三乙酸甘油酯的制备方法和研究进展 毕业论文

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1、前言日益严重的全球性能源和环境问题促使世界各国纷纷发展生物柴油技术并构建生物柴油产业，以减缓对石油依赖并降低大气中温室气体排放的上升速度。可见随着世界范围内生物柴油需求量和生产量的迅猛增长，其经济生存能力越来越要依赖于对其副产品甘油(产量按生物柴油产量的10%计算)的有效利用，如何利用新工艺和新技术研究和开发加工费用低廉、存在巨大发展潜力的生物柴油副产物甘油，生产出具有更大价值的产品，成为生物柴油产业可持续发展的关键和保障，这也给科技工作者提出了严峻挑战。甘油催化酯化可以制备三乙酸甘油酯，后者是许多精细化工产品

2、的中间体，可用作香烟过滤嘴的胶黏增塑剂，还可作为土壤硬化剂、铸件硬化剂、杀菌剂、定香剂、润湿剂、食品添加剂、清洗消毒剂、印染助剂和胶黏剂中的添加剂，在我国消耗量在万吨以上，是一种十分走俏的化工原料。当前生产中亟待解决的问题是由于用硫酸作均相催化剂，由此造成设备腐蚀严重，副反应多，产品质量差，反应时间长，废水排放量大，后处理工艺复杂等诸多弊端，这也是多年来工业上用硫酸作催化剂合成众多酯类化合物生产工艺所面临的同一难题。随着人们对节约能源、简化流程、提高经济效益、保护环境的意识逐渐增强以及环保法规的日益完善，非硫酸

3、催化合成酯类已成必然趋势。鉴于此，如何利用甘油生产出三乙酸甘油酯，使甘油发挥出更大的价值，引起了各界的广泛关注。本实验的最终目的就是寻找一种比较高效的催化剂催化甘油酯化制备出三乙酸甘油酯，降低甘油制备三乙酸甘油酯的条件，最终实现工业化生产。1文献综述1.1三乙酸甘油酯的介绍三醋酸甘油酯又称为三甘精或三醋精，它是一种无色透明油状液体，在低温下即可固化（熔点4℃）。它是许多精细化工产品的中间体，是一种良好的溶剂和增塑剂，可用做香烟过滤嘴二醋酸纤维素的胶凝剂和抗静电剂。还可作为土壤硬化剂、铸件硬化剂、杀菌剂、定香剂、

4、润湿剂、食品添加剂、清洗消毒剂、印染助剂和胶黏剂中的添加剂使用。在制药生产中用作溶剂和携带剂，在香料调香中用作溶剂和定香剂，在塑料和其它不吸收表面上印刷用作油墨的组分。1.1.1三乙酸甘油酯的应用在我国，三醋酸甘油酯主要是用于来增塑醋酸纤维，提高其弹性、适中的硬度以及透气性，便于制作香烟过滤嘴，每年的香烟生产量和消费量均居世界首位，由于三醋酸甘油酯符合香烟行业的要求以及卫生规定，除本国自行生产的三醋酸甘油酯，仍需大量进口。此外，三醋酸甘油酯还可用作其他一些塑料制品的增塑剂、食品中的添加剂，化学溶剂、香料用固定剂

5、、印染工业中醋酸纤维素的稳定剂和泡胀剂，以及测定脂酶底物等。用作食品的添加剂，三醋酸甘油酯可使食品的体积增大75%；添加到汽油当中，可使得空气中的铅排放量降低；还可配制成家用漂白液，既无碱性也无漂白性；可作塑料薄膜的增塑剂；可用作印染工业中的泡胀剂和稳定剂；三醋酸甘油酯毒性低，可作为温和的杀菌剂用于蔬菜、水果、动物胶和合成胶中，还可作为某些香料中的定香剂。1.1.2三乙酸甘油酯的制备方法和研究进展目前，国内研制并应用于生产的合成路径按起始原料的不同，主要有以下三条：1.1.2.1以1,2,3-三氯丙烷（简称TC

6、P）为起始原料的合成路线:将一定量的冰醋酸、TCP以及无水醋酸钠的混合物，放于高压反应釜中180℃反应几个小时制得的三醋酸甘油酯收率高于70%。此法的原理是将三氯丙烷与醋酸钠在一定的条件下发生烷烃化反应，转化为氯化钠和三醋酸甘油酯。该工艺改变了传统的生产三醋酸甘油酯的原料，开辟了一条更加合理利用副产物三氯丙烷的新途径，可收获良好的社会效益和经济效益。该工艺的缺点是收率低、设备的腐蚀化严重。1.1.2.2以1-环氧氯丙烷为原料的合成路线该方法是经过开环、酯化、置换、过滤、洗涤、脱羧、脱色等步骤后得到了最终产品。副

7、反应少，反应进行完全，杂质含量少，产品纯化较为简单，所用的催化剂价格适宜且容易制得。但收率不理想，相对成本较高。1.1.2.3以甘油为起始原料的合成路线：这是我国目前合成三甘酯最主要的工业路线。其中根据所使用的酰化剂和催化剂的不同，又可分为两种不同的方法：①冰醋酸作酰化剂，浓硫酸作催化剂的合成方法[1]。这是个经典的合成方法，也是目前我国工业普遍采用的方法。该法主要是以冰醋酸和甘油为原料，苯等做带水剂，浓硫酸作催化剂，经过酯化反应、中和反应、水洗处理、烘干处理、精馏提纯等工序，总的酯收率为75%~79%（其中三

8、甘酯只占94%）。该法的缺点是工艺过程多，设备腐蚀严重，三废排放量大，产品损失严重，不但酯的收率低，而且产品的质量差。②以冰醋酸和乙酸酐为酰化剂，以固体酸为催化剂的方法[2]。考虑到甘油中伯、仲位羟基的酰化能力不同，如果单用较弱的冰醋酸做酰化剂，其仲位羟基难于彻底酰化。侯俊卿，张谦，史文琴等人采用先以甘油、冰醋酸摩尔比1:5投料，环己烷做带水剂，固体氨基磺酸作催化剂，分水回流5~7h至