專利名稱：一種合成脫氫乙酸鈉的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種合成脫氫乙酸鈉(又名脫氫醋酸鈉)的方法，特別涉及利用脫氫乙酸、氫氧化鈉和/或碳酸鈉在固態(tài)下研磨合成脫氫乙酸鈉的方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)行的生產(chǎn)脫氫乙酸鈉工藝主要有兩個方法，一是以水為介質(zhì)，先將固體的脫氫乙酸和氫氧化鈉或碳酸鈉在水溶液中進行反應(yīng)，再經(jīng)過濾、脫色、濃縮、真空干燥或噴霧干燥得到脫氫乙酸鈉；二是以乙醇為介質(zhì)，加熱使脫氫乙酸溶解在乙醇中，再與乙醇鈉反應(yīng)，經(jīng)離心、干燥、粉碎、回收乙醇得到脫氫乙酸鈉。上述工藝主要存在以下缺陷(1)、生產(chǎn)過程中產(chǎn)生廢水、廢渣；(2)、有機溶劑做反應(yīng)介質(zhì)的話會產(chǎn)生廢氣，甚至有安全的問題；(3)、在合成過程中需要大量的能量；(4)、生產(chǎn)成本高；(5)投資大，占用廠房面積大，用工多。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，提供一種利用脫氫乙酸、氫氧化鈉和/或碳酸鈉為主要原料合成脫氫乙酸鈉的方法，該方法可以克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷。
本發(fā)明的技術(shù)方案是一種合成脫氫乙酸鈉的方法，利用脫氫乙酸與氫氧化鈉和/或碳酸鈉為原料，其特征在于所有的反應(yīng)物呈固體狀態(tài)，混合研磨在固態(tài)下進行化學(xué)反應(yīng)生成固態(tài)產(chǎn)物，溫度控制為-2℃～90℃，壓力控制為0.002Mpa～0.12Mpa。反應(yīng)過程無需加熱，不產(chǎn)生“三廢”。
本發(fā)明利用固相反應(yīng)合成脫氫乙酸鈉的工藝流程如下脫氫乙酸+碳酸鈉(氫氧化鈉)→固相反應(yīng)→脫氫乙酸鈉→干燥→包裝本發(fā)明的反應(yīng)方程式如下
本發(fā)明合成脫氫乙酸鈉所用的固體堿主要是氫氧化鈉，碳酸鈉，結(jié)晶碳酸鈉，在和脫氫乙酸反應(yīng)時，氫氧化鈉、碳酸鈉可以單獨使用也可以混合使用。反應(yīng)物配方為脫氫乙酸∶氫氧化鈉(w/w)＝4.2∶1；或者脫氫乙酸∶碳酸鈉(w/w)＝3.1∶1；或者脫氫乙酸∶氫氧化鈉∶碳酸鈉(mol/mol/mol)＝1∶0.1～0.6∶0.1～0.45；或者脫氫乙酸∶氫氧化鈉∶碳酸鈉∶結(jié)晶碳酸鈉(mol/mol/mol)＝1∶0.1～0.4∶0.1～0.45∶0.05～0.2?；旌鲜褂脮r氫氧化鈉和碳酸鈉的比例(mol/mol)是0.5∶9.5～5∶5，最好的范圍是2∶8～4∶6。
在本發(fā)明中實現(xiàn)固相反應(yīng)生產(chǎn)脫氫乙酸鈉的研磨設(shè)備主要是各種類型的振動磨、攪拌磨(也稱立式球磨機)和臥式球磨機等干法超微粉碎設(shè)備。
溫度是影響反應(yīng)的重要因素，在固相反應(yīng)中因為有機械能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽瘜W(xué)能轉(zhuǎn)變成熱能，所以固相反應(yīng)體系的溫度會升高，在反應(yīng)過程中應(yīng)控制溫度，保證產(chǎn)品的質(zhì)量。溫度控制范圍在-2℃～90℃之間是可行的，低溫有利于產(chǎn)品質(zhì)量的提高，主要表現(xiàn)在產(chǎn)品色澤好，反應(yīng)過程平穩(wěn)，但是溫度低反應(yīng)速度較慢，所以要提高反應(yīng)速度，就要提高反應(yīng)的體系的溫度，較好的溫度范圍是30℃～60℃；在這種情況下反應(yīng)的時間為2～20小時，視不同的設(shè)備和配方而異。溫度控制的方法是夾套冷媒法，利用水冷或者利用鹽水冷卻液進行，或者往反應(yīng)體系中不斷充入液氮的空氣冷卻法。
壓力是控制反應(yīng)進程的另一個因素，但是影響較小，通過壓力的控制可以控制反應(yīng)的速度，加大體系的壓力可以以使反應(yīng)速度降低，真空則可以提高反應(yīng)速度，優(yōu)選反應(yīng)體系內(nèi)的壓力為0.002Mpa～0.1Mpa。
固相反應(yīng)初期速度較慢，時間較長，隨著反應(yīng)的進行速度逐步加快，為了加快反應(yīng)初期的速度，可以加入固相反應(yīng)的催化劑，反應(yīng)所用的催化劑為水、乙醇或固體乙醇。在反應(yīng)達到一定階段后，為了防止反應(yīng)的速度過快，放熱引起體系的溫度升高，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量降低，可以加入固體反應(yīng)延緩劑，其主要作用是使反應(yīng)速度降低，可作為固相反應(yīng)延緩劑的物質(zhì)有氧化鈣、改性淀粉、三聚磷酸鈉、卡拉膠等。
由于反應(yīng)產(chǎn)物中有水產(chǎn)生，在反應(yīng)達到一定時間后會產(chǎn)生物料的粘結(jié)現(xiàn)象，所以在固相反應(yīng)需要加入一些抗結(jié)劑，可作為固相反應(yīng)抗結(jié)劑的物質(zhì)有微晶纖維素或二氧化硅。
本發(fā)明的主要優(yōu)點是(1)所有反應(yīng)物在固體狀態(tài)下完成化學(xué)反應(yīng)過程；(2)反應(yīng)過程不用加熱，節(jié)省能源；(3)生產(chǎn)工藝簡單；(4)設(shè)備投資少；(5)占用廠房??；(6)不產(chǎn)生廢氣、廢水、廢渣。
具體實施例方式
脫氫乙酸加入到振動磨或球磨機等設(shè)備中，加入氫氧化鈉和/或碳酸鈉進行研磨，在研磨過程中固相反應(yīng)得以進行?？刂品磻?yīng)體系的溫度和反應(yīng)壓力(或真空度)，為了使用固相反應(yīng)能平穩(wěn)的進行，可以在反應(yīng)的初期加入催化劑、在反應(yīng)快速進行時加入延緩劑和抗結(jié)劑。
利用水溶的方法、PH值的測定法和顯微鏡下觀察的方法確定固相反應(yīng)終點，反應(yīng)結(jié)束后，產(chǎn)品經(jīng)烘干并檢驗，合格后包裝得成品。
實施例1取5kg脫氫乙酸，放入立式球磨機中，轉(zhuǎn)速調(diào)到200轉(zhuǎn)/分，加入0.4kgNaOH，利用水冷卻使溫度在-2℃～10℃之間，壓力控制在0.002Mpa～0.1Mpa之間。420分鐘后再加入0.4kgNaOH，繼續(xù)研磨240分鐘，在此期間如果溫度升高不易控制，則可進行間歇式研磨。加入10g氧化鈣，同時加入0.38kgNaOH和10g微晶纖維素，研磨120分鐘結(jié)束。進行溶解實驗和純度檢驗合格。
實施例2取5kg脫氫乙酸、0.2kgNaOH和0.35kgNa2CO3，放入立式球磨機中，轉(zhuǎn)速調(diào)到220轉(zhuǎn)/分，利用水冷使溫度保持在40℃以下，研磨260分鐘，再加入0.67kgNa2CO3，繼續(xù)研磨120分鐘，在此期間如果溫度升高則可停止研磨，加入22g變性淀粉，同時加入0.22kgNaOH，研磨并保持壓力在0.005Mpa～0.12Mpa。180分鐘結(jié)束。進行溶解實驗和純度檢驗合格。
實施例3取20kg脫氫乙酸，加入0.5kgNa2CO3·10H2O，放入立式球磨機中，轉(zhuǎn)速調(diào)到100轉(zhuǎn)/分，磨10分鐘后，加入0.8kgNaOH和1.5kgNa2CO3，溫度控制在90℃以下，研磨30分鐘，再加入2kg Na2CO3，繼續(xù)研磨40分鐘，在此期間如果溫度升高則可停止研磨，加入180g變性淀粉，同時加入0.6kgNaOH和0.77kgNa2CO3，研磨50分鐘結(jié)束。進行溶解實驗和純度檢驗合格。
實施例4取20kg脫氫乙酸、2.2kgNaOH和3.4kg Na2CO3同時放入振動磨中，振動研磨時使反應(yīng)體系溫度保持在-2～10℃之間，控制壓力在0.12Mpa以下，每振動5分鐘停2分鐘，250分鐘后，加入氧化鈣80g，繼續(xù)振動研磨165分鐘，出料，產(chǎn)品檢驗合格。
實施例5取10kg和0.5kgNaOH加入到振動磨中，振動研磨時使溫度保持在75℃以下，研磨52分鐘，停10分鐘后再加入2kgNa2CO3，再次振動研磨80分鐘后，再加入丙烯酸淀粉8g、0.37kgNaOH繼續(xù)振動研磨40分鐘，出料，產(chǎn)品檢驗合格。
實施例6將5.5kgNaOH和8.5kg Na2CO3同時放入振動磨中研磨40分鐘取出，再將脫氫乙酸50kg加入到立式球磨機中研磨180分鐘，控制溫度在25℃～66℃之間。將研磨后的氫氧化鈉和碳酸鈉混合物分三次加入到球磨機中，并加入微晶纖維素50g，每次研磨70分鐘，檢驗反應(yīng)達到終點后，出料，在60℃以下烘干，檢驗包裝為成品。
實施例7200kg工業(yè)級脫氫乙酸，加入60kg95％的乙醇，加熱到70℃溶解，過濾去除雜質(zhì)，冷卻到室溫后結(jié)晶析出，離心甩干得到純化的脫氫乙酸。193kg純化后的脫氫乙酸放入臥式球磨機中，加入8kg結(jié)晶碳酸鈉磨90分鐘，再加入42kg碳酸鈉，繼續(xù)研磨380分鐘后，再加入12kgNaOH和120g卡拉膠，繼續(xù)研磨240分鐘，反應(yīng)體系的溫度保持在20～50℃，壓力為0.02Mpa。反應(yīng)結(jié)束后60℃烘干產(chǎn)品，檢驗包裝為成品。
實施例8利用實施例7中純化得到的脫氫乙酸1000kg，放入臥式球磨機中，研磨90分鐘后，加入67kg結(jié)晶碳酸鈉、295kg碳酸鈉和1kg二氧化硅繼續(xù)研磨，保持體系的溫度在70℃以下，壓力控制在0.002Mpa～0.1Mpa之間，720分鐘后反應(yīng)結(jié)束，60℃烘干，檢驗包裝。
權(quán)利要求
1.一種合成脫氫乙酸鈉的方法，利用脫氫乙酸與氫氧化鈉和/或碳酸鈉為原料，其特征在于將反有的原料混合研磨，在固態(tài)條件下直接進行化學(xué)反應(yīng)，溫度控制為-2℃～90℃，壓力控制為0.002Mpa～0.12Mpa。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，反應(yīng)物配方為脫氫乙酸∶氫氧化鈉(w/w)＝4.2∶1；或者脫氫乙酸∶碳酸鈉(w/w)＝3.1∶1；或者脫氫乙酸∶氫氧化鈉∶碳酸鈉(mol/mol/mol)＝1∶0.1～0.6∶0.1～0.45；或者脫氫乙酸∶氫氧化鈉∶碳酸鈉∶結(jié)晶碳酸鈉(mol/mol/mol)＝1∶0.1～0.4∶0.1～0.45∶0.05～0.2。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的方法，反應(yīng)物所用的催化劑為水、乙醇或固體乙醇。
4.按照權(quán)利要求1或2所述的方法，向反應(yīng)物中加入延緩劑，所述延緩劑選自氧化鈣、淀粉，三聚磷酸鈉、卡拉膠中的一種。
5.按照權(quán)利要求1或2所述的方法，向反應(yīng)物中加入抗結(jié)劑，所述抗結(jié)劑選自微晶纖維素或二氧化硅。
6.按照權(quán)利要求1所述的方法，所述混合研磨是采用干法研磨設(shè)備，所述研磨設(shè)備是球磨機或振動磨。
7.按照權(quán)利要求1或2所述的方法，反應(yīng)溫度控制為20℃～65℃。
全文摘要
本發(fā)明涉及合成脫氫乙酸鈉的方法，該方法是利用脫氫乙酸與氫氧化鈉和/或碳酸鈉為原料，將原料混合研磨，在固態(tài)條件下直接進行反應(yīng)。溫度控制為－2℃～90℃，壓力控制為0.01MPa～0.2MPa。所用的研磨設(shè)備為各類振動磨和/或球磨機。本發(fā)明可用于合成化工級、醫(yī)藥級或食品級的脫氫乙酸鈉。
文檔編號C07D309/36GK1948303SQ20051013289
公開日2007年4月18日 申請日期2005年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月29日
發(fā)明者仝其根, 于同泉, 周敏, 路蘋, 白云起, 蘇亮, 李樹臣, 黃漫青, 王曉東 申請人:北京農(nóng)學(xué)院, 仝其根