一种邻苯二甲酸丁苄酯生产工艺方法

专利名称：一种邻苯二甲酸丁苄酯生产工艺方法技术领域：本发明涉及一种增塑剂邻苯二甲酸丁苄酯的生产工艺方法。目前，国内外普遍采用的增塑剂有邻苯二甲酸丁苄酯、邻苯二甲酸二辛酯。国内生产的增塑剂邻苯二甲酸二辛酯，其主要原料二辛酯货紧价昂，从而导致了邻苯二甲酸二辛酯的价格也较高，而且邻苯二甲酸二辛酯在挥发性、移行性、耐寒性等方面并不太好。国外生产的邻苯二甲酸丁苄酯是采用以邻苯二甲酸酐、丁醇、苯甲醇为原料的生产方法，其主要缺点是原料苯甲醇的供应不足，且价格较高，反应过程中单丁酯再酯化生产邻苯二甲酸丁苄酯时所需温度较高，一般高于160℃，耗能高。目前国内对增塑剂的需要量大，而市场供应紧缺，为此，生产一种性能优良，而生产原料易得的增塑剂，将具有较广阔的市场前景。本发明的目的是提供一种邻苯二甲酸丁苄酯的生产工艺方法，该方法可避免单丁酯化后续反应过程即苄酸化的反应温度过高，生产成本低，原料易得。为实现上述目的，本发明采用的技术方案是本发明包括邻苯二甲酸酐与丁醇反应合成单丁酯及氢氧化钠中和单丁酯合成邻苯二甲酸单丁酯钠工序其特征为邻苯二甲酸单丁酯钠与氯化苄以有机胺作催化剂，实现非均相反应，合成邻苯二甲酸丁苄酯，反应的物料比为(摩尔比)邻苯二甲酸酐∶丁醇∶氢氧化钠∶氯化苄∶有机胺1 1.05-1.10∶1.00-1.02∶1.10-1.25∶0.01-0.03，常压下，苄酯化反应的反应温度控制在90-140℃，在反应过程中不断调节反应液的PH值，使PH≥8，至PH值不降时，视为反应终点，制得粗邻苯二甲酸丁苄酯，然后，再经过水洗、汽提、精洗、减压脱水、检验工序，制得成品邻苯二甲酸丁苄酯。邻苯二甲酸丁苄酯生产工艺方法中，催化剂有机胺包括下述有机胺中的任意一种三乙胺、二乙胺、二甲胺、三甲胺、丙胺。邻苯二甲酸丁苄酯生产工艺方法中，催化剂有机胺为三乙胺。邻苯二甲酸丁苄酯生产工艺方法中，以5-6％Na2CO3溶液来调节反应液的PH值。邻苯二甲酸丁苄酯生产工艺方法中，苄酯化反应的反应温度为115-120℃。邻苯二甲酸丁苄酯生产工艺方法中，水洗时温度冷却至80-90℃，水洗二次，每次加水量按下列比例关系计算(摩尔比)邻苯二甲酸酐∶水＝1∶56 。邻苯二甲酸丁苄酯生产工艺方法中，汽提时，蒸馏釜温度控制在110-120℃，水蒸汽压力≥0.1MPa，釜内汽相压力为-0.08-0.05MPa，水蒸汽流量为6-8Kmol/H/Kmol(邻苯二甲酸酐)邻苯二甲酸丁苄酯生产工艺方法中，精洗时，反应釜内温度冷却至80-90℃，然后加水反复洗涤数次，每次加水量按下列比例关系计算(摩尔比)，邻苯二甲酸酐∶水＝1∶5-6。邻苯二甲酸丁苄酯生产工艺方法中，减压脱水时釜内压力为-0.08-0.09MPa，温度为100-115℃。邻苯二甲酸丁苄酯生产工艺方法中，脱水前对物料进行脱色，活性碳的加入量为邻苯二甲酸酐的1-2‰。邻苯二甲酸丁苄酯生产工艺方法中，脱色脱水后，对物料进行压滤，压滤时温度为80-110℃，压力为0.1-0.4MPa。本发明的反应过程如下第一步单丁酯化，即邻苯二甲酸酐与丁醇反应生在单丁酯，其反应式为 第二步中和反应，即氢氧化钠中和单丁酯生成邻苯二甲酸单丁酯钠，其反应式为 第三步，苄酯化反应(丁苄酯的合成)，即邻苯二甲酸单丁酯钠与氯化苄反应，生成邻苯二甲酸丁苄酯，其反应式为 邻苯二甲酸丁苄酯为透明、油状液体，与邻苯二甲酸二辛酯相比，它与聚氯乙烯树脂、醋酸乙烯树脂、聚苯乙烯、硝酸纤维素等互溶性较好，具有良好的耐污染性，塑化速度快，填充剂容量大，对水和油的迁移性小。用于制造薄膜、板材和管材，可获得具有优良透明性和光滑表面的制品。邻苯二甲酸丁苄酯还适用于压延法制泡沫人造革。按照本发明的工艺方法生产邻苯二甲酸丁苄酯，其所需的原料成本较低，且原料易得，单丁酯再酯化生成邻苯二甲酸丁苄酯时的反应温度较低，经济效益显著。下表给出了本发明的四个实施例下面以实施例1为例，对本发明做进一步详细的说明。单丁酯化将148Kg邻苯二甲酸酐、80Kg丁醇加入反应釜中，温度控制在115℃，常压下反应2小时，测得PH值为4，无冷凝液回流，此时视为此反应的终点。中合反应将133Kg苛性钠(NaOH)加入反应釜中，使之与前序合成的单丁酯反应，合成邻苯二甲酸单丁酯钠，反应时温度控制在82℃，反应终点测得PH值为7.0丁苄酯的合成(苄酯化反应)，氯化苄152Kg，三乙胺2Kg，一起加入反应釜内，使之与前序合成的邻苯二甲酸单丁酯钠实现非均相反应，合成邻苯二甲酸丁苄酯。反应时温度控制在119℃，常压下反应2，3小时反应过程中滴加140l5-6％的Na2CO3溶液调节PH值，使PH＝8.用工业酸度计连续测量，反应终点，PH值为8。水洗第一步洗去盐水。前序合成的反应液为盐水和粗邻苯二甲酸丁苄酯的乳化液，在反应釜温度冷却至80℃时，加入清水120升，搅拌15分钟，静置1小时，排掉下层盐水。第二步再洗。再向反应釜中加入120升水，搅拌15分钟，静置1小时，分去上层水后得粗邻苯二甲酸丁苄酯，此时，测得PH值为7。汽提将水洗合格的粗邻苯二甲酸丁苄酯，在蒸馏釜内蒸馏，除去低沸物、馏出物，经冷凝器冷凝收集，汽提时温度为116℃，水蒸汽压力为0.1MPa，水蒸汽流量为6Kmol/H/Kmol(邻苯二甲酸酐)，釜内汽相压力为-0.08MPa，汽提时间为6.2小时，终点时测得PH值为4。精洗将汽提后的物料冷却至85℃，加入120升水，搅拌15分钟，静置1小时，分去上层水，洗涤2次，精洗终点PH值为7，精洗过程中温度要保持80-90℃。减压脱水精洗至中性的物料，在搅拌下升温至110℃，并抽真空，保持蒸馏釜内压力为-0.08MPa，进行脱水，脱水时间为1小时。成品检验参考邻苯二甲酸二辛酯的国家标准GB11406-89的指标进行检验，检验结果酯含量为99.08％，酸值为0.045mg/g，比重1.10g/cm2，闪点为194℃，体电阻率为7.8×109Ωm，色度＜4。经过上述工序，最后得成品邻苯二甲酸丁苄酯281kg。实施例3及实施例4中，因原料限制及其它原因，增加了脱色工序，此工序在脱水工序之前，下面以实施例3为例说明。反应釜内吸入活性碳进行脱色，一般情况下，活性碳比表面积大于1000m2/g(80-120目)，为此，活性碳的加入量为0.2Kg，脱色后，进入脱水工序，脱色脱水合格后，进行压滤，压滤时，使用慢过滤纸，温度为110℃，压力为0.4MPa，再经过检验工序，最后得成品邻苯二甲酸丁苄酯295kg。附表 注以上原料折纯苯酐即邻苯二甲酸酐权利要求1.一种邻苯二甲酸丁苄酯生产工艺方法，它包括邻苯二甲酸酐与丁醇反应合成单丁酯及氢氧化钠中和单丁酯合成邻苯二甲酸单丁酯钠工序，其特征在于邻苯二甲酸单丁酯钠与氯化苄以有机胺作催化剂，实现非均相反应，合成邻苯二甲酸丁苄酯，反应的物料比为(摩尔比)邻苯二甲酸酐∶丁醇∶氢氧化钠∶氯化苄∶有机胺＝1∶1.05～1.10∶1.00～1.02∶1.1～1.25∶0.01～0.03，常压下，苄酯化反应的反应温度控制在90-140℃，在反应过程中，不断调节反应液的PH值，使PH≥8，至PH值不降时，视为反应终点，制得粗邻苯二甲酸丁苄酯，然后再经过水洗、汽提、精洗、减压、脱水、检验工序，制得成品邻苯二甲酸丁苄酯。2.按照权利要求1所述的邻苯二甲酸丁苄酯生产工艺方法，其特征在于所述的催化剂有机胺包括下述有机胺中的任意一种三乙胺、二乙胺、二甲胺，三甲胺、丙胺。3.按照权利要求2所述的邻苯二甲酸丁苄酯生产工艺方法，其特征在于催化剂有机胺为三乙胺。4.按照权利要求1所述的邻苯二甲酸丁苄酯生产工艺方法，其特征在于以5-6％Na2CO3溶液来调节反应液的PH值。5.按照权利要求1所述的邻苯二甲酸丁苄酯生产工艺方法，其特征在于苄酯化反应的反应温度为115～120℃。6.按照权利要求1所述的邻苯二甲酸丁苄酯生产工艺方法，其特征在于水洗时反应釜温度为80-90℃，水洗二次，每次加水量按下列比例关系计算摩尔比)邻苯二甲酸酐∶水＝1∶5～6。7.按照权利要求1所述的邻苯二甲酸丁苄酯生产工艺方法，其特征在于汽提时，蒸馏釜温度为110～120℃，水蒸汽压力≥0.1MPa，釜内汽相压力为-0.08～-0.05MPa，水蒸汽流量为6-8Kmol/H/Kmol(邻苯二甲酸酐)8.按照权利要求1所述的邻苯二甲酸丁苄酯生产工艺方法，其特征在于精洗时，反应釜内温度80-90℃，加水反复洗涤数次，每次加水量按下列比例关系计算(摩尔比)邻苯二甲酸酐∶水＝1∶5-6。9.按照权利要求1至8中任一种所述的邻苯二甲酸丁苄酯生产工艺方法，其特征在于减压脱水时，釜内压力为-0.08～-0.09MPa，温度为100-115℃。10.按照权利要求1所述的邻苯二甲酸丁苄酯生产工艺方法，其特征在于脱水前对物料进行脱色，活性碳的加入量为邻苯二甲酸酐重量的1～2‰。11.按照权利要求10所述的邻苯二甲酸丁苄酯生产工艺方法，其特征在于脱色脱水后，对物料进行压滤，压滤时，温度为80-110℃，压力为0.1-0.4MPa。全文摘要本发明公开了一种增塑剂邻苯二甲酸丁苄酯生产工艺方法，它包括邻苯二甲酸酐与丁醇反应合成单丁酯及氢氧化钠中和单丁酯合成邻苯二甲酸单丁酯钠工序，其特征为邻苯二甲酸单丁酯钠与氯化苄在有机胺作催化剂、温度为90-140℃反应下，合成邻苯二甲酸丁苄酯，再经过水洗、汽提、精洗、脱水、检验工序，制得成品邻苯二甲酸丁苄酯，本发明的物料比为(摩尔比)邻苯二甲酸酐∶丁醇∶氢氧化钠∶氯化苄∶有机胺＝1∶1.05-1.10∶1.00-1.02∶1.10-1.25∶0.01-0.03。文档编号C07C69/00GK1143627SQ95112109公开日1997年2月26日 申请日期1995年8月22日 优先权日1995年8月22日发明者张连顺, 张文兰, 张晞宏 申请人:烟台市福山科源化工厂, 张连顺, 张文兰