三醋酸甘油酯

2023/6/5 11:54:04 作者:贝克曼

三醋酸甘油酯是许多精细化工产品的中间体,可作为溶剂、增塑剂、土壤硬化剂、杀菌剂、定香剂、润湿剂、食品添加剂、清洗消毒剂、印染助剂和胶黏剂的添加剂以及醋酸纤维素的抗静电剂等进行使用。国内主要主要是用它作为香烟过滤嘴的胶黏增塑剂,市场需求量逐年增大,应用前景广阔。

1.理化性质

由丙三醇(甘油)与乙醇(醋酸)或乙酸酐(醋酸酐)在酸性催化剂作用下经酯化反应制得的无色、无嗅的油状粘稠液体。在卷烟生产中,主要用于醋酸纤维滤棒的增塑固化。

三醋酸甘油酯

关于三醋酸甘油酯的熔点或凝固点,目前尚无十分有力的验证数据。在北方,冬天-15℃就曾发现过三醋酸甘油酯凝固的现象,但在实验室中,无论是玻璃瓶、塑料瓶、金属包装,在冰箱(-19℃)和冰库(-35℃)的低温下,均未发现有凝固现象。

25℃时,在水中的溶解度70g/L。能溶解于醇、醚、苯、氯仿、低级脂肪酸酯和蓖麻油;但不溶于正己烷、正庚烷等直链烷烃,也不溶于亚麻仁油。

在高分子材料里,三醋酸甘油酯能溶解醋酸纤维素、丙烯酸树脂,聚乙酸乙烯酯等,对天然松香也有一定的溶解,但不与聚氯乙烯、聚苯乙烯、氯化橡胶相溶。

三醋酸甘油酯与水能发生皂化反应(即酯化反应的可逆反应),在酸、碱、高温或其他杂质存在的情况下,反应速度大大加快,生成二醋酸甘油酯和醋酸,使产品品质变差直至不能使用。

2.生产工艺

三醋酸甘油酯是以丙三醇(甘油)和乙酸(醋酸)在酸性催化剂作用下,加热并使用脱水剂带走生成的水,得到半成品;再经乙酸酐(醋酸酐)深度酯化得到粗成品,并经脱酸、脱色、精制而成。

2.1化学反应

该反应是可逆反应,为了使丙三醇能充分酯化,采用醋酸过量、同时使用脱水剂把反应生成的水不断分离出去的办法,可以得到丙三醇酯化转化为94%~98%的半成品。由于丙三醇分子中间的-OH为仲羟基,反应活性较差,且受位阻作用的影响较大,剩余的二醋酸甘油酯完全生成三醋酸甘油酯较为困难,故采用醋酸酐强制酰化的方法,

2.2 三醋酸甘油酯生产流程

2.3生产工艺简述

1)投料:醋酸与甘油的质量比为3.2:1左右,酸比过高则反应体系温度较低从而导致反应速度偏慢,酸比过低则反应速度较快而副产品反应增加且使产品色泽变深。催化剂和脱水剂因品种不同,其投料比也有区别。投料完毕开始加热。

2)酯化:在酯化塔顶依靠带水剂反应生成的水形成共沸物,经冷凝器冷凝后,分层,上层的带水剂仍回流入塔顶,下部的水层不断移走。当生成水的速度较慢时,酯化结束。

3)预脱酸:控制温度,将过量的醋酸大部分蒸出,必要时拉真空进行。

4)酰化:加入上批高脱酸拉出的前馏分和精制釜拉出的低沸物,在100~120℃时加入醋酸酐进行酰化,同时加热。

5)高脱酸:酰化结束后,加入碱中和(H3PO4作催化剂时不需中和)。加温开真空脱酸。开始阶段少量脱出的酸的浓度很高,可直接用于酯化工段投料,以后脱出的前馏分在下批酰化工段开始前投料。在溜出液酸度小于1%时,即作为粗成品收集。

以上各工段操作,可以在同一反应釜中完成,也可以分段在不同的反应釜中完成。

6)精制:主要是通过拉真空是粗品中残余的醋酸和易挥发的杂质进一步清除,使之酸值和水分达到规定的指标,并达到脱去异味的目的。在精制过程中,国外也有报道先水洗再拉真空精制的。一些生产厂家为了进一步改善产品色泽和脱除其中某些有害杂质,在精制时也可以加入少量活性炭。

最后经过滤得到成品。

国外也有连续生产工艺的报道,其优点是原料消耗低、设备利用率高;缺点是醋酸酐消耗值高,对于自身无醋酸酐加工能力的企业来说成本会偏高。国内也有企业试验办连续法,即在反应前阶段采用连续投料,连续出料的办法分去大部分水,然后再用间歇法继续深入酯化。半连续法的目的是为了提高产量和降低能耗。

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