CN111978180A - 一种管式化连续生产氯代脂肪酸酯的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种管式化连续生产氯代脂肪酸酯的方法，所述管式化连续生产氯代脂肪酸酯的方法按照如下步骤进行，将氯气和脂肪酸混合并通过计量泵抽进到管式化反应器一内进行氯化加成反应，反应得到的加成产物直接进入管式化反应器二内进行氯化取代反应，所得的氯化产物进入吹气釜中，然后用空气或者氮气对物料进行吹脱，物料酸值达到3mg KOH/g时，停止用空气或氮气对物料进行吹脱，即得产品。与现有技术相比的优点在于：本发明实现了氯代脂肪酸酯的管式化连续生产，将间歇釜式反应改进为管式反应，减少了返混现象，避免了反应中局部过热的发生，使得产品色泽较好，产品稳定性增加。同时反应时间和操作时间大为减少，生产能力大大提高。
Description
技术领域
本发明涉及管式化连续生产氯代脂肪酸酯技术领域，具体是指一种管式化连续生产氯代脂肪酸酯的方法。
背景技术
增塑剂是生产塑料制品必不可少的重要助剂原料。目前普遍使用领苯二甲酸酯类增塑剂(如DOP、DBP)，因其本身有毒性，不易生物降解，属于不可再生的石油化工产品，特别是在欧盟，使用量和使用范围受到较大限制。基于人类对环保的要求越来越高，氯代脂肪酸酯被作为一种新的环保型增塑剂逐渐得到广泛的应用。该产品原料源于天然油脂，不含有害金属和邻苯类物质，符合欧盟出口要求，价格优势明显，具有良好的应用前景和商业价值。氯代脂肪酸现行方法中，氯化反应是在间歇釜式反应器进行的，存在以下缺陷和不足：
(1)由于第一步氯气加成反应是剧烈放热反应，温度过高会对产品色泽产生较大影响，因此要在冷却的情况下进行。一般都用循环冷凝水冷却，温度维持在30～50℃间。然而，在这样的工艺中，釜式反应器中仍局部过热，从而导致最终产品颜色较深。另外，间歇式工艺造成氯化反应停留时间长，产能受到限制。该方法还存在产品质量较差、能耗大、作业环境不友好等缺点。
(2)气液混合效率差，在釜式反应器中多采用釜底鼓泡的方式实现气液混合反应，尤其是在第二步取代反应中，由于反应相对较难发生，会有大量为反应氯气和反应产生的氯化氢其他放出，需要对尾气进行后处理。该方法不仅氯气利用率低，而且整个过程耗能大，安全系数低，废气处理困难。
为了解决上述问题，我们再次提出了一种管式化连续生产氯代脂肪酸酯的方法。
管式反应技术是一种新型的连续生产技术，其主要特征是反应在管式反应器中完成的。管式反应技术具有以下特点：
(1)相对于釜式反应技术，管式反应返混较小，在流速较低的情况下，其管内流体流型接近于理想流体，反应副反应少，产品收率高，安全性好。
(2)管式反应器容积小、比表面大、单位容积的传热面积大，特别适用于热效应较大的反应。
(3)由于反应物在管式反应器中流速快、反应速度快，所以它的生产能力高，适用于大型化和连续化的化工生产。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服以上技术困难，提供一种安全系数高、总体能耗低、生产能力高、生产成本低、产品质量好、后处理简单、工业三废低的适合工业生产的一种管式化连续生产氯代脂肪酸酯的方法。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种管式化连续生产氯代脂肪酸酯的方法，所述管式化连续生产氯代脂肪酸酯的方法按照如下步骤进行，将氯气和脂肪酸混合并通过计量泵抽进到管式化反应器一内进行氯化加成反应，反应得到的加成产物直接进入管式化反应器二内进行氯化取代反应，所得的氯化产物进入吹气釜中，然后用空气或者氮气对物料进行吹脱，物料酸值达到3mg KOH/g时，停止用空气或氮气对物料进行吹脱，即得产品。
进一步的，所述的脂肪酸为脂肪酸甲酯或脂肪酸乙酯。
进一步的，所述的脂肪酸与氯气的物质的量的比为1：1～8，优选1:2～5。
进一步的，所述的氯化加成反应的反应温度为0～100℃，优选20～80℃，反应停留时间为2～30min，优选4～20min。
进一步的，所述的氯化取代反应的反应温度为50～150℃，优选60～140℃，反应停留时间为2～50min，优选5～30min。
进一步的，所述的管式化反应器一可以由一根或一根以上的管道并联组成，所述单根管长为4m～40m，优选为10m～25m，管道的直径为2mm～30mm，优选为5mm～15mm。
进一步的，所述的管式化反应器二由一根或两根以上的管道并联组成，所述管道的管长为10m～60m，优选为25m～50m，管道的直径为2mm～30mm，优选为5mm～15mm。
进一步的，管式化反应器是本领域技术人员所熟知的，对管道形状没有特别的要求，单管，双管，直形，螺旋形等各种形状都可以。
本发明与现有技术相比的优点在于：
(1)本发明实现了氯代脂肪酸酯的管式连续生产，将间歇釜式反应改进为管式反应，减少了返混现象，提高了气液的混合效率，减少了尾气处理量。同时由于是两个管式反应的串联，反应连续进行，反应时间和操作时间大为减少，大大提高了生产能力。
(2)本发明实现了氯代脂肪酸酯的管式化连续生产，避免了间歇釜式反应中局部过热的问题，使得产品色泽较好，产品稳定性增加，同时大大降低了能耗。
(3)本发明中有关设备材料用量少，设备投资大大降低，且反应体积小，占地空间大幅减少，运行成本低。
(4)本发明本发明工艺路线先进，能够实现连续化、大规模生产，具有较大的实施价值和社会经济效益。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
如图所示：1、计量泵，2、管式化反应器一，3、管式化反应器二，4、吹气釜。
具体实施方式
下面结合实施方式和说明书附图对本发明做进一步的详细说明。
实施例1：
将氯气和脂肪酸甲酯混合并通过计量泵1抽进管式化反应器一2(管长15m，管径3mm)内进行加成反应，反应温度为30℃，脂肪酸甲酯流量为10mL/min，氯气流量为0.15m3/h，所得的加成产物连续进入管式化反应器二3(管长30m，管径3mm)内进行取代反应，反应温度为85℃，所得的氯代脂肪酸甲酯进入吹气釜4中，用空气对产物进行吹脱，物料酸值达到3mgKOH/g时，停止用空气或氮气对物料进行吹脱，产品色泽160#(Pt-Co)，密度为1.16g/cm3。
实施例2：
将氯气和脂肪酸甲酯混合并通过计量泵1抽进管式化反应器一2(管长20m，管径6mm)内进行加成反应，反应温度为30℃，脂肪酸甲酯流量为10ml/min，氯气流量为0.15m3/h，所得的加成产物连续进入管式化反应器二3(管长30m，管径6mm)内进行取代反应，反应温度为90℃，所得的氯代脂肪酸甲酯进入吹气釜4中，用空气对产物进行吹脱，物料酸值达到3mgKOH/g时，停止用空气或氮气对物料进行吹脱，产品色泽140#(Pt-Co)，密度为1.18g/cm3。
实施例3：
将氯气和脂肪酸乙酯混合并通过计量泵1抽进管式化反应器一2(管长15m，管径6mm)内进行加成反应，反应温度为30℃，脂肪酸乙酯流量为10ml/min，氯气流量为0.15m3/h，所得的加成产物连续进入管式化反应器二3(管长30m，管径6mm)内进行取代反应，反应温度为85℃，所得的氯代脂肪酸乙酯进入吹气釜4中，用空气对产物进行吹脱，物料酸值达到3mgKOH/g时，停止用空气或氮气对物料进行吹脱，产品色泽150#(Pt-Co)，密度为1.17g/cm3。
以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性。如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似实施例，均应属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种管式化连续生产氯代脂肪酸酯的方法，其特征在于：所述管式化连续生产氯代脂肪酸酯的方法按照如下步骤进行，将氯气和脂肪酸混合并通过计量泵抽进到管式化反应器一内进行氯化加成反应，反应得到的加成产物直接进入管式化反应器二内进行氯化取代反应，所得的氯化产物进入吹气釜中，然后用空气或者氮气对物料进行吹脱，物料酸值达到3mg KOH/g时，停止用空气或氮气对物料进行吹脱，即得产品。
2.根据权利要求1所述的一种管式化连续生产氯代脂肪酸酯的方法，其特征在于：所述的脂肪酸为脂肪酸甲酯或脂肪酸乙酯。
3.根据权利要求1所述的一种管式化连续生产氯代脂肪酸酯的方法，其特征在于：所述的脂肪酸与氯气的物质的量的比为1：1～8。
4.根据权利要求1所述的一种管式化连续生产氯代脂肪酸酯的方法，其特征在于：所述的氯化加成反应的反应温度为0～100℃，反应停留时间为2～30min。
5.根据权利要求1所述的一种管式化连续生产氯代脂肪酸酯的方法，其特征在于：所述的氯化取代反应的反应温度为50～150℃，反应停留时间为2～50min。
6.根据权利要求1所述的一种管式化连续生产氯代脂肪酸酯的方法，其特征在于：所述的管式化反应器一可以由一根或一根以上的管道并联组成，所述单根管长为4m～40m，优选为10m～25m，管道的直径为2mm～30mm，优选为5mm～15mm。
7.根据权利要求1所述的一种管式化连续生产氯代脂肪酸酯的方法，其特征在于：所述的管式化反应器二由一根或两根以上的管道并联组成，所述管道的管长为10m～60m，优选为25m～50m，管道的直径为2mm～30mm，优选为5mm～15mm。
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