CN113620785A - 一种抗氧化剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及抗氧化剂的制备方法,更具体地说,它涉及一种抗氧化剂的制备方法,包括以下步骤:第一催化剂和对甲酚混合搅拌并投入蒸汽升温,随后滴入双环戊二烯,待双环戊二烯全部加入后,继续升温反应,反应完毕后获得第一反应液;所述第一反应液进行蒸馏回收对甲酚,获得第一中间体;采用甲苯溶解获得的第一中间体,随后进行第二步烷基化反应,加入第二催化剂,通入异丁烯并通气,反应反应后获得第二反应液;随后中和、过滤、加氢脱色后制备获得抗氧化剂产品。本发明合理有效地回收了反应中多余的对甲酚,提升了最终抗氧化剂产品的纯度,而回收的对甲酚也可再二次利用,降低了生产成本,提高了原料利用率。
Description
技术领域
本发明涉及抗氧化剂,更具体地说,它涉及一种抗氧化剂的制备方法。
背景技术
抗氧化剂是一类能帮助捕获并中和自由基,从而祛除自由基对人体损害的一类物质,其能防止或延缓食品氧化,是一种能提高食品的稳定性和延长贮存期的食品添加剂。
抗氧化剂按来源可分为人工合成抗氧化剂和天然抗氧化剂两类,人工合成抗氧化剂如BHA、BHT、PG等,天然抗氧化剂如茶多酚、植酸等;抗氧化剂按溶解性可分为油溶性、水溶性和兼容性三类,油溶性抗氧化剂有BHA、BHT等,水溶性抗氧化剂有抗坏血酸、茶多酚等,兼容性抗氧化剂有抗坏血酸、棕榈酸酯等。
目前有采用对甲酚和双环戊二烯为原料进行烷基化反应生产对甲酚与双环戊二烯丁基化产物的抗氧剂,由于对甲酚的价格较为昂贵且较难分离,为了避免对甲酚的浪费,在生产过程中还联产有BHT抗氧化剂,虽然通过联产的方式在反应过程中生成了对甲酚与双环戊二烯丁基化产物和BHT两种抗氧化剂,但是两种抗氧化剂后续的分离也需要耗费较高成本,且最终分离制备的产品也难以达到纯度要求。
发明内容
针对上述存在的问题,本发明的目的是提供一种抗氧化剂的制备方法,以双环戊二烯、对甲酚和异丁烯为原料,在两步烷基化反应过程中合理有效地回收了一步烷基化反应中多余的对甲酚,避免了原料对甲酚的浪费,回收的对甲酚也可二次利用,降低了生产成本,提高了原料利用率,且回收完对甲酚后可制备出产物单一、纯度较高的抗氧化剂对甲酚与双环戊二烯丁基化产物,且反应体系中副反应较少,提升了抗氧化剂产品的纯度。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的,一种抗氧化剂的制备方法,包括以下步骤:
(1)第一步烷基化反应:第一催化剂和对甲酚混合搅拌并投入蒸汽升温,随后滴入双环戊二烯进行反应,待双环戊二烯全部加入后,继续升温反应,反应完毕后获得第一反应液;
(2)对甲酚回收:所述第一反应液进行蒸馏回收对甲酚,获得第一中间体;
(3)溶解:所述第一中间体与甲苯混合,使第一中间体完全溶解;
(4)第二步烷基化反应:所述完全溶解的第一中间体与第二催化剂混合并搅拌进行第二步烷基化反应,通入异丁烯并通气,反应后获得第二反应液;
(5)中和:所述第二反应液与碱性溶液混合并搅拌中和,中和完毕后过滤,获得滤液;
(6)加氢脱色:所述滤液中通入氢气进行加氢脱色操作,获得无色溶液;
(7)甲苯回收:所述无色溶液进行蒸馏回收甲苯,获得抗氧化剂产品。
本发明所述步骤(1)中,投入蒸汽升温至60~150℃,待双环戊二烯全部加入后继续搅拌并维持60~150℃。
本发明所述步骤(1)中,第一催化剂为三氟化硼络合物催化剂。
本发明所述步骤(2)中,蒸馏温度为200~210℃,反应时间为6~10h。
本发明所述步骤(4)中,第二催化剂为有机复合磺酸催化剂,所述有机复合磺酸催化剂易水洗分离,灰份低,催化剂水洗后的水可以蒸馏回收,基本无废水排放,达到清洁生产要求。
本发明所述步骤(4)中,所述第二步烷基化反应的温度为30~75℃;通气维持压力为0.5~0.7MPa。
本发明所述步骤(5)中,所述碱液为氢氧化钠溶液或碳酸钠溶液,中和温度为50~70℃。
本发明所述步骤(6)中,通入氢气进行加氢脱色操作时维持压力为1.6~15MPa,维持温度为180~220℃。
本发明具有以下有益效果:
(1)本发明采用双环戊二烯、对甲酚和异丁烯为原料,经过两步烷基化反应并对反应过程中较难分离的对甲酚进行回收,进而制备出产物单一、纯度较高的抗氧化剂,且反应体系中副反应较少;
(2)本发明回收的对甲酚可以进行二次使用,降低了生产成本,提高了原料利用率;
(3)本发明采用甲苯作为第一步烷基化反应后的溶剂,甲苯可快速溶解反应中间体,且甲苯不参与反应,甲苯可在反应完毕后蒸馏回收,进行重复利用;
(4)所述有机复合磺酸催化剂易水洗分离,灰份低,催化剂水洗后的水可以蒸馏回收,基本无废水排放,达到清洁生产要求。
具体实施方式
实施例1
本实施例的制备方法为:
(1)第一步烷基化反应:将原料双环戊二烯50g和对甲酚100g由泵从罐区输送至标定罐,在反应釜中投入第一催化剂1g,第一催化剂为三氟化硼络合物催化剂,标定罐中的对甲酚靠自身重力流进反应釜中,开反应釜搅拌并投蒸汽,反应釜升温至60℃,开双环戊二烯进料计量泵,根据反应温升进行调频控制双环戊二烯的滴加量,搅拌下进行烷基化反应,待双环戊二烯全部注入后,继续搅拌并维持温度为60℃,继续反应直到采样分析合格为止,获得第一反应液;
(2)对甲酚回收:将第一反应液在200℃下蒸馏10h回收对甲酚,采样分析合格后,获得第一中间体;
(3)溶解:去中间体溶剂釜中加入溶剂甲苯,将第一中间体输送至去中间体溶剂釜中,使第一中间体完全溶解于甲苯中;
(4)第二步烷基化反应:在第二烷基化反应釜中投入第二催化剂3g,第二催化剂为有机复合磺酸催化剂,将溶解完毕的第一中间体溶液抽至釜中并开搅拌,维持反应釜温度为30℃,通入异丁烯并缓慢向釜中通气,使釜内压力维持在0.5MPa,反应直到采样分析合格为止,获得第二反应液;
(5)中和:中和釜内加入碳酸钠水溶液5g并将第二反应液输送至釜内,维持温度为50℃,搅拌中和,使溶液pH维持在7.5~9;
(6)过滤:将中和完毕后的溶液采用三合一过滤器过滤,获得滤液;
(7)加氢脱色:对滤液进行加氢脱色,压力为1.6MPa,温度为180℃,获得无色透明产品溶液;
(8)甲苯回收:将无色透明产品溶液进行蒸馏回收甲苯,获得熔融状态的抗氧化剂产品;
(9)产品处理:将熔融状态的抗氧化剂产品送至造粒仓房,经造粒、粉碎、包装后获得抗氧化剂产品。
对本实施例中制备获得的抗氧化剂产品进行成分检测,其纯度为91.5%。
实施例2
本实施例的制备方法与实施例1的区别在于:步骤(1)中,对反应釜升温至100℃,在第一催化剂作用下继续搅拌并维持100℃;步骤(2)中,蒸馏温度为210℃,反应时间为8h;步骤(4)中,将第一中间体抽至釜中,维持釜内温度为75℃;通入异丁烯后,使釜内压力为0.7MPa;步骤(5)中,采用氢氧化钠调节第二反应液的pH,中和温度为70℃;步骤(7)中,加氢脱色压力为5MPa,温度为220℃。
对本实施例中制备获得的抗氧化剂产品进行成分检测,其纯度为92.5%。
实施例3
本实施例的制备方法与实施例1的区别在于:步骤(1)中,对反应釜升温至150℃,在第一催化剂作用下继续搅拌并维持150℃;步骤(2)中,蒸馏反应时间为6h;步骤(7)中,加氢脱色压力为15MPa,温度为220℃。
对本实施例中制备获得的抗氧化剂产品进行成分检测,其纯度为93.3%。
前述的实例仅是说明性的,用于解释本发明所述方法的一些特征。所附的权利要求旨在要求可以设想的尽可能广的范围,且本文所呈现的实施例为申请人真实试验结果加以论证。因此,申请人的用意是所附的权利要求不被说明本发明的特征的示例的选择限制。在权利要求中所用的一些数值范围也包括了在其之内的子范围,这些范围中的变化也应在可能的情况下解释为被所附的权利要求覆盖。
Claims (8)
1.一种抗氧化剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)第一步烷基化反应:第一催化剂和对甲酚混合搅拌并投入蒸汽升温,随后滴入双环戊二烯进行反应,待双环戊二烯全部加入后,继续升温反应,反应完毕后获得第一反应液;
(2)对甲酚回收:所述第一反应液进行蒸馏回收对甲酚,获得第一中间体;
(3)溶解:所述第一中间体与甲苯混合,使第一中间体完全溶解;
(4)第二步烷基化反应:所述完全溶解的第一中间体与第二催化剂混合并搅拌进行第二步烷基化反应,通入异丁烯并通气,反应后获得第二反应液;
(5)中和:所述第二反应液与碱性溶液混合并搅拌中和,中和完毕后过滤,获得滤液;
(6)加氢脱色:所述滤液中通入氢气进行加氢脱色操作,获得无色溶液;
(7)甲苯回收:所述无色溶液进行蒸馏回收甲苯,获得抗氧化剂产品。
2.根据权利要求1所述的一种抗氧化剂的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中,蒸汽升温至60~150℃,待双环戊二烯全部加入后继续搅拌并维持60~150℃。
3.根据权利要求1所述的一种抗氧化剂的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中,第一催化剂为三氟化硼络合物催化剂。
4.根据权利要求1所述的一种抗氧化剂的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)中,蒸馏温度为200~210℃,反应时间为6~10h。
5.根据权利要求1所述的一种抗氧化剂的制备方法,其特征在于,所述步骤(4)中,所述第二催化剂为有机复合磺酸催化剂。
6.根据权利要求1所述的一种抗氧化剂的制备方法,其特征在于,所述步骤(4)中,所述第二步烷基化反应的反应温度为30~75℃;通气维持压力为0.5~0.7MPa。
7.根据权利要求1所述的一种抗氧化剂的制备方法,其特征在于,所述步骤(5)中,所述碱液为氢氧化钠溶液或碳酸钠溶液,中和温度为50~70℃。
8.根据权利要求1所述的一种抗氧化剂的制备方法,其特征在于,所述步骤(6)中,通入氢气进行加氢脱色操作时维持压力为1.6~15MPa,维持温度为180~220℃。
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