專利名稱：檸檬酸三丁酯的連續化生產工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉 及一種檸檬酸三丁酯的連續化生產工藝，尤其是一種用膜分離技術精制檸檬酸三丁酯的連續化生產工藝，屬于化學工程技術領域。
背景技術：
檸檬酸三丁酯(簡稱TBC)作為一種新型“綠色”環保塑料增塑劑，具有無毒無味、相容性好、增塑效率高、易被生物降解和揮發性小等優點，耐寒性、耐光性和耐水性優良，并且在樹脂中有抗霉性能，可替代鄰苯二甲酸酯類傳統增塑劑。因此TBC被廣泛用于食品及醫藥儀器包裝、化妝品、日用品、玩具、個人衛生用品等領域，同時也是重要的化工中間體。傳統的TBC生產工藝一般是由檸檬酸和正丁醇在濃硫酸為催化劑的作用下酯化合成，反應產物的后處理要經過堿中和、水洗、蒸餾脫醇脫水、脫色最后得到成品。其反應原理見下面的反應方程式。
權利要求
1.一種檸檬酸三丁酯的連續化生產工藝，其特征在于包括步驟(1)檸檬酸和丁醇的酯化反應將檸檬酸、正丁醇和固體催化劑加入反應釜中，在常規的反應工藝條件下進行酯化反應；(2)膜法中和水洗當酯化反應結束后，加入堿溶液中和后，靜置使酯水分層，取上層酯層連續加水一起進入親水性多孔膜組件，進行水相分離，直至將酯層洗至中性，得到截留測的濃縮物料，主要包括正丁醇、檸檬酸三丁酯和催化劑；滲透側分離出水至廢水處理；(3)膜法催化劑分離截留側的濃縮物料進入親油性多孔膜組件進行固液分離，其中正丁醇和檸檬酸三丁酯經滲透側分離出來，截留的固體催化劑回收；(4)滲透汽化脫醇將正丁醇和檸檬酸三丁酯的混合物輸送進入滲透汽化膜組件，正丁醇從滲透側分離出并回收，得到濃縮的檸檬酸三丁酯；(5)脫色壓濾得到檸檬酸三丁酯。
2.根據權利要求1所述的檸檬酸三丁酯的連續化生產工藝，其特征在于步驟(1)所述的固體催化劑是固體酸。
3.根據權利要求2所述的檸檬酸三丁酯的連續化生產工藝，其特征在于所述的固體酸是分子篩催化劑、超強酸催化劑或者雜多酸催化劑；催化劑的粒徑為10 100 nm。
4.根據權利要求1所述的檸檬酸三丁酯的連續化生產工藝，其特征在于所述的步驟(1)中檸檬酸和正丁醇的摩爾比為1:4 1:6；所述的固體催化劑占檸檬酸質量百分比為 1% 3% ；所述的酯化條件為100 140°C下反應2 4小時。
5.根據權利要求1所述的檸檬酸三丁酯的連續化生產工藝，其特征在于所述的步驟(2)的堿溶液為濃度為3% 5%的碳酸鈉、氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液。
6.根據權利要求1所述的檸檬酸三丁酯的連續化生產工藝，其特征在于所述的步驟 (2)的親水性多孔膜組件為管式無機膜；且所述的無機膜采用平均孔徑為5 500 nm的陶瓷、金屬或其復合材料構成的對稱或不對稱膜。
7.根據權利要求1所述的檸檬酸三丁酯的連續化生產工藝，其特征在于所述的步驟(2)的膜分離操作參數為錯流速度1 5m/s，操作壓力0. 1 0. 5 MPa0
8.根據權利要求1所述的檸檬酸三丁酯的連續化生產工藝，其特征在于所述的步驟(3)中親油性多孔膜組件為改性陶瓷膜；陶瓷膜采用平均孔徑為5 500nm的陶瓷構成的對稱或不對稱膜；且所用陶瓷膜的改性采用有機硅烷偶聯劑對陶瓷膜進行化學改性，水滴在膜表面的接觸角為90 170度。
9.根據權利要求1所述的檸檬酸三丁酯的連續化生產工藝，其特征在于所述的步驟(3)的膜分離操作參數為錯流速度1 7m/s，操作壓力0.1 0. 6 MPa0
10.根據權利要求1所述的檸檬酸三丁酯的連續化生產工藝，其特征在于所述的步驟(4)的滲透汽化膜的支撐層為氧化鋁，分離層為聚二甲基硅氧烷。
全文摘要
本發明涉及一種檸檬酸三丁酯的連續化生產工藝，尤其是一種用膜分離技術精制檸檬酸三丁酯的連續化生產工藝，屬于化學工程技術領域。本發明的酯化反應采用10-100nm的固體酸催化劑，催化劑活性高，反應速度快。采用膜分離技術對傳統的中和水洗、催化劑分離和減壓脫醇工藝進行了改進，實現了整個工藝過程的連續化、自動化操作，生產效率高，產品質量穩定。將催化劑的分離過程與酯化反應過程耦合于同一系統中，解決了微細懸浮態催化劑在分離回用過程中流失嚴重問題。膜分離能耗低，丁醇的回收效率高。設備投資小，易形成規模化生產。
文檔編號C07C69/704GK102249916SQ20111013801
公開日2011年11月23日 申請日期2011年5月26日 優先權日2011年5月26日
發明者于清躍, 李冬燕, 許寧 申請人:南京化工職業技術學院