CN115433083B - 一种十六碳醇酯的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及羧酸酯类合成的技术领域，尤其是涉及一种十六碳醇酯的生产工艺，包括步骤：S1.向安装有冷凝设备的反应容器中投入十二碳醇酯和异丁酸，并加入催化剂异丁酸钾，搅拌升温至160～180℃，反应7h～9h，反应过程中不断回流，得到十六碳醇酯粗品；S2.所述十六碳醇酯粗品减压蒸馏脱除未反应的所述异丁酸；S3.脱除所述异丁酸后的所述十六碳醇酯粗品减压蒸馏，脱出十六碳醇酯成品。本申请生产工艺易于抑制酯化反应的副反应，最高能够将反应物的转化率最高提高至98.6％，将产物的收率最高提高至97.8％，且催化剂用量少，生产成本相对较低，适合工业化生产。
Description
技术领域
本申请涉及羧酸酯类合成的技术领域，尤其是涉及一种十六碳醇酯的生产工艺。
背景技术
十六碳醇酯分子式C16H30O4,学名2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇-双异丁酸酯，又名醇酯十六，分子量286.4，为无色透明液体，几乎无味，沸点282℃，溶点-70℃，闪点160℃。
十六碳醇酯是一种更加高效、绿色的环保型添加剂，主要用于低气味的墙面涂料等水性涂料的成膜助剂，也可作为环保型增塑剂用于PVC行业。在现阶段节能环保的产业政策下，中国涂料行业纷纷转战水性涂料市场，越来越重视无污染涂料产品的生产，十六碳醇酯作为优良的水性涂料成膜助剂其市场需求也越来越大。
在十六碳醇酯化工合成中，酯化反应是重要步骤之一，现有合成工艺是十二碳醇酯或2.2.4三甲基1.3戊二醇与异丁酸酯化得到十六碳醇酯，酯化过程中一般使用如硫酸、甲苯磺酸，离子液等作为催化剂，但是这些催化剂在反应过程中副反应比较多，导致收率下降，目前常用的催化剂催化条件下终产物收率只能达到75％左右，与此同时副反应带来的杂质处理也是一个难点。而无催化剂酯化时，副反应虽然少，但是反应时间通常需要30个小时以上。因此，发明人认为在十六碳醇酯合成中，筛选到副反应少并且具有酯化催化作用的化合物十分有必要。
发明内容
为了改善目前十六碳醇酯酯化过程中副反应较多而带来的收率较低的问题，本申请的目的在于提供一种十六碳醇酯的生产工艺，其通过酯化催化剂的改进来减少副反应、提高酯化反应的转化率，最终起到提高终产物收率的效果。
为了实现本申请的上述的，本申请提供的一种十六碳醇酯的生产工艺，采用如下的技术方案：
一种十六碳醇酯的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1.向安装有冷凝设备的反应容器中投入十二碳醇酯和异丁酸，并加入催化剂异丁酸钾，搅拌升温至160～180℃，反应7h～9h，反应过程中不断回流，得到十六碳醇酯粗品；
S2.所述十六碳醇酯粗品减压蒸馏脱除未反应的所述异丁酸；
S3.脱除所述异丁酸后的所述十六碳醇酯粗品减压蒸馏，脱出十六碳醇酯成品。
发明人发现以异丁酸钾7h～9h催化十二碳醇酯和异丁酸酯化反应时，原料十二碳醇酯的转化率和终产物十六碳醇酯成品的收率都能达到90％及以上，反应物的利用率相当高，这也说明在本申请酯化反应过程中副反应得到了有效抑制，因此也省去了很多因为副反应杂质而进行的分离纯化步骤。通过本方法制备的十六碳醇酯粗品在经过脱除异丁酸、脱出十六碳醇酯成品除去十二碳醇酯这两步分离纯化后，所得到的十六碳醇酯成品可直接作为成膜助剂或增塑剂使用，本申请生产工艺简洁易操作，适合投入工业化生产。
实现方式可以包括以下任何特征或全部特征。
在另一实施例中，所述异丁酸钾采用自制的异丁酸钾混合液；所述异丁酸钾混合液的制备步骤为：称取异丁酸和氢氧化钾，50℃～70℃反应20min～40min，获得所述异丁酸钾混合液。
发明人在发现异丁酸钾对十六碳醇酯和异丁酸的催化活性后，进一步选用异丁酸和氢氧化钾反应后的产物混合液作为本申请的催化剂。异丁酸和氢氧化钾反应后的产物为异丁酸钾，产物混合液中含有水，还很可能含有少量未反应的异丁酸和/或氢氧化钾。而在本申请中，异丁酸钾混合液中的水在酯化反应中会随着异丁酸的蒸发被带出，异丁酸和氢氧化钾量少，且异丁酸是十六碳醇酯合成的反应物，氢氧化钾是酯化反应常用的催化剂，因此异丁酸钾混合液作为催化剂使用时，其中的水、少量的异丁酸和氢氧化钾无需另外去除，也不易向反应体系中引入杂质，使用起来十分方便。实际实验发现采用这种异丁酸钾混合液能够使十二碳醇酯的转化率和终产物的收率有所提高，相对于异丁酸钾商品，不经过分离纯化直接作为催化剂使用的异丁酸钾混合液其在生产成本上具有明显的优势，能够有效降低十六碳醇酯的生产成本。
在另一实施例中，制备所述异丁酸钾混合液时称取的所述异丁酸和所述氢氧化钾的摩尔质量之比为1:1。
在异丁酸钾混合液制备过程中，主要达到的目的在于制备获得主要催化成分异丁酸钾，而少量反应物的存在并不会损害催化剂的使用效果，因此异丁酸和氢氧化钾的上述用量不会导致异丁酸钾混合液中某一反应物大量存在，且能够合成有效催化成分，有利于在达到所需催化效果的同时还能很好地控制反应物用量，从而控制生产成本。
本申请还提供另外一种十六碳醇酯的生产工艺，采用如下的技术方案：
一种十六碳醇酯的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1.向安装有冷凝设备的反应容器中投入十二碳醇酯和异丁酸，并加入催化剂异丁酸钠，搅拌升温至160～180℃，反应7h～9h，反应过程中不断回流，得到十六碳醇酯粗品；
S2.所述十六碳醇酯粗品减压蒸馏脱除未反应的所述异丁酸；
S3.脱除所述异丁酸后的所述十六碳醇酯粗品减压蒸馏，脱出十六碳醇酯成品。
上述技术方案中催化剂用异丁酸钠替代异丁酸钾，同样能够起到有效的催化活性，7h～9h催化酯化反应，十二碳醇酯的转化率和终产物十六碳醇酯成品的收率都能达到90％及以上。本技术方案中，异丁酸钠作为催化剂整体催化效果略差于异丁酸钾，但是其产物转化率和终产品的收率仍然优于现有使用的多种催化剂。
在另一实施例中，所述异丁酸钠采用自制的异丁酸钠混合液；所述异丁酸钠混合液的制备步骤为：称取异丁酸和氢氧化钠，50℃～70℃反应20min～40min，获得所述异丁酸钠混合液。
在上述技术方案中，相对于采用异丁酸钠商品作为催化剂，采用异丁酸钠混合液作为催化剂，同样能够在不增加分离纯化步骤的情况下，对十二碳醇酯的转化率和终产物的收率有所提高，并起到减少十六碳醇酯生产成本的效果。
在另一实施例中，制备所述异丁酸钠混合液时称取的所述异丁酸和所述氢氧化钠的摩尔质量之比为1:1。
在异丁酸钠混合液制备过程中，主要达到的目的在于制备获得主要催化成分异丁酸钠，而少量反应物的存在并不会损害催化剂的使用效果，因此异丁酸和氢氧化钠的上述用量不会导致异丁酸钠混合液中某一反应物大量存在，有利于在达到所需催化效果的同时还能很好地控制反应物用量，从而控制生产成本。
在另一实施例中，在所述S1步骤中，所述十二碳醇酯和所述异丁酸的摩尔质量之比为1:1.3～2.0。
根据本申请催化剂的催化效率，设置上述技术方案中反应物的用量，使异丁酸过量，有利于加快反应速度，提高生产效率，并同时不容易造成产物的浪费，易于控制生产成本。
在另一实施例中，所述异丁酸钾混合液或所述异丁酸钠混合液的用量为所述S1步骤中所述十二碳醇酯总用量的0.5％～3％。
在本申请中，异丁酸过量使用，因此根据十二碳醇酯的用量来确定催化剂的用量时，能够使催化剂用量更为精准。而且根据催化剂的催化效率选择上述技术方案中的催化剂的用量，能够达到高效催化效果的同时，还不至于浪费催化剂。
在另一实施例中，所述反应容器安装有分水器，反应过程中所述分水器不断分出反应生成的水。
十二碳醇酯和异丁酸的产物之一为水，而酯化反应为可逆反应，因此酯化反应过程中通过分水器及时分出反应产生的水，能够抑制酯化反应逆向进行的可能性，起到提高终产物收率的效果。
在另一实施例中，将所述步骤S1中的所述十六碳醇酯粗品冷却，再进行所述步骤S2减压蒸馏；所述步骤S2中蒸馏温度180℃，待未反应的所述异丁酸出馏时缓慢开启真空泵，控制真空度-0.95Mpa脱除未反应的所述异丁酸；所述步骤S3中，保持蒸馏温度180℃，升高真空度至-0.98Mpa脱出所述十六碳醇酯成品。
上述技术方案中的操作分别用来分离十六碳醇酯粗品中的异丁酸和十二碳醇酯，此两步操作所用设备易于获取，操作简单。并且选择待异丁酸出馏时再缓慢开启真空泵启用减压蒸馏，是为了减小一定温度下突然提高真空度而将其他物料一起带出的可能性，有利于精准分离异丁酸，减小产物误脱除的风险，也易于保证脱除的异丁酸的纯度，方便脱除的异丁酸二次利用。
综上所述，本申请提供了一种十六碳醇酯的生产工艺，具有以下有益效果：
本申请选择异丁酸钾或异丁酸钠作为十二碳醇酯和异丁酸酯化反应合成十六碳醇酯的催化剂，催化酯化过程中的副反应相对更少，起到了以较少的催化剂使用量，达到90％及以上的十二碳醇酯转化率和十六碳醇酯成品收率的效果。并且，本申请优选不经过任何分离纯化操作的异丁酸和氢氧化钾或氢氧化钠反应后的粗产物作为催化剂直接使用，能够有效地控制生产成本，且利用了催化剂中少量存在的氢氧化钾或氢氧化钠本身的酯化催化活性与异丁酸钾或异丁酸钠催化活性的结合，使原料转化率和终产物收率相比单独使用异丁酸钾商品或异丁酸钠商品时有所提高。
具体实施方式
以下对本申请作进一步详细说明。
本申请首先公开一种十六碳醇酯的生产工艺，包括以下步骤：
S1.向安装有冷凝设备的反应容器中投入十二碳醇酯和异丁酸，并加入催化剂，搅拌升温至160～180℃，反应7h～9h，反应过程中不断回流，得到十六碳醇酯粗品；
S2.所述十六碳醇酯粗品减压蒸馏脱除未反应的所述异丁酸；
S3.脱除所述异丁酸后的所述十六碳醇酯粗品减压蒸馏，脱出十六碳醇酯成品。
其中，在所述步骤S1中，十二碳醇酯和异丁酸酯化反应的方程式为：
小试或中试用的反应容器可以选择安装有分水器、冷凝管、温度计和搅拌装置的四口烧瓶，生产用的反应容器可以选择安装有分水器、冷凝管、温度计和搅拌装置的反应釜或者反应塔。
催化剂可以选择异丁酸钾或者异丁酸钠中的一种，本申请所用的催化剂优选为异丁酸和氢氧化钾反应后的产物混合液，称为异丁酸钾混合液，本申请所用的催化剂还可以优选为异丁酸和氢氧化钠反应后的产物混合液，称为异丁酸钠混合液。投料时，反应物异丁酸过量使用，十二碳醇酯和异丁酸的用量为，十二碳醇酯的摩尔质量：异丁酸的摩尔质量＝1:1.3～2，例如十二碳醇酯和异丁酸的摩尔质量之比可以是1:1.3、1:1.5、1:1.6、1:2等在1:1.3～2之间的任意整数比或者非整数比。因为十二碳醇酯是2.2.4三甲基1.3戊二醇与异丁酸酯化生成的，因此在一实施例中，反应物还可以选择2.2.4三甲基1.3戊二醇与异丁酸。
根据催化剂的催化效率，本申请中催化剂的用量为S1步骤中投料时的十二碳醇酯总用量的0.5％～3％，进一步优选为0.5％～1％。
实验发现，异丁酸钾和异丁酸钠对十二碳醇酯和异丁酸的酯化反应具有很高的催化活性，在此基础上，从节约生产成本的角度出发，本申请选择用异丁酸和氢氧化钾反应来合成异丁酸钾，反应方程式为：
所选择合成异丁酸钾的反应物异丁酸为十六碳醇酯合成必须的反应物，氢氧化钾是酯化反应常用的催化剂，合成异丁酸钾时异丁酸和氢氧化钾的摩尔比例为1:1，生成的异丁酸钾混合液中可能存在少量没有反应的异丁酸或氢氧化钾，但也不用单独设置分离或纯化步骤去除，因为异丁酸钾混合液中存在的水、异丁酸会随着十六碳醇酯合成及后续S2、S3过程中被去除，而氢氧化钾会与主要催化剂异丁酸钾同时起到催化作用。本申请选用自制的异丁酸钾混合液作为催化剂能够有效降低十六碳醇酯的生产成本的同时，还能够以相对高的转化率和收率获得目标产品十六碳醇酯成品，而且相对于直接使用购买的异丁酸钾商品作催化剂而言，选择自制的不经任何分离纯化步骤的异丁酸钾混合液做催化剂，不仅基本不会增加生产步骤，且反应物转化率和产物收率有所提高。
制备上述催化剂异丁酸钾混合液时，反应温度为50℃～70℃之间的任意温度，优选为60℃，反应时间控制在20min～40min以内，优选为30min。
自制的异丁酸钠混合液作为催化剂其制备方法与异丁酸钾混合液制备方法相同，反应方程式为：
其中反应物异丁酸和氢氧化钠钾的摩尔质量之比为1:1，反应温度为50℃～70℃之间的任意温度，优选为60℃，反应时间控制在20min～40min以内，优选为30min。异丁酸钠混合液所起到的催化效果相比异丁酸钾混合物而言表现略差，但相对现有使用的催化剂在反应物转化率、产物收率、副反应抑制方面仍然具有明显的优势，同时也具有很好地控制生产成本的优点。
在所述S1步骤中，反应温度可以是160℃至180℃之间的任意温度，例如160℃，165℃、170℃、180℃等，优选为180℃。根据催化剂的催化效率，S1反应时间选择为7h至9h之间的任意时长，优选为8h。
所述步骤S1结束后，将S1中获得的十六碳醇酯粗品冷却，可以冷却至室温，也可以冷却至不再出馏时，再进行S2减压蒸馏。S2的蒸馏温度为180℃，待观察到异丁酸出馏时缓慢启用真空泵，真空度-0.95Mpa进行减压蒸馏，脱除十六碳醇酯粗品中未反应的异丁酸。待观察到异丁酸出馏时缓慢开启真空泵，这样做的目的是，两种反应物在一定温度下突然提高真空度有可能把两种反应物一起带出来，也有可能造成产物的误脱除，缓慢启用真空有助于在一定温度下分离一种物料，便于回收的反应物的二次利用。在所述步骤S3中，在S2基础上再继续180℃减压蒸馏，真空度升高至-0.98Mpa，将十六碳醇酯成品从十六碳醇酯粗品中脱出，反应容器中剩余的是催化剂，可重复使用。
以下结合具体实施例对本申请做进一步地详细说明。
实施例1：
本实施例公开一种十六碳醇酯的生产工艺，包括以下步骤：
S1.向四个口分别装有分水器、冷凝管、温度计、搅拌装置的四口烧瓶中投入十二碳醇酯和异丁酸，十二碳醇酯的摩尔质量：异丁酸的摩尔质量＝1:1.3，并加入催化剂，催化剂使用异丁酸钾商品，CAS No.19455-20-0；催化剂的用量为所投入的十二碳醇酯总用量的0.5％；搅拌并使四口烧瓶中的物料升温至180℃，反应8h，反应过程中不断回流并利用分水器不断分出反应生成的水；反应结束后得到十六碳醇酯粗品，将该十六碳醇酯粗品冷却至室温；
S2.冷却至室温后的十六碳醇酯粗品180℃蒸馏，待未反应的异丁酸出馏时，缓慢启用真空泵进行减压蒸馏，真空度-0.95Mpa，脱除十六碳醇酯粗品中的异丁酸；
S3.继续180℃减压蒸馏，真空度升高至-0.98Mpa，从脱除异丁酸的十六碳醇酯粗品中脱出十六碳醇酯成品。
实施例2：
本实施例公开一种十六碳醇酯的生产工艺，包括以下步骤：
S1.向四个口分别装有分水器、冷凝管、温度计、搅拌装置的四口烧瓶中投入十二碳醇酯和异丁酸，十二碳醇酯的摩尔质量：异丁酸的摩尔质量＝1:1.5，并加入催化剂，催化剂使用自制的异丁酸钾混合液；催化剂的用量为所投入的十二碳醇酯总用量的0.5％；搅拌并使四口烧瓶中的物料升温至160℃，反应8h，反应过程中不断回流并利用分水器不断分出反应生成的水；反应结束后得到十六碳醇酯粗品，将该十六碳醇酯粗品冷却至室温；
S2.冷却至室温后的十六碳醇酯粗品180℃蒸馏，待未反应的异丁酸出馏时，缓慢启用真空泵进行减压蒸馏，真空度-0.95Mpa，脱除十六碳醇酯粗品中的异丁酸；
S3.继续180℃减压蒸馏，真空度升高至-0.98Mpa，从脱除异丁酸的十六碳醇酯粗品中脱出十六碳醇酯成品。
其中S1中所使用的催化剂异丁酸钾混合液的制备步骤为：
按照摩尔质量1:1称取异丁酸和氢氧化钾置于三角瓶中，60℃反应30min，反应结束后，三角瓶中的混合液即为备用的异丁酸钾混合液。
实施例3：
本实施例公开一种十六碳醇酯的生产工艺，包括以下步骤：
S1.向四个口分别装有分水器、冷凝管、温度计、搅拌装置的四口烧瓶中投入十二碳醇酯和异丁酸，十二碳醇酯的摩尔质量：异丁酸的摩尔质量＝1:1.5，并加入催化剂，催化剂使用自制的异丁酸钾混合液；催化剂的用量为所投入的十二碳醇酯总用量的0.5％；搅拌并使四口烧瓶中的物料升温至180℃，反应8h，反应过程中不断回流并利用分水器不断分出反应生成的水；反应结束后得到十六碳醇酯粗品，将该十六碳醇酯粗品冷却至室温；
S2.冷却至室温后的十六碳醇酯粗品180℃蒸馏，待未反应的异丁酸出馏时，缓慢启用真空泵进行减压蒸馏，真空度-0.95Mpa，脱除十六碳醇酯粗品中的异丁酸；
S3.继续180℃减压蒸馏，真空度升高至-0.98Mpa，从脱除异丁酸的十六碳醇酯粗品中脱出十六碳醇酯成品。
其中S1中所使用的催化剂异丁酸钾混合液的制备步骤为：
按照摩尔质量1:1称取异丁酸和氢氧化钾置于三角瓶中，60℃反应30min，反应结束后，三角瓶中的混合液即为备用的异丁酸钾混合液。
实施例3：
本实施例公开一种十六碳醇酯的生产工艺，包括以下步骤：
S1.向四个口分别装有分水器、冷凝管、温度计、搅拌装置的四口烧瓶中投入十二碳醇酯和异丁酸，十二碳醇酯的摩尔质量：异丁酸的摩尔质量＝1:1.5，并加入催化剂，催化剂使用自制的异丁酸钾混合液；催化剂的用量为所投入的十二碳醇酯总用量的0.5％；搅拌并使四口烧瓶中的物料升温至160℃，反应8h，反应过程中不断回流并利用分水器不断分出反应生成的水；反应结束后得到十六碳醇酯粗品，将该十六碳醇酯粗品冷却至室温；
S2.冷却至室温后的十六碳醇酯粗品180℃蒸馏，待未反应的异丁酸出馏时，缓慢启用真空泵进行减压蒸馏，真空度-0.95Mpa，脱除十六碳醇酯粗品中的异丁酸；
S3.继续180℃减压蒸馏，真空度升高至-0.98Mpa，从脱除异丁酸的十六碳醇酯粗品中脱出十六碳醇酯成品。
其中S1中所使用的催化剂异丁酸钾混合液的制备步骤为：
按照摩尔质量1:1称取异丁酸和氢氧化钾置于三角瓶中，60℃反应30min，反应结束后，三角瓶中的混合液即为备用的异丁酸钾混合液。
实施例4：
本实施例公开一种十六碳醇酯的生产工艺，包括以下步骤：
S1.向四个口分别装有分水器、冷凝管、温度计、搅拌装置的四口烧瓶中投入十二碳醇酯和异丁酸，十二碳醇酯的摩尔质量：异丁酸的摩尔质量＝1:1.5，并加入催化剂，催化剂使用自制的异丁酸钾混合液；催化剂的用量为所投入的十二碳醇酯总用量的1％；搅拌并使四口烧瓶中的物料升温至180℃，反应8h，反应过程中不断回流并利用分水器不断分出反应生成的水；反应结束后得到十六碳醇酯粗品，将该十六碳醇酯粗品冷却至室温；
S2.冷却至室温后的十六碳醇酯粗品180℃蒸馏，待未反应的异丁酸出馏时，缓慢启用真空泵进行减压蒸馏，真空度-0.95Mpa，脱除十六碳醇酯粗品中的异丁酸；
S3.继续180℃减压蒸馏，真空度升高至-0.98Mpa，从脱除异丁酸的十六碳醇酯粗品中脱出十六碳醇酯成品。
其中S1中所使用的催化剂异丁酸钾混合液的制备步骤为：
按照摩尔质量1:1称取异丁酸和氢氧化钾置于三角瓶中，60℃反应30min，反应结束后，三角瓶中的混合液即为备用的异丁酸钾混合液。
实施例5：
本实施例公开一种十六碳醇酯的生产工艺，包括以下步骤：
S1.向四个口分别装有分水器、冷凝管、温度计、搅拌装置的四口烧瓶中投入十二碳醇酯和异丁酸，十二碳醇酯的摩尔质量：异丁酸的摩尔质量＝1:2，并加入催化剂，催化剂使用自制的异丁酸钾混合液；催化剂的用量为所投入的十二碳醇酯总用量的2％；搅拌并使四口烧瓶中的物料升温至180℃，反应8h，反应过程中不断回流并利用分水器不断分出反应生成的水；反应结束后得到十六碳醇酯粗品，将该十六碳醇酯粗品冷却至室温；
S2.冷却至室温后的十六碳醇酯粗品180℃蒸馏，待未反应的异丁酸出馏时，缓慢启用真空泵进行减压蒸馏，真空度-0.95Mpa，脱除十六碳醇酯粗品中的异丁酸；
S3.继续180℃减压蒸馏，真空度升高至-0.98Mpa，从脱除异丁酸的十六碳醇酯粗品中脱出十六碳醇酯成品。
其中S1中所使用的催化剂异丁酸钾混合液的制备步骤为：
按照摩尔质量1:1称取异丁酸和氢氧化钾置于三角瓶中，60℃反应30min，反应结束后，三角瓶中的混合液即为备用的异丁酸钾混合液。
实施例6：
本实施例公开一种十六碳醇酯的生产工艺，包括以下步骤：
S1.向四个口分别装有分水器、冷凝管、温度计、搅拌装置的四口烧瓶中投入十二碳醇酯和异丁酸，十二碳醇酯的摩尔质量：异丁酸的摩尔质量＝1:2，并加入催化剂，催化剂使用自制的异丁酸钾混合液；催化剂的用量为所投入的十二碳醇酯总用量的3％；搅拌并使四口烧瓶中的物料升温至180℃，反应8h，反应过程中不断回流并利用分水器不断分出反应生成的水；反应结束后得到十六碳醇酯粗品，将该十六碳醇酯粗品冷却至室温；
S2.冷却至室温后的十六碳醇酯粗品180℃蒸馏，待未反应的异丁酸出馏时，缓慢启用真空泵进行减压蒸馏，真空度-0.95Mpa，脱除十六碳醇酯粗品中的异丁酸；
S3.继续180℃减压蒸馏，真空度升高至-0.98Mpa，从脱除异丁酸的十六碳醇酯粗品中脱出十六碳醇酯成品。
其中S1中所使用的催化剂异丁酸钾混合液的制备步骤为：
按照摩尔质量1:1称取异丁酸和氢氧化钾置于三角瓶中，60℃反应30min，反应结束后，三角瓶中的混合液即为备用的异丁酸钾混合液。
实施例7：
本实施例公开一种十六碳醇酯的生产工艺，包括以下步骤：
S1.向四个口分别装有分水器、冷凝管、温度计、搅拌装置的四口烧瓶中投入十二碳醇酯和异丁酸，十二碳醇酯的摩尔质量：异丁酸的摩尔质量＝1:1.5，并加入催化剂，催化剂使用异丁酸钠商品，CAS No.996-30-5；催化剂的用量为所投入的十二碳醇酯总用量的1％；搅拌并使四口烧瓶中的物料升温至180℃，反应8h，反应过程中不断回流并利用分水器不断分出反应生成的水；反应结束后得到十六碳醇酯粗品，将该十六碳醇酯粗品冷却至室温；
S2.冷却至室温后的十六碳醇酯粗品180℃蒸馏，待未反应的异丁酸出馏时，缓慢启用真空泵进行减压蒸馏，真空度-0.95Mpa，脱除十六碳醇酯粗品中的异丁酸；
S3.继续180℃减压蒸馏，真空度升高至-0.98Mpa，从脱除异丁酸的十六碳醇酯粗品中脱出十六碳醇酯成品。
实施例8：
本实施例公开一种十六碳醇酯的生产工艺，包括以下步骤：
S1.向四个口分别装有分水器、冷凝管、温度计、搅拌装置的四口烧瓶中投入十二碳醇酯和异丁酸，十二碳醇酯的摩尔质量：异丁酸的摩尔质量＝1:1.5，并加入催化剂，催化剂使用自制的异丁酸钠混合液；催化剂的用量为所投入的十二碳醇酯总用量的1％；搅拌并使四口烧瓶中的物料升温至180℃，反应8h，反应过程中不断回流并利用分水器不断分出反应生成的水；反应结束后得到十六碳醇酯粗品，将该十六碳醇酯粗品冷却至室温；
S2.冷却至室温后的十六碳醇酯粗品180℃蒸馏，待未反应的异丁酸出馏时，缓慢启用真空泵进行减压蒸馏，真空度-0.95Mpa，脱除十六碳醇酯粗品中的异丁酸；
S3.继续180℃减压蒸馏，真空度升高至-0.98Mpa，从脱除异丁酸的十六碳醇酯粗品中脱出十六碳醇酯成品。
其中S1中所使用的催化剂异丁酸钠混合液的制备步骤为：
按照摩尔质量1:1称取异丁酸和氢氧化钠置于三角瓶中，60℃反应30min，反应结束后，三角瓶中的混合液即为备用的异丁酸钠混合液。
表1列出实施例1-8中十二碳醇酯转化率和十六碳醇酯成品收率的测定结果。
表1
| 十二碳醇酯转化率(％) | 十六碳醇酯成品收率(％) | |
| 实施例1 | 95.7 | 91.5 |
| 实施例2 | 95.8 | 93.6 |
| 实施例3 | 96.1 | 94.2 |
| 实施例4 | 97.5 | 96.3 |
| 实施例5 | 98.0 | 97.4 |
| 实施例6 | 98.6 | 97.8 |
| 实施例7 | 93.6 | 90.2 |
| 实施例8 | 95.1 | 93.4 |
从表1测定的数据可以看出，催化剂选用异丁酸钾混合液或者异丁酸钠混合液时，十二碳醇酯的转化率和十六碳醇酯成品的收率相对异丁酸钾商品和异丁酸钠商品略高，由此可见，催化剂选择本申请制备方法制备的异丁酸钾混合液或异丁酸钠混合液，不仅能够节约生产成本，又无需增加分离纯化操作，还能够起到与购买的异丁酸钾商品或异丁酸钠商品相当或者略高的转化率和收率的效果。
从表1测定的数据还可以看出，同等条件下，使用异丁酸钾或异丁酸钾混合液作为催化剂，对十六碳醇酯合成的催化效果优于使用异丁酸钠或者异丁酸钠混合液的催化效果。但相对于现有常用催化剂的催化效果而言，本申请异丁酸钠或异丁酸钠混合液的催化效果仍然比较好。本申请异丁酸钾混合液和异丁酸钠混合液所获得的比较高的反应物转化率和产物收率也说明了本申请选择的催化剂对十六碳醇酯合成中的副反应产生了明显的抑制作用。
从表1的数据还可以看出，增加本申请催化剂的用量和异丁酸的用量，可以提升转化率和收率，但随着催化剂用量和异丁酸用量的增加，反应物转化率和产物的收率的增加量越来越小，因此从控制成本的角度出发，本申请催化剂的用量和异丁酸的用量可以控制在一定范围内。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种十六碳醇酯的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1.向安装有冷凝设备的反应容器中投入十二碳醇酯和异丁酸，并加入催化剂异丁酸钾，搅拌升温至160～180℃，反应7h～9h，反应过程中不断回流，得到十六碳醇酯粗品；
S2.所述十六碳醇酯粗品减压蒸馏脱除未反应的所述异丁酸；
S3.脱除所述异丁酸后的所述十六碳醇酯粗品减压蒸馏，脱出十六碳醇酯成品。
2.根据权利要求1所述的一种十六碳醇酯的生产工艺，其特征在于，所述异丁酸钾采用自制的异丁酸钾混合液；
所述异丁酸钾混合液的制备步骤为：称取异丁酸和氢氧化钾，50℃～70℃反应20min～40min，获得所述异丁酸钾混合液。
3.根据权利要求2所述的一种十六碳醇酯的生产工艺，其特征在于，制备所述异丁酸钾混合液时称取的所述异丁酸和所述氢氧化钾的摩尔质量之比为1:1。
4.一种十六碳醇酯的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1.向安装有冷凝设备的反应容器中投入十二碳醇酯和异丁酸，并加入催化剂异丁酸钠，搅拌升温至160～180℃，反应7h～9h，反应过程中不断回流，得到十六碳醇酯粗品；
S2.所述十六碳醇酯粗品减压蒸馏脱除未反应的所述异丁酸；
S3.脱除所述异丁酸后的所述十六碳醇酯粗品减压蒸馏，脱出十六碳醇酯成品。
5.根据权利要求4所述的一种十六碳醇酯的生产工艺，其特征在于，所述异丁酸钠采用自制的异丁酸钠混合液；
所述异丁酸钠混合液的制备步骤为：称取异丁酸和氢氧化钠，50℃～70℃反应20min～40min，获得所述异丁酸钠混合液。
6.根据权利要求5所述的一种十六碳醇酯的生产工艺，其特征在于，制备所述异丁酸钠混合液时称取的所述异丁酸和所述氢氧化钠的摩尔质量之比为1:1。
7.根据权利要求2或5所述的一种十六碳醇酯的生产工艺，其特征在于，在所述S1步骤中，所述十二碳醇酯和所述异丁酸的摩尔质量之比为1:1.3～2.0。
8.根据权利要求7所述的一种十六碳醇酯的生产工艺，其特征在于，所述异丁酸钾混合液或所述异丁酸钠混合液的用量为所述S1步骤中所述十二碳醇酯总用量的0.5％～3％。
9.根据权利要求1或4所述的一种十六碳醇酯的生产工艺，其特征在于，所述反应容器安装有分水器，反应过程中所述分水器不断分出反应生成的水。
10.根据权利要求1或4所述的一种十六碳醇酯的生产工艺，其特征在于，将所述步骤S1中的所述十六碳醇酯粗品冷却，再进行所述步骤S2减压蒸馏；
所述步骤S2蒸馏温度180℃，待未反应的所述异丁酸出馏时缓慢开启真空泵，控制真空度-0.95Mpa脱除未反应的所述异丁酸；
所述步骤S3中，保持蒸馏温度180℃，升高真空度至-0.98Mpa脱出所述十六碳醇酯成品。
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