(2).粗酯闪点：160℃以上。(3).
粗酯色泽：25APHA以下(回收醇投料可高一点)。
操作方法：(1).脱醇釜进料前先检查本岗位所有管道阀门的关闸情况，打开冷凝器的冷却水后再开。真空泵将中和合格的粗酯拉人脱醇釜。(2).料进完后即开蒸汽加热阀，并开启搅拌抽入事先计算好的活性炭。(3).加热至液温120℃而气相停止不升，脱醇视镜内流量小，可开启直接蒸汽进行冲醇，冲醇前先将视镜内余水排净，要小心冲汽不得一次开大，要经常观察流量，保持稳定，不得冲的过大将酯带出，液温不得超过137℃，真空度保持在680mmHg，并应逐渐上升，冲20分钟后应时刻注意观察视镜醇层增减情况，直至多次观察无醇层增加方可结束冲醇，关闭冲醇阀，再加热5分钟后气相温度下降液温不超过140℃，加热阀，打开排气阀并进冷却水冷锅，取样测酸值与闪点。(4).每批脱醇时间应在2.5小时左右，结束酸值小于0.1mgKOH/g，闪点大于160℃(5).冷锅时应进行搅拌，冷却液温80-90℃，进行压滤。
4.压滤工序
压滤是整个生产最后一道工序，也是前几道工序劳动结晶的结果，所以本工序特别重要，必须认真操作不得马虎，一二级品分级存放不可混装。
操作条件：压滤温度80-90℃，不超过90℃，压滤压力3Kg/cm2以下。
操作方法：(1)压滤前做好一切准备工作，滤机必须完好，滤纸滤布应装好、装正、孔眼不偏不斜，压滤机丝杆顶紧、不松不漏。(2)滤前对压滤粗酯先进行压滤循环，直至玻璃视镜内物料呈澄明，无活性炭、杂物、没有乳白浑浊现象，发现不正常应及时处理。(3)成品压入的桶或罐内外均应确保清洁，计重量应准确无误达1000±1范围内，批号、班组、标记清楚，便于备查。(4)使用成品罐时先检查所有管道阀门，并调整好进入阀门，再把澄明合格的成品经过缓存罐后待化验分析合格后再进入成品大罐内以防整个成品大罐内的成品不合格造成大损失。
5.废水中回收辛醇工序：
回收原理：辛醇在水中溶解度为8％左右，在废碱液中占4％左右，利用辛醇与水能形成共沸点93℃，在共沸物组成辛醇占57.5％，水占42.5％下，所以将废水加热不断维持共沸状态，使辛醇水蒸气经冷凝后分层，上层辛醇不断分离出系统外，而下层水不断回流塔内继续蒸馏直到无辛醇馏出为止。
操作方法：将每釜反应水和脱醇水(废碱水另回收)合并放入回收釜内(一次吸入不超800Kg)开蒸汽加热，先让回流半小时，使馏出醇达到清晰澄明，醇香无臭时待气相温度稳定在93℃(即辛醇水共沸点)开始收集回收辛醇层于储罐内，而水层仍回入塔内，直到气相温度升到98-100℃，同时辛醇层不再分出为止，即停止加热。冷锅排放釜内废水时，要注意搜集留在水中残余少量的二丁酯，真正废水排到阴沟里。
操作要点：蒸汽压力：3-4Kg/cm2。收集馏出辛醇时的气相温度：93-98℃。回收总时间：每釜2-3小时。回收辛醇的硫酸实验：200APHA以下。低沸点(气相92℃以前)含大量深色物质应该切割干净。

Claims (5)

1.一种对苯二甲酸二辛酯的制备方法，其特在征于：所述制备方法包括以下步骤：
(1)、酯化工序
向反应釜中先投入备好的辛醇，先放入1/3的辛醇，之后再将对苯二甲酸一并投入，投完后略加搅拌；以摩尔份数计，辛醇∶对苯二甲酸＝2.5∶1～2∶1；加入催化剂浓硫酸，其用量以重量百分比计，为物料总用量的0.2％～1％；之后搅拌，反应釜内温度控制0～200℃，反应约4.5-5小时；
(2)中和工序
在反应釜中加入碱液，其浓度以质量分数计为4％～6％，其用量以重量百分比计，为原料对苯二甲酸用量的2％～4％；此时温度控制在60～90℃，搅拌速度控制在每分钟50～70转，中和结束时控制酸值0.03～0.05mgKOH/g，经中和、洗涤后，减压蒸馏，得到对苯二甲酸二辛酯粗品；
(3)、脱醇工序
在真空下脱醇，要求系统真空大于700mmHg柱；夹套蒸汽压力为4-6Kg/cm2；温度控制在135～140℃；脱醇时间为2小时左右，其中冲直接蒸汽0.5小时左右；结束酸值小于0.1mgKOH/g；压滤，即得对苯二甲酸二辛酯合格成品；
(4)、辛醇回收工序
将废水加热不断维持共沸状态，使辛醇水蒸气经冷凝后分层，上层辛醇不断分离出系统外，而下层水不断回流塔内继续蒸馏直到无辛醇馏出为止，所述回收采用超重力床回收。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述试剂浓硫酸的用量，以重量百分比计，为原料辛醇用量的0.2％～0.5％。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述酯化反应工序，反应釜内温度控制在60～160℃。
4.根据权利要求1～3任一所述的方法，其特征在于：所述中和工序，所述碱液，其浓度以质量分数计为4.5～5.5％，其用量以重量百分比计，为原料对苯二甲酸用量的3％，所述此时温度控制在70～80℃，所述搅拌速度控制在每分钟60转。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述原料辛醇为过量。
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