[发明专利]一种合成二醋酸甘油酯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及甘油的二醋酸酯的合成方法，属于化工合成工艺范围。

背景技术

 二醋酸甘油酯是一种用途广泛的精细化工产品，主要用途有：食品加工的乳化剂；水泥添加剂；铸造型砂固化剂；各种有机树脂特别是硝化纤维素的溶剂，和有机合成原料等。市场有一定的需求量，特别是作为铸造型砂固化剂时，由于它比三醋酸甘油酯的固化作用要快得多，所以冬天的用量就较大。

现有的生产工艺是按照三醋酸甘油酯的生产方法来生产二醋酸甘油脂的，其反应方程式如下：

                                                            如上式所示，把甘油、醋酸、带水剂和催化剂按一定的比例投入反应釜，其中按摩尔比计，n（甘油）：n（醋酸）=1：3.5，催化剂是硫酸、对甲苯磺酸或者磷酸，带水剂一般用醋酸异丙酯或醋酸正丙酯，反应温度从120℃逐渐增加到140℃左右，至塔顶不再有水分出为止。此时反应物的混合液中，若不计醋酸和带水剂的成分，其中一醋酸甘油酯：二醋酸甘油酯：三醋酸甘油酯的比例为0~2:5~8:92~95，再加醋酐深度酯化得到三醋酸甘油酯。

在以上方法中，在反应的某一阶段就终止，就会得到二醋酸甘油酯比例比较高的混合溶液。但是实际操作中困难较大，一般的想法，可以根据反应时已分出的水的量作为参考来控制酯化程度，但事实上，这样得到的产品中二醋酸甘油酯的比例总是大大小于理想值，而三醋酸甘油酯已经超过了预先的想象。如降低投料中醋酸的比例想得到较高的二醋酸甘油酯，则反应时间较长，后期反应温度高而使产品的颜色变深。同样，由于反应终点难以确定，得到的二醋酸甘油酯比例不稳定，所以市场上一般的二醋酸甘油酯含量为45%~55%。

发明内容

本发明旨在提供一种能够缩短酯化反应时间，提高二醋酸甘油酯含量的合成方法。主要改进在于降低醋酸的加入量，同时改变催化剂，提高反应的选择性。具体是这样实施的：一种合成二醋酸甘油酯的方法 ，甘油和醋酸在固体催化剂和醋酸正丙酯带水剂的作用下反应所得，其特征在于甘油和醋酸的摩尔比为1:2.5-3.0，最佳为1：2.6-2.8，固体催化剂为硫酸氢钠，硫酸氢钠的加入量占反应物总重量的0.5-3‰，最佳量为1.0-2.0‰，投入反应釜的混合物在120-145℃的温度下反应8-14小时，最佳为130-145℃的温度下反应10-12小时，得到二醋酸甘油酯含量为45%-60%的液态混合物。

本工艺中，带水剂醋酸正丙酯的加入量占反应物总重量的3-5%，最佳为3.5-4.5%。

为了得到更高含量的二醋酸甘油酯成品，将反应得到的二醋酸甘油酯含量为45%-60%的液态混合物用氢氧化钡中和破坏催化剂，然后再脱带水剂、脱醋酸、脱色、脱轻组份、过滤得到含量为65%-80%的二醋酸甘油酯成品。

本工艺中脱带水剂、脱醋酸、脱轻组份均采用常规工艺，脱色采用添加活性炭方式。

本工艺缩短了酯化反应时间，工艺易控制，得到的二醋酸甘油酯比例稳定且提高了二醋酸甘油酯含量，提高了产品产率、质量和色度。

具体实施方案

实施例1：

   （1）把甘油、醋酸、固体催化剂硫酸氢钠和带水剂醋酸正丙酯按配比搅拌混合，甘油和醋酸的摩尔比为1:2.6，固体催化剂占反应物总重量的1.0‰，带水剂占反应物总重量的3.5%；

   （2）将步骤（1）得到的混合物投入带搅拌的反应釜，在搅拌的前提下加温，反应物在130-145℃的温度下反应10-12小时，得到二醋酸甘油酯含量为50.1%的液态混合物；

   （3）将步骤（2）得到的混合物先用氢氧化钡中和，破坏掉催化剂，然后脱带水剂和醋酸、加活性炭脱色、脱轻组份、过滤得到二醋酸甘油酯含量为78.5%的成品。

经测定，进行气相色谱分析，二醋酸甘油酯的含量为78.5%，色度/（Hazen(Pt-Co)）为  ≤10。

实施例2：

（1）把甘油、醋酸、固体催化剂硫酸氢钠和带水剂醋酸正丙酯按配比搅拌混合，甘油和醋酸按摩尔比为1:2.5，固体催化剂占反应物总重量的0.5‰，带水剂占反应物总重量的3.0%；

 （2）将步骤（1）得到的混合物投入带搅拌的反应釜，在搅拌的前提下加温，反应物在120-135℃的温度下反应10-14小时，得到二醋酸甘油酯含量为51.5%的液态混合物；