一種季戊四醇硬脂酸四酯的生產(chǎn)工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種季戊四醇硬脂酸四酯的生產(chǎn)工藝。該工藝包括S1、投入硬脂酸，加熱，待硬脂酸全熔，繼續(xù)投入季戊四醇及催化劑；S2、將物料升溫至115～125℃，負(fù)壓控制在0.01～0.03mpa，然后將物料升溫至137～143℃，接著將負(fù)壓提高到0.05～0.06mpa，反應(yīng)；S3、將真空度提高到0.06～0.09mpa，將物料升溫至155～165℃，保溫恒壓下反應(yīng)；S4、酯化縮合反應(yīng)結(jié)束后，冷卻，加入硅藻土或活性炭，攪拌，負(fù)壓溫控；將物料降溫，進(jìn)入板框壓濾機，棄濾餅，取濾液噴粉、噴珠、切片，包裝入庫。本發(fā)明工藝穩(wěn)定可靠，產(chǎn)量高，可工業(yè)化生產(chǎn)，制得的季戊四醇硬脂酸四酯產(chǎn)品白度好，酸值低，純度高。
【專利說明】
-種季戊四醇硬脂酸四醋的生產(chǎn)工藝
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于有機合成技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種季戊四醇硬脂酸四醋的生產(chǎn)工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 季戊四醇硬脂酸四醋(PETS4)為白色硬質(zhì)高烙點蠟狀物，溶于乙醇、苯和氯仿，不 溶于水。PETS4廣泛用于塑料行業(yè)中的輔助熱穩(wěn)定劑、增塑劑、潤滑光亮劑，也可用于壓延 膜、吹膜的透明潤滑劑。
[0003] PETS4的傳統(tǒng)醋化方法是在酸性或堿性催化劑如對甲苯橫酸、氨氧化鋼等作用下 季戊四醇和硬脂酸高溫發(fā)生醋化反應(yīng)而成。其缺點反應(yīng)完畢后需采用堿洗或酸洗的方法將 產(chǎn)品中的催化劑和過量的異硬脂酸除去，由于季戊四醇異硬脂酸醋是一種源于長鏈飽和脂 肪酸的高粘度醋，在水洗時極易發(fā)生乳化，分層困難，難W進(jìn)行正常的的分層操作，即使勉 強分層，酸值降低也不明顯，而產(chǎn)品的收率卻會明顯降低，同時會產(chǎn)生大量廢水，污染環(huán)境， 運種生產(chǎn)方式已不符合當(dāng)今的環(huán)保政策及綠色化學(xué)的要求。由于季戊四醇有四個徑基，位 阻效應(yīng)大，醋化困難，所W多元醇與脂肪酸的醋化反應(yīng)時間長，反應(yīng)溫度高（約200°C)。因 此，國內(nèi)外不少學(xué)者致力于研亢開發(fā)出一種新的合成工藝或催化劑W優(yōu)化其制備條件，提 高產(chǎn)率。
[0004] 金屬氧化物如氧化鋒、氧化侶、氧化亞錫等可催化某些醋化反應(yīng)，如中國專利申請 CN 103880669 A使用氧化鋒催化季戊四醇硬脂酸醋的合成。復(fù)合金屬氧化物由于其具有獨 特的晶體結(jié)構(gòu)、電磁性質(zhì)和較高的催化活性，在新催化劑材料方面得到廣泛的重視與應(yīng)用， 目前常用的制備方法有冷凍干燥法、高溫高壓合成法、浸潰法、共沉淀法、水熱法、溶膠-凝 膠法、微波液法等。
[0005] 綜上，有必要研發(fā)一種季戊四醇硬脂酸四醋的生產(chǎn)工藝，W優(yōu)化反應(yīng)條件，并且提 高季戊四醇硬脂酸四醋的產(chǎn)率和品質(zhì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題(反應(yīng)溫度高、產(chǎn)率偏低，品質(zhì)差等），本發(fā)明提供 了一種季戊四醇硬脂酸四醋的生產(chǎn)工藝，該工藝穩(wěn)定，反應(yīng)溫度低，反應(yīng)時間短，產(chǎn)品產(chǎn)率 局、品質(zhì)好。
[0007] -種季戊四醇硬脂酸四醋的生產(chǎn)工藝，包括W下步驟：
[000引Sl、投入硬脂酸，邊攬拌邊加熱，待硬脂酸全烙呈透明液態(tài)，繼續(xù)緩慢投入季戊四 醇及硬脂酸重量0.2~1%的催化劑，之后將投料人孔密閉好，反應(yīng)蓋控制為常壓，然后微微 開啟化，直到排氣口有少量化泡沫溢出；
[0009] S2、將物料升溫至115~125°C，保溫30分鐘，關(guān)閉化，開啟水環(huán)真空累，負(fù)壓控制在 0.01~0.03mpa，然后將物料升溫至137~143°C，接著將負(fù)壓提高到0.05~0.06mpa，反應(yīng)80 ~100分鐘；
[0010] S3、待反應(yīng)物的泡沫完全消失后，將真空度提高到0.07~0.09mpa，并且將物料升 溫至155~165°C，保溫恒壓下反應(yīng)130~150分鐘；
[OOW S4、醋化縮合反應(yīng)結(jié)束后，開啟冷卻水累，物料冷卻至90°C，取樣測酸值，待酸值《 5 %后，邊攬拌邊加入娃藻±或活性炭進(jìn)行脫色脫味，攬拌20~30分鐘，負(fù)壓0.03mpa溫控 110°C;將物料降溫至80±3°C，進(jìn)入板框壓濾機，棄濾餅，取濾液噴粉、噴珠、切片，包裝入 庫。
[0012]進(jìn)一步的，所述季戊四醇和硬脂酸的摩爾比為1:(3.8~4.0)。
[OOU] 進(jìn)一步的，所述催化劑由W下方法制得：分別稱取Zn(N〇3)2 ? 7出0和Cu(N〇3)2 ? 3此0，混合，充分研磨5~化，然后在70~80°C下干燥8~IOh，接著般燒7~化，得到Zn-Cu催 化劑。
[0014] 再進(jìn)一步的，所述催化劑的制備方法中化(N03)2 ? 7出0和化(M)3)2 ? 3此0的摩爾比 為1:(2.5~4.0)。
[0015] 再進(jìn)一步的，所述催化劑的制備方法中般燒的溫度為400~500°C。
[0016] 季戊四醇硬脂酸四醋的制備中，由于季戊四醇有四個徑基，位阻效應(yīng)大，醋化困 難，為了降低醋化難度，優(yōu)化反應(yīng)溫度和時間，發(fā)明人嘗試性地采用高溫合成法制備Zn-Cu 催化劑，意外地發(fā)現(xiàn)該化-化催化劑對季戊四醇硬脂酸四醋的合成有催化作用，并且通過大 量的實驗研亢，發(fā)明人最終確定了該Zn-Cu催化劑的制備方法，其中嚴(yán)格控制反應(yīng)物料中化 (N03)2 ? 7此0和Cu(N〇3)2 ? 3此0的摩爾比，W及般燒溫度和時間，方可制得對季戊四醇硬脂 酸四醋的合成有顯著催化作用的Zn-Cu催化劑，應(yīng)用了該催化劑可降低反應(yīng)溫度，比現(xiàn)有技 術(shù)降低至少20°C，產(chǎn)率可高達(dá)98%，而且制得的季戊四醇硬脂酸四醋產(chǎn)品純度高，表觀的白 度好。
[0017] 因此，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)勢在于:本發(fā)明提供了一種新的Zn-Cu催化劑 催化季戊四醇硬脂酸四醋的合成，同時結(jié)合本發(fā)明階段性升溫、全程負(fù)壓的工藝條件，有效 降低反應(yīng)溫度，縮短反應(yīng)時間，大幅降低能耗，降低生產(chǎn)成本，并且本發(fā)明工藝穩(wěn)定可靠，產(chǎn) 量高，可工業(yè)化生產(chǎn)，制得的季戊四醇硬脂酸四醋產(chǎn)品白度好，酸值低，純度高。
【具體實施方式】
[0018] W下通過【具體實施方式】進(jìn)一步描述本發(fā)明，但本發(fā)明不僅僅限于W下實施例。在 本發(fā)明的范圍內(nèi)或者在不脫離本發(fā)明的內(nèi)容、精神和范圍內(nèi)，對本發(fā)明進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn)、替換 功效相同的組分，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的，它們都被視為包括在本發(fā)明范圍 內(nèi)。
[0019] 實施例1、本發(fā)明季戊四醇硬脂酸四醋的生產(chǎn)工藝
[0020] S1、投入1945.8kg硬脂酸，邊攬拌邊加熱，待硬脂酸全烙呈透明液態(tài)，繼續(xù)緩慢投 入245. Ikg季戊四醇及硬脂酸重量0.2%的催化劑，之后將投料人孔密閉好，反應(yīng)蓋控制為 常壓，然后微微開啟化，直到排氣口有少量化泡沫溢出；
[0021] S2、將物料升溫至115°C，保溫30分鐘，關(guān)閉N2,開啟水環(huán)真空累，負(fù)壓控制在 0.03mpa，然后將物料升溫至137°C，接著將負(fù)壓提高到0.06mpa，反應(yīng)100分鐘；
[0022] S3、待反應(yīng)物的泡沫完全消失后，將真空度提高到0.09mpa，并且將物料升溫至155 °C，保溫恒壓下反應(yīng)150分鐘；
[0023] S4、醋化縮合反應(yīng)結(jié)束后，開啟冷卻水累，物料冷卻至90°C，取樣測酸值，待酸值《 5%后，邊攬拌邊加入娃藻±或活性炭進(jìn)行脫色脫味，攬拌20分鐘，負(fù)壓0.03mpa溫控110°C ; 將物料降溫至80 ± 3 °C，進(jìn)入板框壓濾機，棄濾餅，取濾液噴粉、噴珠、切片，包裝入庫。
[0024] 所述催化劑由W下方法制得:分別稱取3.1化拉n(N〇3)2 ? 7此0和6.04kgCu(N〇3)2 ? 3出0，混合，充分研磨化，然后在70°C下干燥IOh，接著在400°C般燒化，得到Zn-Cu催化劑。
[0025] 實施例2、本發(fā)明季戊四醇硬脂酸四醋的生產(chǎn)工藝
[0026] S1、投入2048.3kg硬脂酸，邊攬拌邊加熱，待硬脂酸全烙呈透明液態(tài)，繼續(xù)緩慢投 入245. Ikg季戊四醇及硬脂酸重量1%的催化劑，之后將投料人孔密閉好，反應(yīng)蓋控制為常 壓，然后微微開啟化，直到排氣口有少量化泡沫溢出；
[0027] S2、將物料升溫至125°C，保溫30分鐘，關(guān)閉N2,開啟水環(huán)真空累，負(fù)壓控制在 0.0 lmpa，然后將物料升溫至143°C，接著將負(fù)壓提高至Ij0.0 5mpa，反應(yīng)80分鐘；
[00%] S3、待反應(yīng)物的泡沫完全消失后，將真空度提高到0.07mpa，并且將物料升溫至165 °C，保溫恒壓下反應(yīng)130分鐘；
[0029] S4、醋化縮合反應(yīng)結(jié)束后，開啟冷卻水累，物料冷卻至90°C，取樣測酸值，待酸值《 5%后，邊攬拌邊加入娃藻±或活性炭進(jìn)行脫色脫味，攬拌30分鐘，負(fù)壓0.03mpa溫控110°C ; 將物料降溫至80 ± 3 °C，進(jìn)入板框壓濾機，棄濾餅，取濾液噴粉、噴珠、切片，包裝入庫。
[0030] 所述催化劑由W下方法制得:分別稱取3.1化拉n(N〇3)2 ? 7此0和9.6化gCu(N〇3)2 ? 3出0，混合，充分研磨化，然后在80°C下干燥8h，接著在500°C般燒化，得到Zn-Cu催化劑。
[0031] 實施例3、本發(fā)明季戊四醇硬脂酸四醋的生產(chǎn)工藝
[0032] S1、投入1997.Okg硬脂酸，邊攬拌邊加熱，待硬脂酸全烙呈透明液態(tài)，繼續(xù)緩慢投 入245. Ikg季戊四醇及硬脂酸重量0.5%的催化劑，之后將投料人孔密閉好，反應(yīng)蓋控制為 常壓，然后微微開啟化，直到排氣口有少量化泡沫溢出；
[0033] S 2、將物料升溫至12 (TC，保溫3 0分鐘，關(guān)閉N 2，開啟水環(huán)真空累，負(fù)壓控制在 0.02mpa，然后將物料升溫至140°C，接著將負(fù)壓提高到0.05mpa，反應(yīng)90分鐘；
[0034] S3、待反應(yīng)物的泡沫完全消失后，將真空度提高到O.OSmpa，并且將物料升溫至160 °C，保溫恒壓下反應(yīng)140分鐘；
[0035] S4、醋化縮合反應(yīng)結(jié)束后，開啟冷卻水累，物料冷卻至90°C，取樣測酸值，待酸值《 5%后，邊攬拌邊加入娃藻±或活性炭進(jìn)行脫色脫味，攬拌30分鐘，負(fù)壓0.03mpa溫控110°C ; 將物料降溫至80 ± 3 °C，進(jìn)入板框壓濾機，棄濾餅，取濾液噴粉、噴珠、切片，包裝入庫。
[0036] 所述催化劑由W下方法制得:分別稱取3.1化拉n(N〇3)2 ? 7此0和7.2化gCu(N〇3)2 ? 3出0，混合，充分研磨化，然后在80°C下干燥化，接著在450°C般燒8h，得到Zn-Cu催化劑。
[0037] 實施例4、本發(fā)明季戊四醇硬脂酸四醋的生產(chǎn)工藝
[0038] S1、投入1997.Okg硬脂酸，邊攬拌邊加熱，待硬脂酸全烙呈透明液態(tài)，繼續(xù)緩慢投 入245. Ikg季戊四醇及硬脂酸重量0.8%的催化劑，之后將投料人孔密閉好，反應(yīng)蓋控制為 常壓，然后微微開啟化，直到排氣口有少量化泡沫溢出；
[0039] S2、將物料升溫至115°C，保溫30分鐘，關(guān)閉N2,開啟水環(huán)真空累，負(fù)壓控制在 0.0 lmpa，然后將物料升溫至137°C，接著將負(fù)壓提高到0.05mpa，反應(yīng)80分鐘；
[0040] S3、待反應(yīng)物的泡沫完全消失后，將真空度提高到0.07mpa，并且將物料升溫至155 °C，保溫恒壓下反應(yīng)130分鐘；
[0041] S4、醋化縮合反應(yīng)結(jié)束后，開啟冷卻水累，物料冷卻至90°C，取樣測酸值，待酸值《 5%后，邊攬拌邊加入娃藻±或活性炭進(jìn)行脫色脫味，攬拌20分鐘，負(fù)壓0.03mpa溫控110°C ; 將物料降溫至80 ± 3 °C，進(jìn)入板框壓濾機，棄濾餅，取濾液噴粉、噴珠、切片，包裝入庫。
[0042] 所述催化劑由W下方法制得:分別稱取3.1化拉n(N〇3)2 ? 7此0和8.4化gCu(N〇3)2 ? 3出0，混合，充分研磨化，然后在70°C下干燥8h，接著在400°C般燒化，得到Zn-Cu催化劑。 [00創(chuàng)對比例一、
[0044] 與實施例3相比，本對比例的區(qū)別在于:使用ZnO代替Zn-Cu催化劑。其他操作和參 數(shù)同實施例3。
[0045] 對比例二、
[0046] 與實施例3相比，本對比例的區(qū)別在于：催化劑由W下方法制得：分別稱取 3.15kgai(N〇3)2 ? 7出0和2.41kgCu(N〇3)2 ? 3此0,混合，充分研磨加，然后在80°C下干燥化， 接著在450°C般燒化，得到化-化催化劑。其他操作和參數(shù)同實施例3。
[0047] 對比例S、
[0048] 與實施例3相比，本對比例的區(qū)別在于：催化劑由W下方法制得：分別稱取 3.15kgai(N〇3)2 ? 7出0和7.25kgCu(N〇3)2 ? 3此0,混合，充分研磨加，然后在80°C下干燥化， 接著在650°C般燒化，得到化-化催化劑。其他操作和參數(shù)同實施例3。
[0049] 對比例四、
[0050] S1、投入1997.Okg硬脂酸，邊攬拌邊加熱，待硬脂酸全烙呈透明液態(tài)，繼續(xù)緩慢投 入245. Ikg季戊四醇及硬脂酸重量0.5%的催化劑，之后將投料人孔密閉好，反應(yīng)蓋控制為 常壓，然后微微開啟化，直到排氣口有少量化泡沫溢出；
[0051] S2、將物料升溫至120°C，保溫30分鐘，關(guān)閉N2,開啟水環(huán)真空累，負(fù)壓控制在 0.05mpa，然后將物料升溫至140°C，反應(yīng)90分鐘；
[0052] S3、待反應(yīng)物的泡沫完全消失后，并且將物料升溫至160°C，保溫恒壓下反應(yīng)140分 鐘；
[0053] S4、醋化縮合反應(yīng)結(jié)束后，開啟冷卻水累，物料冷卻至90°C，邊攬拌邊加入娃藻± 或活性炭進(jìn)行脫色脫味，攬拌30分鐘，負(fù)壓0.03mpa溫控110°C ;將物料降溫至80± 3°C，進(jìn)入 板框壓濾機，棄濾餅，取濾液噴粉、噴珠、切片，包裝入庫。
[0054] 所述催化劑由W下方法制得:分別稱取3.1化拉n(N〇3)2 ? 7此0和7.2化gCu(N〇3)2 ? 3出0，混合，充分研磨化，然后在80°C下干燥化，接著在450°C般燒8h，得到Zn-Cu催化劑。
[0化日]對比例五、
[0056] S1、投入1997.Okg硬脂酸，邊攬拌邊加熱，待硬脂酸全烙呈透明液態(tài)，繼續(xù)緩慢投 入245. Ikg季戊四醇及硬脂酸重量0.5%的催化劑，之后將投料人孔密閉好，反應(yīng)蓋控制為 常壓，然后微微開啟化，直到排氣口有少量化泡沫溢出；
[0057] S2、將物料升溫至160°C，保溫30分鐘，關(guān)閉N2,開啟水環(huán)真空累，負(fù)壓控制在 0.0 Smpa，保溫恒壓下反應(yīng)230分鐘；
[005引S4、醋化縮合反應(yīng)結(jié)束后，開啟冷卻水累，物料冷卻至90°C，邊攬拌邊加入娃藻± 或活性炭進(jìn)行脫色脫味，攬拌30分鐘，負(fù)壓0.03mpa溫控110°C ;將物料降溫至80± 3°C，進(jìn)入 板框壓濾機，棄濾餅，取濾液噴粉、噴珠、切片，包裝入庫。
[0059] 所述催化劑由W下方法制得:分別稱取3.1化拉n(N〇3)2 ? 7此0和7.2化gCu(N〇3)2 ? 3出0，混合，充分研磨化，然后在80°C下干燥化，接著在450°C般燒8h，得到Zn-Cu催化劑。
[0060] 試驗例
[0061] 對實施例1~4、對比例一~五制得的產(chǎn)物進(jìn)行檢測，結(jié)果如下表：
[0062]
[0063] 由上表可知：
[0064] (1)本發(fā)明實施例1~4工藝制得的季戊四醇硬脂酸四醋品質(zhì)優(yōu)異，均符合行業(yè)標(biāo) 準(zhǔn)，并且產(chǎn)率高，可達(dá)98 %。
[0065] (2)對比例一使用現(xiàn)有催化劑ZnO應(yīng)用于本發(fā)明工藝中，產(chǎn)率低，并且產(chǎn)品品質(zhì)差； 對比例二改變Zn(M)3)2 ? 7此0和Cu(M)3)2 ? 3此0的摩爾比為1:1，對比例S改變般燒時的溫 度，其制得的催化劑用于本發(fā)明工藝時，也均出現(xiàn)產(chǎn)率下降，產(chǎn)品指標(biāo)變差的結(jié)果。
[0066] (3)對比例四反應(yīng)負(fù)壓均控制在0.05mpa，對比例五反應(yīng)在160°C、負(fù)壓O.OSmpa下 進(jìn)行，結(jié)果產(chǎn)率下降，產(chǎn)品指標(biāo)變差，說明本發(fā)明各參數(shù)條件的改變都會對反應(yīng)結(jié)果產(chǎn)生影 響。
[0067] W上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出的是，上述優(yōu)選實施方式不應(yīng)視為對 本發(fā)明的限制，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)當(dāng)W權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。對于本技術(shù)領(lǐng)域的 普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，還可W做出若干改進(jìn)和潤飾，運些改 進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種季戊四醇硬脂酸四酯的生產(chǎn)工藝，其特征在于，包括以下步驟： 51、 投入硬脂酸，邊攪拌邊加熱，待硬脂酸全熔呈透明液態(tài)，繼續(xù)緩慢投入季戊四醇及 硬脂酸重量0.2~1%的催化劑，之后將投料人孔密閉好，反應(yīng)釜控制為常壓，然后微微開啟 N2，直到排氣口有少量N2泡沫溢出； 52、 將物料升溫至115~125°C，保溫30分鐘，關(guān)閉N2，開啟水環(huán)真空栗，負(fù)壓控制在0.01 ~0.03mpa，然后將物料升溫至137~143°C，接著將負(fù)壓提高到0.05~0.06mpa，反應(yīng)80~ 100分鐘； 53、 待反應(yīng)物的泡沫完全消失后，將真空度提高到0.07~0.09mpa，并且將物料升溫至 155~165°C，保溫恒壓下反應(yīng)130~150分鐘； 54、 酯化縮合反應(yīng)結(jié)束后，開啟冷卻水栗，物料冷卻至90°C，取樣測酸值，待酸值<5% 后，邊攪拌邊加入硅藻土或活性炭進(jìn)行脫色脫味，攪拌20~30分鐘，負(fù)壓0.03mpa溫控110 °C ;將物料降溫至80 ± 3 °C，進(jìn)入板框壓濾機，棄濾餅，取濾液噴粉、噴珠、切片，包裝入庫。2. 如權(quán)利要求1所述季戊四醇硬脂酸四酯的生產(chǎn)工藝，其特征在于，所述季戊四醇和硬 脂酸的摩爾比為1:(3.8~4.0)。3. 如權(quán)利要求1所述季戊四醇硬脂酸四酯的生產(chǎn)工藝，其特征在于，所述催化劑由以下 方法制得：分別稱取Zn(NO3) 2 · 7H20和Cu(NO3)2 · 3H20,混合，充分研磨5~7h，然后在70~80 °C下干燥8~IOh，接著煅燒7~9h，得到Zn-Cu催化劑。4. 如權(quán)利要求3所述季戊四醇硬脂酸四酯的生產(chǎn)工藝，其特征在于，所述催化劑的制備 方法中Zn(NO3) 2 · 7H20和Cu(NO3)2 · 3H20的摩爾比為 1:(2.5~4.0)。5. 如權(quán)利要求3所述季戊四醇硬脂酸四酯的生產(chǎn)工藝，其特征在于，所述催化劑的制備 方法中煅燒的溫度為400~500°C。
【文檔編號】B01J23/80GK105924348SQ201610266266
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年4月26日
【發(fā)明人】徐懷義, 馬銀官, 陳昊民, 邵磊
【申請人】廣州煌垅生物科技有限公司