柠檬酸三丁酯的连续化生产工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种柠檬酸三丁酯的连续化生产工艺，尤其是一种用膜分离技术精制柠檬酸三丁酯的连续化生产工艺，属于化学工程技术领域。本发明专利技术的酯化反应采用10-100nm的固体酸催化剂，催化剂活性高，反应速度快。采用膜分离技术对传统的中和水洗、催化剂分离和减压脱醇工艺进行了改进，实现了整个工艺过程的连续化、自动化操作，生产效率高，产品质量稳定。将催化剂的分离过程与酯化反应过程耦合于同一系统中，解决了微细悬浮态催化剂在分离回用过程中流失严重问题。膜分离能耗低，丁醇的回收效率高。设备投资小，易形成规模化生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉 及一种柠檬酸三丁酯的连续化生产工艺，尤其是一种用膜分离技术精制柠檬酸三丁酯的连续化生产工艺，属于化学工程

技术介绍
柠檬酸三丁酯(简称TBC)作为一种新型“绿色”环保塑料增塑剂，具有无毒无味、相容性好、增塑效率高、易被生物降解和挥发性小等优点，耐寒性、耐光性和耐水性优良，并且在树脂中有抗霉性能，可替代邻苯二甲酸酯类传统增塑剂。因此TBC被广泛用于食品及医药仪器包装、化妆品、日用品、玩具、个人卫生用品等领域，同时也是重要的化工中间体。传统的TBC生产工艺一般是由柠檬酸和正丁醇在浓硫酸为催化剂的作用下酯化合成，反应产物的后处理要经过碱中和、水洗、蒸馏脱醇脱水、脱色最后得到成品。其反应原理见下面的反应方程式。权利要求1.一种柠檬酸三丁酯的连续化生产工艺，其特征在于包括步骤(1)柠檬酸和丁醇的酯化反应将柠檬酸、正丁醇和固体催化剂加入反应釜中，在常规的反应工艺条件下进行酯化反应；(2)膜法中和水洗当酯化反应结束后，加入碱溶液中和后，静置使酯水分层，取上层酯层连续加水一起进入亲水性多孔膜组件，进行水相分离，直至将酯层洗至中性，得到截留测的浓缩物料，主要包括正丁醇、柠檬酸三丁酯和催化剂；渗透侧分离出水至废水处理；(3)膜法催化剂分离截留侧的浓缩物料进入亲油性多孔膜组件进行固液分离，其中正丁醇和柠檬酸三丁酯经渗透侧分离出来，截留的固体催化剂回收；(4)渗透汽化脱醇将正丁醇和柠檬酸三丁酯的混合物输送进入渗透汽化膜组件，正丁醇从渗透侧分离出并回收，得到浓缩的柠檬酸三丁酯；(5)脱色压滤得到柠檬酸三丁酯。2.根据权利要求1所述的柠檬酸三丁酯的连续化生产工艺，其特征在于步骤(1)所述的固体催化剂是固体酸。3.根据权利要求2所述的柠檬酸三丁酯的连续化生产工艺，其特征在于所述的固体酸是分子筛催化剂、超强酸催化剂或者杂多酸催化剂；催化剂的粒径为10 100 nm。4.根据权利要求1所述的柠檬酸三丁酯的连续化生产工艺，其特征在于所述的步骤(1)中柠檬酸和正丁醇的摩尔比为1:4 1:6；所述的固体催化剂占柠檬酸质量百分比为 1% 3% ；所述的酯化条件为100 140°C下反应2 4小时。5.根据权利要求1所述的柠檬酸三丁酯的连续化生产工艺，其特征在于所述的步骤(2)的碱溶液为浓度为3% 5%的碳酸钠、氢氧化钠或氢氧化钾溶液。6.根据权利要求1所述的柠檬酸三丁酯的连续化生产工艺，其特征在于所述的步骤 (2)的亲水性多孔膜组件为管式无机膜；且所述的无机膜采用平均孔径为5 500 nm的陶瓷、金属或其复合材料构成的对称或不对称膜。7.根据权利要求1所述的柠檬酸三丁酯的连续化生产工艺，其特征在于所述的步骤(2)的膜分离操作参数为错流速度1 5m/s，操作压力0. 1 0. 5 MPa08.根据权利要求1所述的柠檬酸三丁酯的连续化生产工艺，其特征在于所述的步骤(3)中亲油性多孔膜组件为改性陶瓷膜；陶瓷膜采用平均孔径为5 500nm的陶瓷构成的对称或不对称膜；且所用陶瓷膜的改性采用有机硅烷偶联剂对陶瓷膜进行化学改性，水滴在膜表面的接触角为90 170度。9.根据权利要求1所述的柠檬酸三丁酯的连续化生产工艺，其特征在于所述的步骤(3)的膜分离操作参数为错流速度1 7m/s，操作压力0.1 0. 6 MPa010.根据权利要求1所述的柠檬酸三丁酯的连续化生产工艺，其特征在于所述的步骤(4)的渗透汽化膜的支撑层为氧化铝，分离层为聚二甲基硅氧烷。全文摘要本专利技术涉及一种柠檬酸三丁酯的连续化生产工艺，尤其是一种用膜分离技术精制柠檬酸三丁酯的连续化生产工艺，属于化学工程
本专利技术的酯化反应采用10-100nm的固体酸催化剂，催化剂活性高，反应速度快。采用膜分离技术对传统的中和水洗、催化剂分离和减压脱醇工艺进行了改进，实现了整个工艺过程的连续化、自动化操作，生产效率高，产品质量稳定。将催化剂的分离过程与酯化反应过程耦合于同一系统中，解决了微细悬浮态催化剂在分离回用过程中流失严重问题。膜分离能耗低，丁醇的回收效率高。设备投资小，易形成规模化生产。文档编号C07C69/704GK102249916SQ20111013801公开日2011年11月23日 申请日期2011年5月26日 优先权日2011年5月26日专利技术者于清跃, 李冬燕, 许宁 申请人:南京化工职业技术学院本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．　一种柠檬酸三丁酯的连续化生产工艺，其特征在于包括步骤：（１）柠檬酸和丁醇的酯化反应：将柠檬酸、正丁醇和固体催化剂加入反应釜中，在常规的反应工艺条件下进行酯化反应；（２）膜法中和水洗：当酯化反应结束后，加入碱溶液中和后，静置使酯水分层，取上层酯层连续加水一起进入亲水性多孔膜组件，进行水相分离，直至将酯层洗至中性，得到截留测的浓缩物料，主要包括正丁醇、柠檬酸三丁酯和催化剂；渗透侧分离出水至废水处理；（３）膜法催化剂分离：截留侧的浓缩物料进入亲油性多孔膜组件进行固液分离，其中正丁醇和柠檬酸三丁酯经渗透侧分离出来，截留的固体催化剂回收；（４）渗透汽化脱醇：将正丁醇和柠檬酸三丁酯的混合物输送进入渗透汽化膜组件，正丁醇从渗透侧分离出并回收，得到浓缩的柠檬酸三丁酯；（５）脱色压滤得到柠檬酸三丁酯。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李冬燕，于清跃，许宁，
申请(专利权)人：南京化工职业技术学院，
类型：发明
国别省市：84