CN1948303A - 一种合成脱氢乙酸钠的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及合成脱氢乙酸钠的方法，该方法是利用脱氢乙酸与氢氧化钠和/或碳酸钠为原料，将原料混合研磨，在固态条件下直接进行反应。温度控制为－2℃～90℃，压力控制为0.01MPa～0.2MPa。所用的研磨设备为各类振动磨和/或球磨机。本发明可用于合成化工级、医药级或食品级的脱氢乙酸钠。
Description
技术领域
本发明涉及一种合成脱氢乙酸钠(又名脱氢醋酸钠)的方法，特别涉及利用脱氢乙酸、氢氧化钠和/或碳酸钠在固态下研磨合成脱氢乙酸钠的方法。
背景技术
现行的生产脱氢乙酸钠工艺主要有两个方法，一是以水为介质，先将固体的脱氢乙酸和氢氧化钠或碳酸钠在水溶液中进行反应，再经过滤、脱色、浓缩、真空干燥或喷雾干燥得到脱氢乙酸钠；二是以乙醇为介质，加热使脱氢乙酸溶解在乙醇中，再与乙醇钠反应，经离心、干燥、粉碎、回收乙醇得到脱氢乙酸钠。上述工艺主要存在以下缺陷：(1)、生产过程中产生废水、废渣；(2)、有机溶剂做反应介质的话会产生废气，甚至有安全的问题；(3)、在合成过程中需要大量的能量；(4)、生产成本高；(5)投资大，占用厂房面积大，用工多。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，提供一种利用脱氢乙酸、氢氧化钠和/或碳酸钠为主要原料合成脱氢乙酸钠的方法，该方法可以克服现有技术中存在的上述缺陷。
本发明的技术方案是一种合成脱氢乙酸钠的方法，利用脱氢乙酸与氢氧化钠和/或碳酸钠为原料，其特征在于：所有的反应物呈固体状态，混合研磨在固态下进行化学反应生成固态产物，温度控制为-2℃～90℃，压力控制为0.002Mpa～0.12Mpa。反应过程无需加热，不产生“三废”。
本发明利用固相反应合成脱氢乙酸钠的工艺流程如下：
脱氢乙酸+碳酸钠(氢氧化钠)→固相反应→脱氢乙酸钠→干燥→包装
本发明的反应方程式如下：
本发明合成脱氢乙酸钠所用的固体碱主要是氢氧化钠，碳酸钠，结晶碳酸钠，在和脱氢乙酸反应时，氢氧化钠、碳酸钠可以单独使用也可以混合使用。反应物配方为脱氢乙酸∶氢氧化钠(w/w)＝4.2∶1；或者脱氢乙酸∶碳酸钠(w/w)＝3.1∶1；或者脱氢乙酸∶氢氧化钠∶碳酸钠(mol/mol/mol)＝1∶0.1～0.6∶0.1～0.45；或者脱氢乙酸∶氢氧化钠∶碳酸钠∶结晶碳酸钠(mol/mol/mol)＝1∶0.1～0.4∶0.1～0.45∶0.05～0.2。混合使用时氢氧化钠和碳酸钠的比例(mol/mol)是0.5∶9.5～5∶5，最好的范围是2∶8～4∶6。
在本发明中实现固相反应生产脱氢乙酸钠的研磨设备主要是各种类型的振动磨、搅拌磨(也称立式球磨机)和卧式球磨机等干法超微粉碎设备。
温度是影响反应的重要因素，在固相反应中因为有机械能转变为热能，化学能转变成热能，所以固相反应体系的温度会升高，在反应过程中应控制温度，保证产品的质量。温度控制范围在-2℃～90℃之间是可行的，低温有利于产品质量的提高，主要表现在产品色泽好，反应过程平稳，但是温度低反应速度较慢，所以要提高反应速度，就要提高反应的体系的温度，较好的温度范围是30℃～60℃；在这种情况下反应的时间为2～20小时，视不同的设备和配方而异。温度控制的方法是夹套冷媒法，利用水冷或者利用盐水冷却液进行，或者往反应体系中不断充入液氮的空气冷却法。
压力是控制反应进程的另一个因素，但是影响较小，通过压力的控制可以控制反应的速度，加大体系的压力可以以使反应速度降低，真空则可以提高反应速度，优选反应体系内的压力为0.002Mpa～0.1Mpa。
固相反应初期速度较慢，时间较长，随着反应的进行速度逐步加快，为了加快反应初期的速度，可以加入固相反应的催化剂，反应所用的催化剂为水、乙醇或固体乙醇。在反应达到一定阶段后，为了防止反应的速度过快，放热引起体系的温度升高，导致产品质量降低，可以加入固体反应延缓剂，其主要作用是使反应速度降低，可作为固相反应延缓剂的物质有氧化钙、改性淀粉、三聚磷酸钠、卡拉胶等。
由于反应产物中有水产生，在反应达到一定时间后会产生物料的粘结现象，所以在固相反应需要加入一些抗结剂，可作为固相反应抗结剂的物质有微晶纤维素或二氧化硅。
本发明的主要优点是：(1)所有反应物在固体状态下完成化学反应过程；(2)反应过程不用加热，节省能源；(3)生产工艺简单；(4)设备投资少；(5)占用厂房小；(6)不产生废气、废水、废渣。
具体实施方式
脱氢乙酸加入到振动磨或球磨机等设备中，加入氢氧化钠和/或碳酸钠进行研磨，在研磨过程中固相反应得以进行。控制反应体系的温度和反应压力(或真空度)，为了使用固相反应能平稳的进行，可以在反应的初期加入催化剂、在反应快速进行时加入延缓剂和抗结剂。
利用水溶的方法、PH值的测定法和显微镜下观察的方法确定固相反应终点，反应结束后，产品经烘干并检验，合格后包装得成品。
实施例1
取5kg脱氢乙酸，放入立式球磨机中，转速调到200转/分，加入0.4kgNaOH，利用水冷却使温度在-2℃～10℃之间，压力控制在0.002Mpa～0.1Mpa之间。420分钟后再加入0.4kgNaOH，继续研磨240分钟，在此期间如果温度升高不易控制，则可进行间歇式研磨。加入10g氧化钙，同时加入0.38kgNaOH和10g微晶纤维素，研磨120分钟结束。进行溶解实验和纯度检验合格。
实施例2
取5kg脱氢乙酸、0.2kgNaOH和0.35kgNa2CO3，放入立式球磨机中，转速调到220转/分，利用水冷使温度保持在40℃以下，研磨260分钟，再加入0.67kgNa2CO3，继续研磨120分钟，在此期间如果温度升高则可停止研磨，加入22g变性淀粉，同时加入0.22kgNaOH，研磨并保持压力在0.005Mpa～0.12Mpa。180分钟结束。进行溶解实验和纯度检验合格。
实施例3
取20kg脱氢乙酸，加入0.5kgNa2CO3·10H2O，放入立式球磨机中，转速调到100转/分，磨10分钟后，加入0.8kgNaOH和1.5kgNa2CO3，温度控制在90℃以下，研磨30分钟，再加入2kg Na2CO3，继续研磨40分钟，在此期间如果温度升高则可停止研磨，加入180g变性淀粉，同时加入0.6kgNaOH和0.77kgNa2CO3，研磨50分钟结束。进行溶解实验和纯度检验合格。
实施例4
取20kg脱氢乙酸、2.2kgNaOH和3.4kg Na2CO3同时放入振动磨中，振动研磨时使反应体系温度保持在-2～10℃之间，控制压力在0.12Mpa以下，每振动5分钟停2分钟，250分钟后，加入氧化钙80g，继续振动研磨165分钟，出料，产品检验合格。
实施例5
取10kg和0.5kgNaOH加入到振动磨中，振动研磨时使温度保持在75℃以下，研磨52分钟，停10分钟后再加入2kgNa2CO3，再次振动研磨80分钟后，再加入丙烯酸淀粉8g、0.37kgNaOH继续振动研磨40分钟，出料，产品检验合格。
实施例6
将5.5kgNaOH和8.5kg Na2CO3同时放入振动磨中研磨40分钟取出，再将脱氢乙酸50kg加入到立式球磨机中研磨180分钟，控制温度在25℃～66℃之间。将研磨后的氢氧化钠和碳酸钠混合物分三次加入到球磨机中，并加入微晶纤维素50g，每次研磨70分钟，检验反应达到终点后，出料，在60℃以下烘干，检验包装为成品。
实施例7
200kg工业级脱氢乙酸，加入60kg95％的乙醇，加热到70℃溶解，过滤去除杂质，冷却到室温后结晶析出，离心甩干得到纯化的脱氢乙酸。193kg纯化后的脱氢乙酸放入卧式球磨机中，加入8kg结晶碳酸钠磨90分钟，再加入42kg碳酸钠，继续研磨380分钟后，再加入12kgNaOH和120g卡拉胶，继续研磨240分钟，反应体系的温度保持在20～50℃，压力为0.02Mpa。反应结束后60℃烘干产品，检验包装为成品。
实施例8
利用实施例7中纯化得到的脱氢乙酸1000kg，放入卧式球磨机中，研磨90分钟后，加入67kg结晶碳酸钠、295kg碳酸钠和1kg二氧化硅继续研磨，保持体系的温度在70℃以下，压力控制在0.002Mpa～0.1Mpa之间，720分钟后反应结束，60℃烘干，检验包装。
Claims (7)
1、一种合成脱氢乙酸钠的方法，利用脱氢乙酸与氢氧化钠和/或碳酸钠为原料，其特征在于：将反有的原料混合研磨，在固态条件下直接进行化学反应，温度控制为-2℃～90℃，压力控制为0.002Mpa～0.12Mpa。
2、按照权利要求1所述的方法，反应物配方为脱氢乙酸∶氢氧化钠(w/w)＝4.2∶1；或者脱氢乙酸∶碳酸钠(w/w)＝3.1∶1；或者脱氢乙酸∶氢氧化钠∶碳酸钠(mol/mol/mol)＝1∶0.1～0.6∶0.1～0.45；或者脱氢乙酸∶氢氧化钠∶碳酸钠∶结晶碳酸钠(mol/mol/mol)＝1∶0.1～0.4∶0.1～0.45∶0.05～0.2。
3、按照权利要求1或2所述的方法，反应物所用的催化剂为水、乙醇或固体乙醇。
4、按照权利要求1或2所述的方法，向反应物中加入延缓剂，所述延缓剂选自氧化钙、淀粉，三聚磷酸钠、卡拉胶中的一种。
5、按照权利要求1或2所述的方法，向反应物中加入抗结剂，所述抗结剂选自微晶纤维素或二氧化硅。
6、按照权利要求1所述的方法，所述混合研磨是采用干法研磨设备，所述研磨设备是球磨机或振动磨。
7、按照权利要求1或2所述的方法，反应温度控制为20℃～65℃。
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