CN1114305A - 精馏法制备乳酸乙酯 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种精馏法制备乳酸乙酯的新技术。本发明属有机化学领域。乳酸乙酯是由乳酸[CH3CH(OH)COOH]和乙醇(CH3CH2OH)在催化剂存在下脱水酯化而成。酯化反应有可逆性,易水解产生出水,而过去的方法又不能及时地全部脱去酯化生成的水,使乳酸乙酯的收率一直在70%到80%,有的则更低。本发明针对这一问题,经过多次试验,研究出用精馏的方法制备出乳酸乙酯的新技术。这一新技术利用精馏高效分离的原理,保持恒沸物最佳的稳定组成,从而彻底除去水,使乳酸乙酯的产率高达90%以上。具体技术是将乳酸、乙醇、硫酸和苯按一定比例配料,经催化化学反应后,在精馏装置中精馏除水,再中和减压蒸馏,即制得清彻透亮的乳酸乙酯。经检测,完全符合GB8317-87国家标准的质量要求。
Description
本发明公开了一种精馏法制备乳酸乙酯的新技术,它属于有机化学技术领域。
乳酸乙酯是比较老的化合物。我国在80年代初就可以生产。目前生产方法主要有两种:第一是回流,采用带水剂带水,简单的油水分离方法(何兴涛、覃什栋、刘利民,《湖南师范大学自然科学学报》,1986,9(4),40~45);第二是聚乳酸醇解法(张深松、赵根锁等,第三届全国农副产品综合利用化学学术会议论文,1989,310~312)。这些方法普遍存在着脱水不彻底或反应温度高的问题,致使乳酸乙酯产率低于90%(实际上工厂生产的产率大都在75%左右)。
本发明的目的是:发明人针对原方法存在的问题进行了试验性研究,目的是要研究出一种新的乳酸乙酯制备技术,彻底除尽酯化反应中的水,使乳酸乙酯的产率高于90%。
为了达到上述目的,在技术上采取了如下措施:第一,用苯作带水剂。苯、80%乳酸、95%乙醇、硫酸按≥20至100∶225∶≥100至400∶≥1至4的比例一次性加入反应器中。第二,用精馏塔(柱)精馏的方法使苯、乙醇、水按恒沸物的组成(74.1%、18.5%、7.4%)被稳定地蒸出。第三,把精馏头改成为分水精馏头。因为一般的精馏头没有分水功能。改进后的分水精馏头,由于加大了存液管容积和加装了上口液封管,便于油水分层分离。分水层下的小三角漏斗可使带水的馏出液直接下沉,避免未下沉水流入柱中。由于下端又有带控制回流比活塞的支管,除尽水后又可继续精馏纯化乳酸乙酯。这一改进,既提高了油水分层分离效果,又使脱水酯化和精馏在同一装置中完成。
由于采取了这些措施,用本发明技术制得的乳酸乙酯具有产品质量好(完全符合GB8317—87国家质量标准,见下表),产率高(高于90%)的特点。用这一技术改造现有企业,无疑会产生巨大的经济效益。
乳酸乙酯检验结果项 目 GB8317—87 检验结果
指 标色 状 无色至微黄透明液体,色 合格
泽不超过标准5号色香 气 有柔合果香 合格相对密度(25/25℃) 1.029~1.032 1.031折光指数(20℃) 1.410~1.420 1.147酸值(以mgKOH)/g计) 1.0 0.68不大于酯含量%不小于 98.0 99.1砷(AS)含量%不大于 0.0002 0.00004重金属(以Pb计)%不大于 0.001 0.00002
附图说明:
图1是分水精馏装置示意图。图中1—三口园底烧瓶;2—温度计;3—玻璃环填料;4—精馏柱;5—分水精馏头;6—冷凝器;7—液封管;8—分水器;9—控制回流比活塞;10—小三角漏斗。
实施例:在1000毫升三口园底烧瓶中加225克80%乳酸,100毫升苯,475毫升95%乙醇和2毫升浓硫酸,再加少许沸石。装好温度计、精馏柱和分水精馏头(本发明改进装置,见附图)。打开冷却水并关好控制回流比活塞后开始加热。反应液沸腾,蒸气上升冷凝,很快分水器处油水分层,下水层液面上升到离回流口1厘米时,开始缓慢放水。放水速度以维持水面不动为好,原则上是一定保证大部分馏出液回流到柱中,且水面不接近回流后,以保证精馏柱气液平衡。柱顶温度稳定在65℃。大约蒸出220毫升水(实际含水约83毫升,乙醇、26毫升、苯20毫升)后,基本无水珠下沉,柱顶温度升到68℃时停止加热,待反应液冷却到40℃以下,加6克无水乙酸钠中和硫酸后,再继续进行减压精馏。减压精馏时,打开控制回流比活塞,控制回流比不小于5∶1。在56~60℃(19毫米汞柱)下蒸出乳酸乙酯219克,产率93%,经检验符合GB8317—87国家产品质量标准。
Claims (3)
1.一种新的乳酸乙酯合成技术,其特征在于:将一次性酯化反应的产品,用附有自行设计的可分水的精馏头的精馏装置进行脱水和精馏,获得乳酸乙酯的产率不小于90%;
2.按权利要求1所述的酯化反应,其特征在于:用苯为脱水剂,一次性投料比为:苯:80%乳酸:95%乙醇∶硫酸=≥20到100∶225∶≥100到400∶≥1到4;
3.按权利要求1所述的一次性完成的精馏脱水,其特征在于:改进后的分水精馏头,加大了存液管容积和加装了上口液封管,使油水易分层分离;分水层的小三角漏斗,使带水的馏出液直接下沉;并在出口下端又有一控制回流比的活塞的支管;这种分水精馏头,使苯、乙醇、水按恒沸物的组成(相应为74.1%、18.5%、7.4%)被蒸馏出,除尽水后的产物在同一装置中精馏纯化乳酸乙酯。
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