石油副产脂肪酸合成正丁酯的研究

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1、细石油化工进展ADVA第’11卷一第’1期一38ANCESIN17INEPETROCHEMICALS石油副产脂肪酸合成正丁酯的研究陈国强刘少兵产圣(中石化安庆分公司，安庆246001)摘要从炼油厂碱渣中回收的石油酸是环烷酸和脂肪酸的混合物，利用其中的脂肪酸合成正丁酯增塑剂，对反应原理及反应条件进行了研究，确定较佳的反应条件如下：脂肪酸与正丁酯摩尔比为l：1．5，反应温度80～130℃，催化剂硫酸用量为0．3％(以原料质量计)，反应时间4h。产品脂肪酸正丁酯可以部分代替常用增塑剂邻苯二甲酸二辛酯，塑料产品质量符合企业标准，可降低软塑料制

2、品的生产成本，有较好的经济效益。关键词碱渣脂肪酸脂肪酸正丁酯增塑剂合成部分炼油厂建有馏分油碱洗装置，该装置有1．2反应原理一定量的碱渣产生，对碱渣中的石油酸进行回收。有机酸类与醇可以反应生成相应的酯，脂肪石油酸是环烷酸和脂肪酸的}昆合物，两种酸的比酸与正丁醇的反应如下：例因原油类型不同而异。其中分离出的脂肪酸由酷tpRCOOH+C4H9OHRCOOC4H9+H2O于分子量分布宽，杂质多，颜色深，异味大而一直，J、，旰该反应是可逆反应，容易达到平衡，但平衡转作为三废处理。化率低。为使反应完全，必须将水从体系中除去，笔者利用该脂肪酸研制混

3、合脂肪酸酯，既可使平衡不断向生成酯的方向移动，从而使酯化反有效利用该资源，又可为聚氯乙烯加工业提供价应完全。根据共沸原理，利用带水剂将水带出体格相对低廉的增塑剂。系，带水剂可以是各种醇、酮等。本反应利用反应脂肪酸酯类增塑剂国外已有多种产品。国内物丁醇作为带水剂，将反应温度控制在丁醇与水利用C～c脂肪酸合成二元醇酯已经工业的共沸点以上，使反应在沸腾状态下进行，反应生化⋯，但利用平均相对分子质量在270左右的混成的水和丁醇共沸馏出。为提高反应速度，在设合脂肪酸合成单酯增塑剂尚未见报道。根据该脂计配料比时使丁醇超过理论用量，以提高反应物肪酸

4、性质，笔者合成了混合脂肪酸正丁酯(FBP)，浓度。馏出物分水后，丁醇返回反应体系，丁醇始并进行了应用评价。终保持过量，使脂肪酸充分反应，直到无水馏出，1实验部分反应到达终点，同时使用酸性催化剂加快反应。1．1原料随着反应进行，酯生成量增加，体系温度上升。因脂肪酸陡质见表1，工业正丁醇性质见表2。为酯的收率越高，产物的酸值越低，所以通过控制产物的酸值控制反应终点。参考有关增塑剂标表1脂肪酸性质准¨】，控制本反应产物的酸值小于4．0mgKOH／g。1．3反应条件1．3．1配料比正丁醇与脂肪酸摩尔比小于1．5时影响反应速度，大于1．5时反应

5、器体积大，工业化有困难】，所以确定脂肪酸与正丁醇摩尔比为1：1．5。收稿日期：2009—10—22。作者简介：陈国强，工程师，从事石油化工工艺研究和新产品开发工作。2010年1月陈国强等．石油副产脂肪酸合成正丁酯的研究391．3．2反应温度与压力品酸值较高，用量为0．2％时产品酸值已符合要由于酯化反应需要将水带出，反应必须在沸求，用量大于0．3％已无必要，故催化剂用量应为腾状态下进行，反应初期沸腾温度为8O℃，随着0．2％～0．3％。因催化剂量少，最后留在残酯中，反应的不断进行，体系温度上升，约在130℃左右对产品无影响，也不构成污染

6、，所以催化剂不反应基本完成。此温度既可以提高反应活化能，回收。从而提高反应速度，又可保证水从体系中馏出，促1．4产品精制使平衡向不断生成酯的方向移动。当反应接近完反应产物是棕黑色的液体，主要成分为混合全时，酯的生成量最大。因为酯化反应前后反应脂肪酸正丁酯，还有过量的丁醇和极少量未反应物均为液相，压力对反应没有影响，所以酯化反应的脂肪酸以及其他杂质。因为产物为混合酯，有在常压下进行。一定的沸点范围，为保证产品的闪点和颜色符合1．3．3催化剂种类要求，采用蒸馏法精制。常压下先蒸出过量的丁酯化用催化剂可以是各种无机酸、磺酸、阳离醇，回收的丁

7、醇作为下次酯化原料，然后控制一定子交换树脂等¨．3】，其中硫酸、磷酸、磺酸催化效的真空度蒸出120—180℃的轻酯馏分，最后收集果较好。固定反应时间和温度，参考经典酯化反180～340℃馏分作为产品，产品为淡黄色透明液应的催化剂常用量⋯，考察不同催化剂的催化效体，有酯的香味。大于340oC的馏分为黑色残酯湖，咖螂果，结果如表3所示。其中主要是分子量较大的脂肪酸丁酯，还有部分胶质。120—180℃轻馏分收率不足10％，调入黑n95O8表3催化剂评选结果色残酯。催化剂1．5实验结果螂根据实验结果确定脂肪酸与丁醇摩尔比为；。∞98031：1

8、．5，反应温度80～130℃，催化剂用量0．3％，反应时间4h。在此条件下进行4次物料平衡实鼹抛验，数据如表5所示。9￡jO5O8表5物料平衡实验结果从表3可以看出，磷酸和硫酸的催化效果较好，因硫酸易得，用量少，价格也较