一种高收率连续生产乙酸三氟乙酯的方法与流程

本发明涉及化学合成，具体为一种高收率连续生产乙酸三氟乙酯的方法。

背景技术：

1、三氟乙酸乙酯是一种重要的有机化工原料，可用于合成三氟乙酰乙酸乙酯、三氟乙酰丙酮等有机氟化合物，也可用作医药、农药中间体，有机合成。传统的生产方法以三氟乙酸和无水乙醇作为原料，将浓硫酸作为催化剂，通过加热生产得到三氟乙酸乙酯，但是该法产率不高，而且纯化处理的过程也比较繁琐，故而结果不大理想，并且这种生产方法对生产设备亦会严重腐蚀。

2、一般酸型催化剂进行催化产率较低，反应时间长并且价值不大。使用硫酸、磷酸等无机酸作为催化剂对设备具有严重的腐蚀性，同时反应后形成的废液不易与产物分离，腐蚀性强，需要专门的“三废”设施处理，如随意排放则会对环境造成污染。但使用盐酸盐和硫酸盐作为催化剂，具有很好的前景。如用固体硫酸盐作为酯化反应催化剂，其酯收率和催化速度和使用浓硫酸相当，但是却克服了使用浓硫酸的缺点，并且稳定性好，可持续使用。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种高收率连续生产乙酸三氟乙酯的方法，以解决现有技术中存在的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种高收率连续生产乙酸三氟乙酯的方法，包括以下步骤：

3、(1)将乙醇泵入输送管道，输送管道中间位置开设进气口，泵入乙醇的同时，通入三氟乙酰氯气体；

4、(2)输送管连接立式管式反应器，将乙醇和三氟乙酰氯混合物送入式管式反应器内，进行酯化反应，立式管式反应器连接冷凝器，将反应产物冷却至室温；

5、(3)冷凝器连有干燥塔，将冷却至室温的反应产物送入干燥塔内，脱除余量水分，蒸馏收集60～62℃的馏分即为三氟乙酸乙酯，收集77～79℃馏分即为乙醇，再次泵入输送管道，重复使用。

6、进一步的，步骤(1)所述三氟乙酰氯和乙醇的投料流速质量比为1:1.2～1:2.2。

7、进一步的，步骤(2)所述立式管式反应器控制温度在58～65℃。

8、进一步的，步骤(2)所述立式管式反应器中填料为固体酸催化剂。

9、进一步的，所述固体酸催化剂的制备方法为：

10、a、废弃果皮用清水清洗后，按料液比50g:1l浸泡于盐酸中，25℃、40r/min下浸泡1～4h，取出，用清水反复冲洗5～12min，干燥后，置于高速粉碎机中，打粉20s，间歇15s，重复3次后，再利用振动磨超微粉碎5～20min，得果皮粉末；

11、b、向果皮粉末加入果皮粉末质量0.1～0.3倍的粘液，充分搅拌均匀，以10℃/min升温至250～300℃，焙烧30min，再以60℃/min升温至600～650℃，保温1h，得磁性多孔生物炭；

12、c、将八水氧氯化锆溶解于八水氧氯化锆质量45倍的去离子水中，然后加入八水氧氯化锆质量80～100倍的1.5g/l磁性多孔生物炭水分散液、八水氧氯化锆质量5～6倍的三乙醇胺，100rpm搅拌15min，转移到水热反应器中，180℃下保持10～13h，过滤取固体，用去离子水冲洗五次，60℃干燥至恒重，再浸泡于0.4～0.8mol/l硫酸水溶液，浸泡4～7h，取固体在580℃焙烧3～5h，得固体酸催化剂。

13、进一步的，步骤a所述盐酸为浓度为0.1mol/l盐酸水溶液。

14、进一步的，步骤a所述干燥具体过程为：先于25℃干燥至果皮干基水分含量为0.02～0.04g·g-1，再于-18℃冷冻干燥24h。

15、进一步的，步骤b所述粘液的制备方法为：将淀粉、0.5～2.0mol/l硫酸铁水溶液按质量比1:4混合，在40r/min搅拌下，逐步加温至75～85℃。

16、进一步的，所述淀粉为玉米淀粉、薯类淀粉的一种。

17、进一步的，步骤(3)所述干燥塔装填有氧化钙和粒径为50～75nm的超细分子筛，氧化钙和超细分子筛的质量比为1:1。

18、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：

19、本发明以干燥粉碎后的废弃果皮为原料，进行第一次盐酸处理，脱除杂质和降低水分，从而在后期炭化过程中，抑制副产物的生成，提升废弃果皮的炭化率，然后以淀粉-硫酸铜溶液为粘结剂，进行第一次焙烧，形成生物炭，而硫酸铜经高温转化为fe3o4，并负载于生物炭表面，形成新的孔隙结构，与淀粉协同作用，形成磁性多孔生物炭，有利于回收，且内部及表面的多孔结构有利于铬离子吸附，经过第二次焙烧，形成zro2颗粒，且部分包裹fe3o4，避免被酸腐蚀，影响其回收性能；进行第二次酸处理，利用硫酸浸泡焙烧，激发固体催化剂活性，提高固体活性中心数量，进而提高催化活性，从而提高收率；本发明中的催化剂制备简单、催化活性高，催化剂可以简单过滤回收和重复利用，催化剂可以重复使用。

20、本发明采用输送管道、立式管式反应器、冷凝器、干燥塔串联形式的设备，相比于现有精馏塔式生产方法，在输送管道内实现三氟乙酰氯和乙醇的初步混合，有利于提高反应速度，且在干燥塔收集的乙醇能够继续使用，再次进入输送管道内，本发明不仅实现了连续自动化生产，获得产率稳定的乙酸三氟乙酯，同时加强原料利用率，条件温和、三废少、易于工业化生产。

技术特征：

1.一种高收率连续生产乙酸三氟乙酯的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种高收率连续生产乙酸三氟乙酯的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述三氟乙酰氯和乙醇的投料流速质量比为1:1.2～1:2.2。

3.根据权利要求1所述的一种高收率连续生产乙酸三氟乙酯的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述立式管式反应器控制温度在58～65℃。

4.根据权利要求1所述的一种高收率连续生产乙酸三氟乙酯的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述立式管式反应器中填料为固体酸催化剂。

5.根据权利要求3所述的一种高收率连续生产乙酸三氟乙酯的制备方法，其特征在于，所述固体酸催化剂的制备方法为：

6.根据权利要求5所述的一种高收率连续生产乙酸三氟乙酯的制备方法，其特征在于，步骤a所述盐酸为浓度为0.1mol/l盐酸水溶液。

7.根据权利要求5所述的一种高收率连续生产乙酸三氟乙酯的制备方法，其特征在于，步骤a所述干燥具体过程为：先于25℃干燥至果皮干基水分含量为0.02～0.04g·g-1，再于-18℃冷冻干燥24h。

8.根据权利要求5所述的一种高收率连续生产乙酸三氟乙酯的制备方法，其特征在于，步骤b所述粘液的制备方法为：将淀粉、0.5～2.0mol/l硫酸铁水溶液按质量比1:4混合，在40r/min搅拌下，逐步加温至75～85℃。

9.根据权利要求8所述的一种高收率连续生产乙酸三氟乙酯的制备方法，其特征在于，所述淀粉为玉米淀粉、薯类淀粉的一种。

10.根据权利要求1所述的一种高收率连续生产乙酸三氟乙酯的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述干燥塔装填有氧化钙和粒径为50～75nm的超细分子筛，氧化钙和超细分子筛的质量比为1:1。

技术总结本发明公开了一种高收率连续生产乙酸三氟乙酯的方法，涉及化学合成技术领域。本发明以废弃果皮为原料，经过盐酸浸渍、淀粉粘结、炭化等处理，形成多孔生物质炭，加强废弃果皮的碳转化效果，间接增加催化剂的稳定性，有利于催化剂重复使用，表面的多孔结构既有利于Fe、Zr元素的负载，方便后期回收，又能增加催化剂与反应物的接触面积，提高产品收率；本发明不同于传统工艺，采用更加温和、不损伤设备的催化剂，并且采用输送管道、立式管式反应器、冷凝器、干燥塔串联形式的设备，不仅实现了连续自动化生产，获得产率稳定的乙酸三氟乙酯，同时加强原料利用率，条件温和、三废少、易于工业化生产。技术研发人员：葛繁龙,赵洪亮,茅嘉龙,何裕峰,班立坤受保护的技术使用者：南通宝凯药业有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/20