稀土有机化合物的直接法合成技术制造技术

一种稀土有机化合物的直接法合成技术，它使用氧化轻稀土（ＲｅＯ）为原料在特定催化剂存在下，使精制后的氧化轻稀土与一种或二种以上有机酸和／或有机酯在常压及９０°～１４０℃条件下直接反应２～３．５小时，即获得稀土化合物。该合成技术工艺流程短，操作简便，设备利用率高，能耗小，无环境污染。所得产品质量高，稳定性好，且综合成本低。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及稀土金属有机化合物制备技术，具体地说，是稀土有机化合物的直接法合成技术。目前专利文献报道及市场商品化的各类稀土有机化合物，主要是脂肪酸稀土、月桂酸稀土、硬脂酸稀土、油酸稀土、水杨酸稀土、辛基马来酸稀土、羧酸酯基稀土、硫醇酯稀土、氨基酸酯稀土、二乙基己酸稀土、癸二酸稀土等。在合成工艺上均以稀土金属RE的水溶性盐(如氯化稀土、硝酸稀土盐)为原料，采用间接法(即皂化法)合成技术。其代表性流程可归纳如下(a)稀土有机酸合成路线 以上生产工艺共同缺点是工艺流程长，中间环节多，产品质量不易控制，操作费用高。原料中使用稀土水溶性盐及皂化中使用碱带来的Na+及Cl－等及颇具活性的非稀土杂质元素难以全部洗涤干净，残存在产品中，影响产品质量及稳定性，生产过程中排放大量废水，污染环境。本专利技术的目的正是为了克服上述不足之处，而提出一种直接法(熔融法)生产稀土有机化合物的工艺方法。本专利技术的目的是通过以下配方及工艺方法达到的一种稀土有机化合物的直接法合成技术，其特征在于配方及工艺条件如下A、稀土有机化合物的组成及其含量为(a)至少一种或二种以上的有机酸或酯及其它们的混合物，用量为81～89份(重量)，有机酸或酯是指C6～C18的一元或二元饱和、不饱和酸或酯；上述C6～C18的一元或二元饱和、不饱和酸或酯选自C6～C9脂肪酸、月桂酸、硬脂酸、十二羟基硬脂酸、油酸、羧酸脂、硬脂酸单甘油酯、己二酸、戊二酸、癸二酸、富马酸、水杨酸、马来酸(酐)、硫醇酯、氨基酸、环氧油酸等。最好是异辛酸、硬脂酸、羧酸酯、环氧油酸、马来酸(酐)、十二羟基硬脂酸。(b)至少一种或二种以上或全部下列纯度为90～99％的氧化轻稀土元素的单质或它们的混合物，用量为11～19份(重量)，氧化轻稀土ReO是指Re=La、Ce、Pr、Nd、Y。Re可以是其中一个元素，二个元素甚至全体元素的混合物。ReO的纯度为90～99％，最佳使用的原料是细度过30美国目的混合轻稀土氧化物，更优的是精制混合轻稀土氧化物ReOLa、Ce、Pr、Nd、Y氧化混合物过60美国目细度，其中Ce≤3％，Pr≤1％，Nd≤1％，Na、Si、Pb杂质各自≤0．8％，ReO纯度≥95％。(C)催化剂，用量为0．5～3份(重量)，催化剂是指醋酸(冰醋酸)、双氧水、碳酸、草酸B、直接法工艺条件为首先在反应釜中加入按上述配方量的有机酸或／和酯及其它们的混和物，熔化后在搅拌状态下加入上述配方量的催化剂，在60～110℃下，向反应釜中加入上述配方量的氧化轻稀土ReO，控制反应温度为90～140℃，反应时间为2～3．5小时，得稀土有机化合物。与现有技术相比，本专利技术具有如下显著的优点1)工艺流程短，操作简便直接法免去了传统工艺皂化法的复分解、水洗、干燥等步骤，缩短流程，简化操作。2)如表1所示，本专利技术具有(1)设备利用率高反应时间从原来的4～5小时缩短为2～3．5小时，设备利用率提高20倍，生产周期缩短约12小时。(2)能耗小产品无需洗涤，干燥，降低了能耗。(3)无污染环境生产过程无水操作，没有三废排放，保护环境。本专利技术直接法工艺与传统间接法(皂化法)工艺指标比较如下表1<tables id="table1" num="001"><table>指标间接法直接法收率％73＞95产品性状(灰)白色粉末(易飞扬)(灰)白色粉末(不易飞扬)反应温度℃80～10090～140反应时间4～5小时2～3．5小时干燥时间＞12小时不需干燥水洗耗水量大无设备使用效率(产品kg／l吨釜每釜次)35～40＞700</table></tables>3)产品质量高且稳定性好使用氧化稀土为原料，原料纯度、质量稳定可控制，免去中间物质(碱)及中间环节，减少反应杂质对产品质量影响，稳定并提高了产品质量。4)降低成本直接法降低了操作费用及投资费用，提高设备利用率，生产成本大大降低。下面通过具体实施例对本专利技术作进一步的阐明实施例1在装备有搅拌器、温度计及加热夹套的1m3不锈钢反应器里，加入694．4kg的硬脂酸，在90～100℃下熔化，开动搅拌器并放入12Kg的冰醋酸，搅均后，在90～100℃下向反应釜中加入143．5kg的精制混合轻稀土氧化物ReOLa、Ce、Pr、Nd、Y氧化混合物过60美国目细度，其中Ce≤3％，Pr≤1％，Nd≤1％，Na、Si、Pb杂质各自≤0．8％，ReO纯度≥95％。于100～120℃反应2～3．0小时，将物料放出冷却粉碎成≥60美国目粉状物，即得硬脂酸稀土。实施例2在装备有搅拌器、温度计及加热夹套的1m3不锈钢反应器里，加入月桂酸493．6kg，马来酸101kg、己二酸120kg，在80～100℃下熔化，开动搅拌器并放入14kg的双氧水搅均后，在80～100℃向反应釜中加入163．8kg的氧化镧(La3O2)，于105～110℃反应3～3．5小时，将物料放出冷却粉碎成≥60美国目粉状物，即得不对称有机混合稀土化合物。实施例3在装备有搅拌器、温度计及加热夹套的1m3不锈钢反应器里，加入342．1kg的硬脂酸及352．3kg的单硬脂酸甘油酯，在90～100℃下熔化，开动搅拌器并放入19kg的冰醋酸，搅均后，在90～100℃向反应釜中加入143．5kg的精制混合轻稀土ReOLa、Ce、Pr、Nd、Y氧化混合物细度为过60美国目，其中Ce≤3％，Pr≤1％，Nd≤1％，Na、Si、Pb杂质各自≤0．8％，ReO纯度≥95％。于100～120℃反应2．5～3．0小时，将物料放出冷却粉碎成≥60美国目粉状物，即得有机稀土化合物。权利要求1.稀土有机化合物的直接法合成技术，其特征在于配方及工艺方法包括A、稀土有机化合物的组成为a)至少一种或二种以上的有机酸或／和有机酯及其它们的混合物，用量为81～89份(重量)，有机酸或／和酯是指C6～C18的一元或二元饱和、不饱和酸或／和酯；b)至少一种或二种以上或全部下列纯度为90～99％的氧化轻稀土元素的单质或它们的混合物，用量为11～19份(重量)，氧化轻稀土ReO是指Re为La、Ce、Pr、Nd、Y；c)催化剂，用量为0．5～3份(重量)，催化剂是指醋酸(冰醋酸)、双氧水、碳酸、草酸；B、直接法工艺条件为首先在反应釜中加入按上述配方量的有机酸或／和酯及其它们的混和物，熔化后在搅拌状态下加入上述配方量的催化剂，在60～110℃下，向反应釜中加入上述配方量的氧化轻稀土Re0，控制反应温度为90～140℃，反应时间为2～3．5小时，得稀土有机化合物。2.权利要求1所述的稀土有机化合物的直接法合成技术，其特征在于C6～C18的一元和二元饱和、不饱和酸或酯选自C6～C9脂肪酸、月桂酸、硬脂酸、十二羟基硬脂酸、油酸、羧酸脂、硬脂酸单甘油酯、己二酸、戊二酸、癸二酸、富马酸、水杨酸、马来酸(酐)、硫醇酯、氨基酸、环氧油酸等。3.权利要求2所述的稀土有机化合物的直接法合成技术，其特征在于C6～C18的一元或二元饱和、不饱和酸或酯选自异辛酸、硬脂酸、羧酸酯、环氧油酸、马来酸(酐)、十二羟基硬脂酸。4.根据权利要求1所述的稀土有机化合物的直接法合成技术，其特征在于精制混合轻稀土氧化物指细度为≥30美国目，其中Ce≤3％，Pr≤1％本文档来自技高网...

【技术保护点】
稀土有机化合物的直接法合成技术，其特征在于配方及工艺方法包括：Ａ、稀土有机化合物的组成为：ａ）至少一种或二种以上的有机酸或／和有机酯及其它们的混合物，用量为８１～８９份（重量），有机酸或／和酯是指Ｃ↓［６］～Ｃ↓［１８］的一元或二元 饱和、不饱和酸或／和酯；ｂ）至少一种或二种以上或全部下列纯度为９０～９９％的氧化轻稀土元素的单质或它们的混合物，用量为１１～１９份（重量），氧化轻稀土ＲｅＯ是指：Ｒｅ为Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｙ；ｃ）催化剂，用量为０．５～３份（重量 ），催化剂是指醋酸（冰醋酸）、双氧水、碳酸、草酸；Ｂ、直接法工艺条件为：首先在反应釜中加入按上述配方量的有机酸或／和酯及其它们的混和物，熔化后在搅拌状态下加入上述配方量的催化剂，在６０～１１０℃下，向反应釜中加入上述配方量的氧化轻稀 土ＲｅＯ，控制反应温度为９０～１４０℃，反应时间为２～３．５小时，得稀土有机化合物。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑德，陆志刚，
申请(专利权)人：郑德，广东广洋高科技实业有限公司，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]