專利名稱：一種催化脫色一體化合成環(huán)保增塑劑檸檬酸三(2-丙基庚)酯的方法
技術領域：
催化脫色一體化合成環(huán)保增塑劑檸檬酸三(2-丙基庚)酯，屬于化學合成技術領域。具體涉及一種具有無毒、增塑性能好，熱穩(wěn)定性好，不易揮發(fā)，遷移性小的檸檬酸酯類增塑劑。其制備方法是利用無水或一水檸檬酸和2-丙基庚醇在活性炭固載對甲苯磺酸非均相催化下，以環(huán)己烷為帶水劑酯化合成檸檬酸三(2-丙基庚)酯，然后再將生成的粗品進行減壓脫醇、過濾、中和堿洗、水洗、干燥，實現(xiàn)催化脫色一體化工藝，得到無色油狀產品。
背景技術：
增塑劑長期以來一直以鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)等鄰苯二甲酸酯類產品為主體。但是這些制品在許多性能上特別是衛(wèi)生、低毒性等方面都難于滿足環(huán)保的要求，因此非鄰苯二甲酸酯類增塑劑的市場與用量將日益增大。檸檬酸由植物發(fā)酵所得，其在食品和飲料調味中的應用具有悠久的歷史，檸檬酸酯類用作增塑劑也有四十多年的歷史，無毒無味，增塑性能好，揮發(fā)性小、耐抽出、耐遷移，近年來應用于化妝品、日用品、玩具等領域需求逐年上升。目前國內外報道的檸檬酸酯類應用較廣的有檸檬酸三丁酯及檸檬酸三辛酯等。本發(fā)明制備的檸檬酸三(2-丙基庚)酯分子量較檸檬酸三丁酯類大(612)，其具有更好的耐揮發(fā)性和耐遷移性。且近年來，2-丙基庚醇的應用越來越廣泛，其價格也比辛醇等其他長碳鏈醇要低，因此，發(fā)展檸檬酸三(2-丙基庚)酯增塑劑將有很大的潛力。CN102633643A公開了一種用濃硫酸制備檸檬酸三(2丙基庚)酯的工藝，該工藝為傳統(tǒng)工業(yè)上的催化工藝。用濃硫酸催化法存在很多問題，比如設備腐蝕嚴重，副反應多，如醇與醇分子內脫水成烯、分子間 脫水成醚，還會生成硫酸酯，造成目標產品色澤深，要利用大量的活性碳進行脫色處理。大量活性碳會吸附產品，導致產品的收率降低。另外，酯化反應后的催化劑硫酸還要用大量的堿進行中和，最后需要用大量水洗等。

發(fā)明內容
本發(fā)明目的在于提供一種催化脫色一體化合成環(huán)保增塑劑檸檬酸三(2-丙基庚)酯。相比傳統(tǒng)的催化方法，本發(fā)明用對甲苯磺酸作為催化活性中心，用活性炭作為固載載體，制成活性炭固載對甲苯磺酸非均相催化劑，具有較高的催化活性與選擇性，起到催化脫色一體化，不腐蝕設備，產生的“三廢”少，經濟環(huán)保、環(huán)境污染小，得到的產品基本無色等優(yōu)點，在環(huán)保增塑劑合成中具有廣泛應用。催化脫色一體化合成環(huán)保增塑劑檸檬酸三(2-丙基庚)酯的反應方程式為
權利要求
1.一種催化脫色一體化合成環(huán)保增塑劑檸檬酸三(2-丙基庚)酯的方法，其特征在于步驟為 (1)催化劑固載化制備利用高濃度對甲苯磺酸溶液作為活性中心前驅體固載于活性碳，制備多相催化劑稱取一定量粉末活性炭用去離子水洗滌至中性，120°C活化2h，浸泡于對甲苯磺酸溶液中，活性炭對甲苯磺酸溶液質量比為1:5 10，對甲苯磺酸溶液質量濃度為30%飛0%，常溫攪拌條件下固載，固載時間為3(T40h，過濾、烘干至恒重，得活性炭固載對甲苯磺酸，縮寫為C-pTSA，作為多相催化劑； (2)酯化反應在反應器中加入一水或無水檸檬酸、2-丙基庚醇、多相催化劑、帶水劑環(huán)己烷，檸檬酸和2-丙基庚醇的摩爾比為1:3. (Tl: 4. 5，多相催化劑用量為檸檬酸質量的1.09Γ4. 0%，攪拌加熱至反應溫度11(T150°C，環(huán)己烷與反應產生的水形成二元共沸物除去，環(huán)己烷用量為檸檬酸和2-丙基庚醇總質量的109Γ20% ;反應3 8h至酸價下降到基本不變?yōu)橹?，得到檸檬酸?2-丙基庚)酯的粗品； (3)后處理將所得檸檬酸三(2-丙基庚)酯粗品進行減壓蒸餾、過濾、中和堿洗、水洗和干燥在真空度為O. 09、.1MPa，溫度為140°C 150°C減壓蒸餾l 2h，脫除過量的醇和水；過濾分離出催化劑；濾液進行中和堿洗和水洗，中和堿洗采用質量分數為5%的碳酸氫鈉與1%的氫氧化鈉混合堿液，中和堿洗溫度為50°C "70°C ;水洗采用去離子水或蒸餾水，水洗溫度為60°C 90°C ;干燥，即得檸檬酸三(2-丙基庚)酯成品。
2.根據權利要求1所述催化脫色一體化合成環(huán)保增塑劑檸檬酸三(2-丙基庚)酯的方法，其特征在于此反應為非均相催化反應，催化劑與反應體系可分離，可直接過濾回收利用。
3.根據權利要求1所述催化脫色一體化合成環(huán)保增塑劑檸檬酸三(2-丙基庚)酯的方法，其特征在于催化劑既催化又脫色，產品無需再做脫色處理，實現(xiàn)催化脫色一體化工藝，簡化操作，降低成本。
4.根據權利要求1所述活性炭固載對甲苯磺酸催化合成檸檬酸三(2-丙基庚)酯的方法，其特征在于檸檬酸三(2-丙基庚)酯的粗品在加熱條件下進行中和堿洗和水洗，減少了產品的乳化，增加了產品收率；用質量分數為5%的碳酸氫鈉與1%的氫氧化鈉混合堿液進行中和喊洗，可減少朽1fe酸二(2_丙基庚)酷廣品在一定時間內酸值的升聞，提聞廣品質量。
全文摘要
一種催化脫色一體化合成環(huán)保增塑劑檸檬酸三(2-丙基庚)酯的方法，屬于化學合成技術領域。本發(fā)明包括利用對甲苯磺酸作為活性中心體固載于活性炭，制備多相催化劑，采用一水或無水檸檬酸和2-丙基庚醇為主要反應原料，以多相催化劑催化脫色，以環(huán)己烷為帶水劑，攪拌升溫至110~150℃進行酯化反應，反應結束后，減壓蒸餾脫除過量的醇，多相催化劑與反應體系分離，過濾催化劑，將粗品中和堿洗、水洗，干燥，即得檸檬酸三(2-丙基庚)酯成品。本發(fā)明所選用的原料易得、廉價，催化活性高且選擇性好，酯化收率高；所用催化劑可回收利用、無明顯腐蝕性；催化脫色一體化，操作簡單，經濟環(huán)保；所得產品無毒、增塑性能好，熱穩(wěn)定性好，不易揮發(fā)，遷移性小。
文檔編號C07C69/704GK103030560SQ20131001590
公開日2013年4月10日 申請日期2013年1月16日 優(yōu)先權日2013年1月16日
發(fā)明者蔣平平, 葉媛園, 冷炎, 秦曉潔 申請人:江南大學