[发明专利]乙酰柠檬酸三丁酯的半连续化生产工艺

说明书

技术领域

本发明属于环保增塑剂的生产工艺，特别涉及一种乙酰柠檬酸三丁酯的半连续化生 产工艺。

背景技术

柠檬酸三丁酯(TBC)和乙酰柠檬酸三丁酯(ATBC)均为目前国外流行无毒增塑剂，两者 被美国食品医药管理局(FDA)认证为无毒产品。乙酰柠檬酸三丁酯较之柠檬酸三丁酯毒 性更小，两者都可添加在食品中。乙酰柠檬酸三丁酯作为主增塑剂，具有溶解性强，耐 油性、耐光性好，并有很好的抗霉性。它与大多数纤维素、聚氯乙烯、聚醋酸乙烯酯等 有良好的相溶性，主要用作纤维素树脂和乙烯基树脂的增塑剂。聚氯乙烯经其增塑后， 具有低温挠曲性好，熔封时对热稳定、不变色等优点。乙酰柠檬酸三丁酯广泛应用于食 品包装、医疗器具、儿童玩具、个人卫生用品等方面，是一种性能优良、具有广阔发展 前景的增塑剂。

传统的乙酰柠檬酸三丁酯为全间歇式生产工艺。一般而言乙酰柠檬酸三丁酯生产包 括以下几个生产工序：酯化工序、脱醇工序、乙酰化工序、脱酸工序、中和工序、汽提 工序、过滤工序。全间歇式乙酰柠檬酸三丁酯工艺流程主要如下：

向酯化釜中投入柠檬酸、正丁醇和催化剂氨基磺酸，在120～130℃的温度下通入氮 气，搅拌反应，合成柠檬酸三丁酯(TBC)。酯化后的物料倒入脱醇釜，通入氮气，抽真 空脱醇，脱醇温度控制在120～130℃，脱醇合格后的物料冷却后进入乙酰化脱酸釜，加 入乙酸酐和催化剂氨基磺酸，通冷却水降温至40℃，进行乙酰化反应，乙酰化反应结束 后，抽真空脱出物料中的乙酸。脱酸后的物料降温进入中和汽提釜，在中和汽提釜中， 进行中和水洗，然后通入直接蒸汽升温脱水；产品汽提合格后倒入脱色釜，在脱色釜中 加入活性炭脱色，再经过滤后即成为乙酰柠檬酸三丁酯。

按照以上所述，传统全间歇式生产装置一般包括酯化釜、脱醇釜、乙酰化脱酸釜、 中和汽提釜、脱色釜，物料每完成一步工艺过程后，需再进行处理时，必须倒入另外一 个反应釜，倒料时间长，生产操作基本靠手动完成，劳动强度大，产品质量不稳定，装 置生产规模小，按反应釜容积8M³计算，每条生产线每年产量不足5000吨，而且无中和 废水处理系统，污染严重。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种乙酰柠檬酸三丁酯的半连续化生产工艺，在 生产装置的脱醇工序和脱酸工序实现连续化操作，同时增加废水处理工序，对废水脱醇 脱盐处理，解决环境保护问题。

本发明乙酰柠檬酸三丁酯的半连续化生产工艺，包括丁醇与柠檬酸酐在催化剂作用 下的酯化工序、脱醇工序、柠檬酸酯与乙酸酐在催化剂作用下的乙酰化工序、脱酸工序、 中和工序、汽提工序和过滤工序，其特征在于：

所述脱醇工序采取全连续化脱醇，酯化合格后的粗酯放入粗酯罐中，经粗酯泵打入 一级脱醇塔，在绝压15Kpa下依靠自身所含的热量闪蒸，蒸发掉部分过量醇，一级脱醇 后粗酯直接流入二级脱醇塔中，在绝压2Kpa下进一步闪蒸，蒸发掉物料中剩余的醇，脱 醇总时间控制在20分钟以内。

所述脱酸工序，乙酰化后柠檬酸粗酯打入粗脱酸釜中，在绝压15-30Kpa，通入氮气， 完成初步脱酸，粗脱酸后的物料被吸入精脱酸釜，在绝压15-30Kpa，通入氮气，完成精 脱酸过程，总脱酸时间控制在2小时以内，粗脱酸釜釜顶冷凝器的尾气首先进入三级碱 洗密封罐，在碱洗密封罐中盛有氢氧化钠水溶液，尾气中的废酸与氢氧化钠溶液发生中 和反应成为有机盐，存留在液相中，经过三级碱洗，尾气不再含有废酸，其余的氮气经 液环真空泵抽出排入大气；

所述酯化工序中酯化生成的水经油水分离后，含有丁醇的水相送入废水汽提塔，塔 内温度控制97℃，在常压下进行汽提，汽提后的废水排放或循环使用；

所述中和工序中的废水首先进入废水脱盐系统的隔油池，经油水相分离后，酯相回 流到油槽，最后返回中和釜处理，水相流入废水收集罐中，经废水泵送入废水脱盐塔， 废水浓缩塔的浓缩比控制在4∶1，废水中的有机盐被浓缩，自塔釜流出，塔顶蒸出的废 水进入污水池进一步隔油分离后排放。

本发明乙酰化反应的催化剂为氨基磺酸，加入量为柠檬酸三丁酯(TBC)投料量的 0.25wt％。

本发明的优点：