CN110372504A - 一种利用偏酐副产回收轻组份生产多元酸酯的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于有机化合物制备技术领域，具体公开了一种利用偏酐副产回收轻组份生产多元酸酯的方法，在反应釜内通入氮气，以粉碎的偏酐轻组份残渣和异辛醇作为反应原料混合，同时加入活性炭和软水；再经过初始加热、反应、测酸、负压脱醇、中和处理、负压除杂和检测。本发明多元酸酯类增塑剂的合成方法，经酯化、测酸中和、脱醇、去低沸物等步骤制得，所得到增塑剂具有色泽浅、质量高的特点，产品酸值较低且含水量极少；同时操作工艺流程短简单易行，对设备无腐蚀，反应时间短，且环保安全，易于工业化生产。

Description

一种利用偏酐副产回收轻组份生产多元酸酯的方法
技术领域
本发明属于有机化合物制备技术领域，具体是一种利用偏酐副产回收轻组份生产多元酸酯的方法，是利用偏酐精制残渣中存在的多元酸酐合成的路线，涉及到由偏酐精馏塔顶轻组分残渣物和多元醇酯化合成得到的混合多元酸酯类增塑剂的制备方法。
背景技术
增塑剂是工业上广泛使用的高分子材料添加剂。在塑料加工中使用增塑剂，可以对塑料起到改性或软化的作用，增加其可塑性、柔韧性、拉伸性或膨胀性等性能。目前，增塑剂工业已发展成为以石油化工为基础，以邻苯二甲酸酯为核心的增塑剂，广泛应用于塑料和油漆行业中。然而，含邻苯二甲酸酯类的塑料制品在加工、加热、包装及盛装的过程中，会造成邻苯二甲酸酯的溶出，具有一定危害。
偏苯三酸酯类增塑剂，具有相容性、电性能、塑化性能、低温性能、耐迁移性、耐水抽出、热稳定性等诸多优良性能，增塑效率和加工性能与邻苯二甲酸酯类增塑剂相近。广泛用于105℃级和125℃级耐热电线电缆料、汽车内饰材料以及其他要求耐热和耐久性的板材、片材、密封垫等制品。
因此，研究开发出更多性能优异的偏苯三酸酯类增塑剂，对未来塑料制造行业中具有十分重要的意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用偏酐副产回收轻组份生产多元酸酯的方法，生产一种酸值、加热减量和电阻率等性能指标较佳的混合型多元酸酯类增塑剂，而且工艺流程简单，原料成本低。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种利用偏酐副产回收轻组份生产多元酸酯的方法，包括以下步骤：
S1、投料阶段：在反应釜内通入氮气，以粉碎的偏酐轻组份残渣和异辛醇作为反应原料混合，同时加入活性炭和软水；
S2、初始加热阶段：升温至120-130℃，搅拌回流1.5h，使多元酸酐完全溶解在异辛醇中；
S3、反应阶段：在10～30分钟内，升温至160-180℃，加入钛酸四异丙酯，恒温搅拌回流反应1-1.5h，同时分离出酯化过程中产生的水；
S4、取样检测酸度：取反应液进行酸酯检测，当酸值＜0.1％时，酯化反应已完成；
S5、负压脱醇：关闭辛醇回流，进行负压脱醇，继续升温至210～215℃，保持温度不变，回流1.5～2.5h；
S6、降温中和处理阶段：脱醇结束后，通入氮气，在常压下降温至90℃后，加入碳酸钠溶液，搅拌0.5h；
S7、负压除杂：中和完毕后，停止通氮气，抽真空，升温至150-160℃，负压脱去反应体系中的杂酯及二甲酸类酯，时间为1.5h；
S8、取样检测：随后停止抽真空，通入氮气，待体系恢复到常压状态，停止加热，开始冷却，取样，检测产品的指标。
进一步地，S1中所述活性炭占轻组份量的0.3％-0.8％，所述软水占轻组份量的0.1％-0.15％。
具体地，S3中所述钛酸四异丙酯占轻组份量的0.05-0.15％。
进一步地，S3中辛醇的回流量为8-10m3/h。
进一步地，S6中碳酸钠溶液占轻组份的0.05-0.1％。
进一步地，S8中产品的指标为色度≤40、酸值(以KOH计)/(mg/g)≤0.15、体积电阻率/(109Ω.m)≥10、水分≤0.1％。
本发明的有益效果是：本发明多元酸酯类增塑剂的合成方法，经酯化、测酸中和、脱醇、去低沸物等步骤制得，所得到增塑剂具有色泽浅、质量高的特点，产品酸值较低且含水量极少；同时操作工艺流程短简单易行，对设备无腐蚀，反应时间短，且环保安全，易于工业化生产。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的实施例中，具体公开了一种利用偏酐副产回收轻组份生产多元酸酯的方法，包括以下步骤：
S1、投料阶段：在反应釜内通入氮气，以粉碎的偏酐轻组份残渣和异辛醇作为反应原料混合，摩尔比为1：3-4.5，同时加入占轻组份量0.3％-0.8％的活性炭和占轻组份量0.1％-0.15％的软水；
S2、初始加热阶段：升温至120-130℃，搅拌回流1.5h，使多元酸酐完全溶解在异辛醇中；
S3、反应阶段：在10～30分钟内，升温至160-180℃，加入占轻组份量的0.05-0.15％钛酸四异丙酯，控制辛醇回流量8-10m3/h，恒温搅拌回流反应1-1.5h，同时分离出酯化过程中产生的水；
S4、取样检测酸度：取反应液进行酸酯检测，当酸值＜0.1％时，酯化反应已完成；
S5、负压脱醇：关闭辛醇回流，进行负压脱醇，继续升温至210～215℃，保持温度不变，回流1.5～2.5h；
S6、降温中和处理阶段：脱醇结束后，通入氮气，在常压下降温至90℃后，加入0.05-0.1％的碳酸钠溶液，搅拌0.5h左右；
S7、负压除杂：中和完毕后，停止通氮气，抽真空，升温至150-160℃，负压脱去反应体系中的杂酯及二甲酸类酯，时间为1.5h；
S8、取样检测：随后停止抽真空，通入氮气，待体系恢复到常压状态，停止加热，开始冷却，取样，检测产品的指标，产品的指标产品的指标为色度≤40；酸值(以KOH计)/(mg/g)≤0.15；体积电阻率/(109Ω.m)≥10；水分≤0.1％。
实施例一
(1)投料阶段：在反应釜内通入氮气，以粉碎的偏酐轻组份残渣和异辛醇作为反应原料，按1：3的摩尔比进行混合，同时加入占轻组份量0.3％的活性炭和占轻组份量0.1％的软水；
(2)初始加热阶段：升温至120-130℃，搅拌回流1.5h，使多元酸酐完全溶解在异辛醇中；
(3)反应阶段：在10～30分钟内，升温至160-180℃，加入占轻组份0.05％的钛酸四异丙酯，控制辛醇回流量8-10m3/h，恒温搅拌回流反应1-1.5h，同时分离出酯化过程中产生的水；
(4)取样检测酸度：取反应液进行酸酯检测，当酸值＜0.1％时，酯化反应已完成；
(5)负压脱醇：关闭辛醇回流，进行负压脱醇，继续升温至210～215℃，保持温度不变，回流1.5～2.5h；
(6)降温中和处理阶段：脱醇结束后，通入氮气，在常压下降温至90℃后，加入0.05的碳酸钠溶液，搅拌0.5h左右；
(7)负压除杂：中和完毕后，停止通氮气，抽真空，升温至150-160℃，负压脱去反应体系中的杂酯及二甲酸类酯，时间为1.5h；
(8)取样检测：随后停止抽真空，通入氮气，待体系恢复到常压状态，停止加热，开始冷却，取样，检测产品的指标，所得的产品的指标为色度35、酸值0.08、电阻率12.4、水分0.034％。
实施例二
(1)投料阶段：在反应釜内通入氮气，以粉碎的偏酐轻组份残渣和异辛醇作为反应原料，按1：4的摩尔比进行混合，同时加入占轻组份量0.5％的活性炭和占轻组份量0.12％的软水；
(2)初始加热阶段：升温至120-130℃，搅拌回流1.5h，使多元酸酐完全溶解在异辛醇中；
(3)反应阶段：在10～30分钟内，升温至160-180℃，加入占轻组份0.1％的钛酸四异丙酯，控制辛醇回流量8-10m3/h，恒温搅拌回流反应1-1.5h，同时分离出酯化过程中产生的水；
(4)取样检测酸度：取反应液进行酸酯检测，当酸值＜0.1％时，酯化反应已完成；
(5)负压脱醇：关闭辛醇回流，进行负压脱醇，继续升温至210～215℃，保持温度不变，回流1.5～2.5h；
(6)降温中和处理阶段：脱醇结束后，通入氮气，在常压下降温至90℃后，加入0.08％的碳酸钠溶液，搅拌0.5h左右；
(7)负压除杂：中和完毕后，停止通氮气，抽真空，升温至150-160℃，负压脱去反应体系中的杂酯及二甲酸类酯，时间为1.5h；
(8)取样检测：随后停止抽真空，通入氮气，待体系恢复到常压状态，停止加热，开始冷却，取样，检测产品的指标，所得的产品的指标为色度30、酸值0.051、电阻率14.6、水分0.025％。
实施例三
(1)投料阶段：在反应釜内通入氮气，以粉碎的偏酐轻组份残渣和异辛醇作为反应原料，按1：4.5的摩尔比进行混合，同时加入占轻组份量0.8％的活性炭和占轻组份量0.15％的软水；
(2)初始加热阶段：升温至120-130℃，搅拌回流1.5h，使多元酸酐完全溶解在异辛醇中；
(3)反应阶段：在10～30分钟内，升温至160-180℃，加入占轻组份0.15％的钛酸四异丙酯，控制辛醇回流量8-10m3/h，恒温搅拌回流反应1-1.5h，同时分离出酯化过程中产生的水；
(4)取样检测酸度：取反应液进行酸酯检测，当酸值＜0.1％时，酯化反应已完成；
(5)负压脱醇：关闭辛醇回流，进行负压脱醇，继续升温至210～215℃，保持温度不变，回流1.5～2.5h；
(6)降温中和处理阶段：脱醇结束后，通入氮气，在常压下降温至90℃后，加入0.1％的碳酸钠溶液，搅拌0.5h左右；
(7)负压除杂：中和完毕后，停止通氮气，抽真空，升温至150-160℃，负压脱去反应体系中的杂酯及二甲酸类酯，时间为1.5h；
(8)取样检测：随后停止抽真空，通入氮气，待体系恢复到常压状态，停止加热，开始冷却，取样，检测产品的指标，所得的产品的指标为色度30、酸值0.03、电阻率16.89、水分0.02％。
以上所揭露的仅为本发明的一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (6)

1.一种利用偏酐副产回收轻组份生产多元酸酯的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、投料阶段：在反应釜内通入氮气，以粉碎的偏酐轻组份残渣和异辛醇作为反应原料混合，同时加入活性炭和软水；
S2、初始加热阶段：升温至120-130℃，搅拌回流1.5h，使多元酸酐完全溶解在异辛醇中；
S3、反应阶段：在10～30分钟内，升温至160-180℃，加入钛酸四异丙酯，恒温搅拌回流反应1-1.5h，同时分离出酯化过程中产生的水；
S4、取样检测酸度阶段：取反应液进行酸酯检测，当酸值＜0.1％时，酯化反应已完成；
S5、负压脱醇阶段：关闭辛醇回流，进行负压脱醇，继续升温至210～215℃，保持温度不变，回流1.5～2.5h；
S6、降温中和处理阶段：脱醇结束后，通入氮气，在常压下降温至90℃后，加入碳酸钠溶液，搅拌0.5h；
S7、负压除杂阶段：中和完毕后，停止通氮气，抽真空，升温至150-160℃，负压脱去反应体系中的杂酯及二甲酸类酯，时间为1.5h；
S8、取样检测阶段：随后停止抽真空，通入氮气，待体系恢复到常压状态，停止加热，开始冷却，取样，检测产品的指标。
2.根据权利要求1所述的一种利用偏酐副产回收轻组份生产多元酸酯的方法，其特征在于，S1中所述活性炭占轻组份量的0.3％-0.8％，所述软水占轻组份量的0.1％-0.15％。
3.根据权利要求1所述的一种利用偏酐副产回收轻组份生产多元酸酯的方法，其特征在于，S3中所述钛酸四异丙酯占轻组份量的0.05-0.15％。
4.根据权利要求1所述的一种利用偏酐副产回收轻组份生产多元酸酯的方法，其特征在于，S3中辛醇的回流量为8-10m3/h。
5.根据权利要求1所述的一种利用偏酐副产回收轻组份生产多元酸酯的方法，其特征在于，S6中碳酸钠溶液占轻组份的0.05-0.1％。
6.根据权利要求1所述的一种利用偏酐副产回收轻组份生产多元酸酯的方法，其特征在于，S8中产品的指标色度≤40、酸值≤0.15、体积电阻率≥10、水分≤0.1％。
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