CN106800506A - 一种无水醋酸钠的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无水醋酸钠的制备方法，包括如下步骤：1)取壳聚糖废液，边搅拌边缓慢分批加入酸溶液，中和反应得中和液；2)将中和液升温，分别依次加入重金属离子沉淀剂、活性炭，脱色，过滤得脱色液；3)将脱色液浓缩至浓稠状，调节pH，冷却、搅拌、结晶，离心分离得三水醋酸钠；4)将三水醋酸钠干燥，粉碎过筛，制得无水醋酸钠。本发明的制备方法制备的无水醋酸钠达到食品级醋酸钠，改善了壳聚糖废液对环境污染问题，降低了生产企业的经营成本。

Description

一种无水醋酸钠的制备方法
技术领域
本发明属于化学产品制备领域，特别涉及一种无水醋酸钠的制备方法。
背景技术
在壳聚糖生产过程中，必须经历脱乙酰反应如式(I)：
在实际生产中，生产1吨壳聚糖产品需要1.25吨甲壳素，产生副产物醋酸钠0.5吨，需要固体氢氧化钠5吨配制成10吨浓度为50％的氢氧化钠溶液，既作反应物又作溶剂参与以上化学反应。反应过程结束后每生产1吨壳聚糖产品(该碱液循环利用5次，每次再适量增加固体NaOH)将产生约10吨浓度为45％的氢氧化钠，同时含3％有机色素及5％醋酸钠的废碱废液，国内生产厂家将上述废液废弃或做简单中和后进入环保污水处理工段。一个月产30吨壳聚糖产品的生产厂家，每月必须废弃或处理上述壳聚糖废碱废液约为300吨，不仅造成相当程度的环境污染，而且也增加了生产企业的经营成本。
壳聚糖废液中，氢氧化钠浓度极高，具有强烈的腐蚀性和危险性，只有先将其转化成较为温和的中性盐类才能进行适当的环保处理而后排放。
壳聚糖废液中已经含有相当数量(5％左右)的由甲壳素脱乙酰反应时产生的副产物即醋酸钠，如果将壳聚糖废液转化为其他无机盐类，则该方法不仅步骤 繁琐，而且转化成其他无机盐后再与醋酸钠分离提纯精制，不能产生经济效益。
综上所述，因此提供一种解决环境污染，减少生产企业的经营成本的无水醋酸钠的制备方法具有重要意义。
发明内容
鉴于上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提出一种无水醋酸钠的制备方法，得到无水醋酸钠达到食品级醋酸钠要求，改善壳聚糖废液对环境污染问题，降低生产企业的经营成本。
本发明的目的将通过以下技术方案得以实现：
一种无水醋酸钠的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
1)取壳聚糖废液，边搅拌边缓慢分批加入酸溶液，中和反应得中和液；
2)将步骤1)所述的中和液升温，分别依次加入重金属离子沉淀剂、活性炭，脱色，过滤得脱色液；
3)将步骤2)所述的脱色液浓缩至浓稠状，调节pH，冷却、搅拌、结晶，离心分离得三水醋酸钠；
4)将步骤3)所述的三水醋酸钠干燥，粉碎过筛，制得无水醋酸钠。
上述的一种无水醋酸钠的制备方法，其中，步骤1)中所述酸溶液为回收醋酸溶液。
上述的一种无水醋酸钠的制备方法，其中，步骤1)中所述中和液的pH值 为8.0～8.5。
上述的一种无水醋酸钠的制备方法，其中，步骤2)中所述重金属离子沉淀剂：所述中和液的体积比为1∶1000。
上述的一种无水醋酸钠的制备方法，其中，步骤2)中所述活性炭：所述中和液的体积比为2～3∶1000。
上述的一种无水醋酸钠的制备方法，其中，步骤2)中所述升温的温度为75℃～80℃。
上述的一种无水醋酸钠的制备方法，其中，步骤2)中所述重金属离子沉淀剂与所述中和液反应的时间为12-18分钟。
上述的一种无水醋酸钠的制备方法，其中，步骤3)中所述pH值为7.5～8.0。
上述的一种无水醋酸钠的制备方法，其中，步骤4)中干燥温度为130-140℃。
一种根据上述的制备方法制得无水醋酸钠。
本发明选用的酸溶液为回收稀醋酸溶液，其作用在于：
a：回收的稀醋酸溶液由于含有相当数量的杂质使市场价格低廉，且提高了回收的稀醋酸溶液的利用率；
b：回收稀醋酸溶液能稀释和中和壳聚糖废液中高浓度的氢氧化钠，该中和液的浓度适合脱色、除杂；
本发明通过大量的试验得出了在中和与结晶步骤分别选用了最佳pH值，即两步法：
中和最佳pH值为8.0～8.5，该pH值是除去重金属离子的最佳工艺点，具体为镁离子、铁离子、铅离子与氢氧根离子反应，形成溶度积很小的氢氧化物，在脱色时，将该氢氧化物沉淀除去；
结晶最佳pH值为7.5～8.0，在浓缩结束、结晶分离前，用微量食品级醋酸细调pH值在7.5～8.0之间；
应用本发明两步法调整好中和pH值为8.0～8.5、结晶的最佳pH值为7.5～8.0，才能保证所得醋酸钠稳定达到食品级质量标准。
本发明脱色、除杂工艺确保了醋酸钠内在理化指标能稳定达到食品级要求，而再冷却、结晶、分离后得到是含结晶水的三水醋酸钠，由于三水醋酸钠只能作为低价的工业级来对外销售，为体现壳聚糖废液的较好经济效益性，本发明制备方法得到的食品级无水醋酸钠。
与现有技术相比，本发明提出的一种无水醋酸钠的制备方法，达到了如下技术效果：1)本发明的制备方法处理壳聚糖废液最终得到的食品级无水醋酸钠，较工业级三水醋酸钠更具有经济效益；2)采用本发明处理壳聚糖废液不仅解决壳聚糖生产过程中产生的废液对环境污染问题而且增加生产厂家新的经济增长点，为壳聚糖生产厂家的良性可持续发展提供了坚强的技术保证。
以下便结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步的详述，以使技术方案更易于理解、掌握。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明的方法进行说明，但本发明并不局限于此。下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得，下面实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本专利保护范围中。
实施例一
将1000L壳聚糖废液并入3000L搪玻璃反应釜，开启搅拌、缓慢分批次加入外购回收1100L稀醋酸溶液(浓度为60％醋酸溶液)，中和反应到pH值8.0～8.5之间，继续搅拌半小时，复测pH值三次，得中和液2100L；利用蒸汽升温到75℃，加入中和液体积1/1000数量的重金属离子沉淀剂2.1kg，反应15分钟，再加入中和液体积2/1000数量的4.2kg活性炭，搅拌脱色吸附1小时，板框压滤得脱色液(溶液透过率必须≥98％，否则需要进行二次脱色)；将上述脱色液75℃～80℃减压浓缩至浓稠状，用食品级醋酸调节pH值至7.5，冷却、搅拌、结晶两小时，离心分离得三水醋酸钠；将所述三水醋酸钠135℃耙式干燥两小时，粉碎过筛，制得无水醋酸钠950kg，产率(以纯醋酸计)为144％，该产率因壳聚糖废碱液已含脱乙酰反应所产生的4～8％醋酸钠，壳聚糖废碱液利用率100％。
其中，本实施例制备得到的无水醋酸钠为食品级醋酸钠。
实施例二
将1100L壳聚糖废液并入3000L搪玻璃反应釜，开启搅拌、缓慢分批次加入1100L外购回收稀醋酸溶液(浓度为60％醋酸溶液)，中和反应到pH值8.3，继续搅拌半小时，复测pH值三次，得中和液2200L；利用蒸汽升温到78℃，加入中和液体积1/1000数量的重金属离子沉淀剂2.2kg，反应15分钟，再加入中和液体积2/1000数量的4.4kg活性炭，搅拌脱色吸附1小时，板框压滤得脱色液(溶液透过率必须≥98％，否则需要进行二次脱色)；将上述脱色液78℃减压浓缩至浓稠状，用食品级醋酸调节pH值至7.8，冷却、搅拌、结晶两小时，离心分离得三水醋酸钠；将所述三水醋酸135℃耙式干燥两小时，粉碎过筛，制得无水醋酸钠952kg，产率(以纯醋酸计)为144％，该产率因壳聚糖废碱液已含脱乙酰反应所产生的4～8％醋酸钠，壳聚糖废碱液利用率100％。
其中，本实施例制备得到的无水醋酸钠为食品级醋酸钠。
实施例三
将1200L壳聚糖废液并入3000L搪玻璃反应釜，开启搅拌、缓慢分批次加入1150L外购回收稀醋酸溶液(浓度为60％醋酸溶液)，中和反应到pH值8.5，继续搅拌半小时，复测pH值三次，得中和液2350L；利用蒸汽升温到80℃，加入中和液体积1/1000数量的重金属离子沉淀剂2.35kg，反应16分钟，再加入中和液体积3/1000数量的7.05kg活性炭，搅拌脱色吸附1小时，板框压滤得脱色液(溶液透过率必须≥98％，否则需要进行二次脱色)；将上述脱色液80℃减压浓缩至浓稠状，用食品级醋酸钠调节pH值至8.0，冷却、搅拌、结晶两小时，离心分离得三水醋酸钠；将所述三水醋酸钠135℃耙式干燥两小时，粉碎过筛，制得无水醋酸钠972kg，产率(以纯醋酸计)为142％，该产率因壳聚糖废碱液已含脱乙酰反应所产生的4～8％醋酸钠，壳聚糖废碱液利用率100％。
其中，本实施例制备得到的无水醋酸钠为食品级醋酸钠。
实施例四根据实施例1的制备方法制得的无水醋酸钠进行检测分析，结果见表1。
表1实施例1无水醋酸钠检测结果
项目 标准 检测结果
外观 白色粉末 白色粉末
含量 99.0～101.0％ 99.7％
水份 ≤1.0％ ≤0.075％
水不溶物 ≤0.005％ ≤0.002％
氯化物 ≤0.035％ ≤0.03％
磷酸盐 ≤10ppm ≤10ppm
游离碱 ≤0.2％ ≤0.15％
硫酸盐 ≤50ppm ≤50ppm
铁离子 ≤10ppm ≤10ppm
重金属(以pb) ≤10ppm ≤10ppm
上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种无水醋酸钠的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
1)取壳聚糖废液，边搅拌边缓慢分批加入酸溶液，中和反应得中和液；
2)将步骤1)所述的中和液升温，分别依次加入重金属离子沉淀剂、活性炭，脱色，过滤得脱色液；
3)将步骤2)所述的脱色液浓缩至浓稠状，调节pH，冷却、搅拌、结晶，离心分离得三水醋酸钠；
4)将步骤3)所述的三水醋酸钠干燥，粉碎过筛，制得无水醋酸钠。
2.根据权利要求1所述的一种无水醋酸钠的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述酸溶液为回收醋酸溶液。
3.根据权利要求2所述的一种无水醋酸钠的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述中和液的pH值为8.0～8.5。
4.根据权利要求1所述的一种无水醋酸钠的制备方法，其特征在于，步骤2)中所述重金属离子沉淀剂：所述中和液的体积比为1∶1000。
5.根据权利要求4所述的一种无水醋酸钠的制备方法，其特征在于，步骤2)中所述活性炭与所述中和液的质量体积比为2～3∶1000。
6.根据权利要求5所述的一种无水醋酸钠的制备方法，其特征在于，步骤2)中所述升温的温度为75℃～80℃。
7.根据权利要求6所述的一种无水醋酸钠的制备方法，其特征在于，步骤2)中所述重金属离子沉淀剂与所述中和液反应的时间为12-18分钟。
8.根据权利要求7所述的一种无水醋酸钠的制备方法，其特征在于，步骤3)中所述pH值为7.5～8.0。
9.根据权利要求8所述的一种无水醋酸钠的制备方法，其特征在于，步骤4)中干燥温度为130-140℃。
10.一种根据权利要求1-9任一项所述的制备方法制得无水醋酸钠。
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