一种反应共沸精馏制备油酸甘油酯的方法技术

本发明专利技术公开了一种反应共沸精馏制备油酸甘油酯的方法，以甘油与油酸为反应原料，以N

【技术实现步骤摘要】
一种反应共沸精馏制备油酸甘油酯的方法


[0001]本专利技术涉及一种制备油酸甘油酯的方法，尤其涉及一种反应共沸精馏制备油酸甘油酯的方法。

技术介绍

[0002]油酸甘油酯是一种不饱和脂肪酸甘油酯，在医药行业作为克拉维酸的主要原料，在纺织工业中可用于加工处理的平滑剂，在日化行业中常作为乳化剂及润湿剂使用。
[0003]生产油酸甘油酯的方法主要有：酰卤化后醇解法、生物酶催化法、酯交换法、经典酯化法。对于经典酯化法，以油酸与甘油作为反应原料，采用酸催化剂酯化合成油酸甘油酯。该反应操作简单，且收率较高适合工业化大规模生产。但使用均相无机酸催化则存在设备腐蚀的缺陷，并且反应后需中和废酸产生废水污染环境。
[0004]文献报道采用苯磺酸作为催化剂，利用真空抽滤方式制备油酸酯。专利CN104262149公开了采用自制固体酸催化剂催化甘油与油酸的反应，并利用真空脱水机进行脱水制备油酸甘油酯。但现有方法中，均具有反应原料油酸与甘油不互溶问题。

技术实现思路

[0005]专利技术目的：本专利技术的目的是提供一种能改善反应原料不互溶、提高转化率的反应共沸精馏制备油酸甘油酯的方法。
[0006]技术方案：本专利技术所述的反应共沸精馏制备油酸甘油酯的方法，以甘油与油酸为反应原料，以N
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甲基吡咯烷酮为反应溶剂、甲苯为带水剂，在固体酸的催化下制备油酸甘油酯。
[0007]其中，所述N
‑
甲基吡咯烷酮与甘油的质量比为4～8:1。
[0008]其中，所述甲苯与N
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甲基吡咯烷酮的质量比为1～2:1。
[0009]其中，所述固体酸的用量为反应原料总质量的1～5％。
[0010]其中，所述反应原料醇酸摩尔比为1:3～5。
[0011]其中，所述反应温度为160～200℃，酯化反应时间为4～8h。
[0012]其中，所述甲苯与水形成共沸体系，共沸体系的温度95～110℃。
[0013]其中，所述固体酸为SO
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/ZrO2‑
Al2O3、SO
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/ZrO2或SO
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/TiO2。
[0014]其中，具体步骤为：甲苯与水形成共沸体系，经塔顶冷凝后进入分水器，上层甲苯回流进入反应器中循环使用，下层水排放；反应结束后，塔釜料过滤分离出催化剂，采用水洗脱除反应溶剂N
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甲基吡咯烷酮，再经减压旋蒸脱除带水剂，得到油酸甘油酯粗产品。
[0015]有益效果：本专利技术与现有技术相比，取得如下显著效果：1、通过添加N
‑
甲基吡咯烷酮作为反应溶剂，改善反应前油酸与甘油不互溶问题，同时有利于降低反应体系粘度，便于反应产物与催化剂的分离；采用甲苯为带水剂，由于甲苯与水形成非均相最低共沸物，通过反应与共沸精馏结合的方式可有效脱除反应过程生成的水，从而提高反应过程的转化率。2、本专利技术工艺可以实现反应过程中甘油转化率达到90.5％以上，目标产物油酸甘油酯选择
性达到74.5％以上。
附图说明
[0016]图1为对比不同工艺对甘油转化率及油酸酯选择性的影响数据图；
[0017]图2为对比不同反应溶剂对甘油转化率及油酸酯选择性的影响数据图；
[0018]图3为对比不同带水剂对甘油转化率及油酸酯选择性的影响数据图。
具体实施方式
[0019]下面对本专利技术作进一步详细描述。
[0020]实施例1
[0021]将原料3.68g甘油、33.8g油酸，与18.41g溶剂N
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甲基吡咯烷酮及20g带水剂甲苯加入反应釜中，然后称取0.75g固体酸催化剂SO
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/ZrO2‑
Al2O3，将反应温度控制在190℃，搅拌反应精馏6h。反应结束后将产物过滤分离出催化剂，通过水洗除去溶剂N
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甲基吡咯烷酮，减压旋蒸除去带水剂甲苯，得到油酸甘油酯粗产品。
[0022]本实施例的固体酸催化剂SO
42
‑
/ZrO2‑
Al2O3的制备方法如下：
[0023]将摩尔比3:1的氧氯化锆与硝酸铝溶于去离子水中，溶解均匀后，在室温下强力搅拌并滴入28％NH3·
H2O产生白色沉淀，调节体系pH至10后，停止搅拌将沉淀于常温下陈化24h，陈化完毕后过滤，去离子水洗涤至滤液中无氯离子存在，利用硝酸银检验，并将滤饼在110℃下干燥24h，研磨成粉，放入1mol/L硫酸铵溶液中浸渍搅拌24h后过滤。干燥24h后于550℃下焙烧6h，得到固体酸催化剂SO
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/ZrO2‑
Al2O3。
[0024]依据国标GB/T132166滴定法计算甘油的转化率，采用Agilent
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1260高效液相色谱检测并计算油酸酯的选择性。
[0025]同时，对制备油酸甘油酯的其它3种方法进行比较。一是不添加反应溶剂N
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甲基吡咯烷酮与带水剂甲苯，二是仅添加反应溶剂N
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甲基吡咯烷酮，三是仅添加带水剂甲苯，3种方法实验结果见图1所示。仅加入反应溶剂，可以提高油酸与甘油的互溶度，但对转化率及选择性影响较小；仅加入带水剂甲苯，可以除去反应中生成的水，促进酯化反应，从而提高反应过程的转化率；同时添加反应溶剂及带水剂，不仅可以提高原料互溶度，同时可以提高反应转化率，甘油转化率90.5％以上，目标产物油酸甘油酯选择性达到74.5％以上。
[0026]实施例2
[0027]基本步骤同实施例1，不同的是，反应温度不同。各反应温度对甘油转化率与油酸甘油酯选择性影响如表1所示。
[0028]表1反应温度对合成油酸甘油酯的转化率与选择性影响
[0029]反应温度(℃)转化率(％)选择性(％)收率(％)140.059.525.014.9150.065.427.317.9160.074.428.120.9170.083.832.727.4180.086.234.830.0190.089.737.633.7
200.090.136.532.9
[0030]由表1可知，不同反应温度对油酸甘油酯合成过程的转化率影响较大，对选择性的影响较小。升高反应温度可以加快反应速率，提高反应转化率。但当反应温度升高至190℃以上后甘油转化率与产物选择性几乎保持稳定，同时反应温度达到200℃后反应体系颜色也随之加深从而影响产物品质。故最优反应温度选择为190℃，甘油转化率最高可达到89.7％，油酸酯选择性达到37.6％，总收率为33.7％。
[0031]实施例3
[0032]本实施例油酸甘油酯的制备步骤同实施例1，不同的是，醇酸摩尔比不同。各醇酸摩尔比对甘油转化率与油酸甘油酯选择性影响如表2所示。
[0033]表2醇酸摩尔比对合成油酸甘油酯的转化率与选择性影响
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种反应共沸精馏制备油酸甘油酯的方法，以甘油与油酸为反应原料，其特征在于，以N
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甲基吡咯烷酮为反应溶剂、甲苯为带水剂，在固体酸的催化下制备油酸甘油酯。2.根据权利要求1所述的反应共沸精馏制备油酸甘油酯的方法，其特征在于，所述N
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甲基吡咯烷酮与甘油的质量比为4～8:1。3.据权利要求1所述的反应共沸精馏制备油酸甘油酯的方法，其特征在于，所述甲苯与N
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甲基吡咯烷酮的质量比为1～2:1。4.根据权利要求1所述的反应共沸精馏制备油酸甘油酯的方法，其特征在于，所述固体酸的用量为反应原料总质量的1～5％。5.根据权利要求1所述的反应共沸精馏制备油酸甘油酯的方法，其特征在于，所述反应原料的醇酸摩尔比为1:3～5。6.根据权利要求1所述的反应共沸精馏制备油酸甘油酯的方法，其特征在于，所述反应温度为160～2...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾正桂，胡博，葛盛才，张佩祥，曹晓艳，沙玉英，
申请(专利权)人：金浦新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：