專利名稱：一種催干劑的制備方法
技術領域：
本發(fā)明屬于用作催干劑的化合物的制備方法，更詳細地說是一種用金屬離子Mn+的C2-C4的低分子羧酸鹽與C8-C20的脂肪族或芳香直接生產化合物(Mn+)(Y-)n的方法。
美國專利US3332971公開了一種催干劑--異辛酸鈷或奈酸鈷的制造方法，該方法是將醋酸鈷或丙酸鈷與異辛酸或萘酸的堿金屬鹽在惰性溶劑存在下進行反應合成異辛酸鈷或萘酸鈷催干劑。該方法存在以下的弊病，一是反應過程復雜，必須首先將長鏈羧酸轉化為堿金屬鹽等；二是對反應產物要進行洗滌處理與精制；三是在生產過程中會產生大量含鹽廢水，如不合理處理，將污染環(huán)境。
本發(fā)明的目的就是一種催干劑的制備方法，該方法克服了現有技術中的上述缺點，采用新的工藝，可縮短化合物(Mn+Y-n)的生產工藝流程，提高Mn+的轉化率，提高產品質量，減少或完全消除廢水排放。
本發(fā)明的目的是采用以下技術方案實現的由金屬離子Mn+的低分子羧酸鹽Mn+X-n(這里M為Co、Mn、Pb、Fe、Zn、Zr、Ce、Ni、Cu、Ca、K等能夠形成低分子羧酸鹽的金屬中的一種；n為1、2、3、4或5；X為C2-C4的低分子羧酸)或其水溶液與C8-C20的脂肪族或芳香族羧酸直接以化學計量比進行反應，并在反應過程中加入共沸劑脫水和(或者)進一步分離脫除反應產生的低分子羧酸，對反應產生的低分子羧酸、回收的共沸劑或共沸劑與低分子羧酸的共沸物及水進行回收并循環(huán)使用。
本發(fā)明的化學反應計量式為(s代表固體，l代表液體，g代表氣體)(Mn+)(X-)n+nY(l)＝(Mn+)(Y-)n(l)+X(g)其中Y為C8-C20的脂肪組或芳香組羧酸，其它同上。
在本發(fā)明中金屬離子Mn+的C8-C20羧酸鹽催干劑的制備，是由金屬離子Mn+的低分子羧酸鹽或其水溶液與C8-C20的羧酸直接進行反應。其反應原理是借助低分子羧酸比長碳鏈羧酸沸點低，易揮發(fā)等特點，在反應過程中不斷將反應生成的低分子羧酸排出反應體系，促進反應向有利于催干劑形成的方向進行。在本發(fā)明中，當金屬離子Mn+的低分子羧酸鹽以固體形式參與反應時，反應開始前將共沸劑及C8-C20的羧酸同時加入；當作為反應物的低分子羧酸鹽以水溶液形式參與反應時，為方便回收及盡量減少共沸劑污染影響，首先對溶液進行濃縮，當濃縮液粘稠或有固體析出時，再加入其沸劑及C8-C20的羧酸，通過共沸劑脫除反應系統中的水，當不再有水排出時，蒸出共沸劑或共沸劑與低分子羧酸的共沸物，最后完全脫除反應生成的低分子羧酸，反應器剩余物即為要制備的無溶劑催干劑，根據不同需要在其中加入適當的溶劑即可得到不同溶劑、不同濃度的含溶劑催干劑產品。
共沸劑的選擇原則是共沸劑能夠與水形成共沸物，而與羧酸不形成共沸物，或者共沸劑與低分子羧酸形成的共沸物組成中，低分子羧酸占居較小的分數，最大不超過50％(重量百分比)，在共沸劑與低分子羧酸形成的共沸物中，羧酸的比例過高，如超過50％，會增加公用工程及回收費用，降低工作效率，在本發(fā)明中，選擇苯、甲苯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、醋酸丙酯、氯代烴、醚等為符合上述要求的共沸劑。
本發(fā)明中反應共沸溫度隨所選用的共沸劑的不同而有差異。在脫除低分子羧酸時，提高反應溫度有利于加快和完全脫除低分子羧酸，但為了防止C8-C20的羧酸和Mn+形成的催干劑(Mn+Y-n)在高溫下分解，影響產品質量，反應物料的最終溫度一般應低于所應用長鏈羧酸沸點30℃以上，最好在50℃以上。
對于反應過程中分出的水、低分子羧酸，回收后可用于制備金屬離子的低分子羧酸鹽。回收的共沸劑或共沸劑與低分子羧酸的共沸物，在催干劑制造過程中可循環(huán)使用。
下面通過實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明實施例1，在一個帶有攪拌裝置、溫度計、分水裝置的反應器中，加入400克濃度為11.80％(按重量百分比)的醋酸鈷化學式為Co(CH3COO)2·4H2O的水溶液，加熱濃縮，當分出水量為321毫升時，加入55.7克異辛酸及40ml苯，并通過分水器進一步脫除反應體系中的水，當分水器中水相略變渾濁時，轉換接收器，在80-85℃之間收集苯與醋酸的共沸物，再在116-120℃范圍內收集醋酸，當反應器內物料溫度上升至160℃時，反應物料全部呈油性狀態(tài)，保持反應溫度在160-170℃直至無醋酸蒸出為止，得到的異辛酸鈷為深紫紅色粘稠液體，冷卻后成為半固體，用汽油或醋酸丁酯作為稀釋劑，得到的催干劑產品質量符合HG2276-92標準。分離出的水、苯與醋酸的共沸物、醋酸可循環(huán)使用。
實施例2，在一個帶有攪拌裝置、溫度計及分水裝置的反應器中，加入47克純度為98％的四水醋酸錳化學式為Mn(CH3COO)2·4H2O晶體，55.7克異辛酸及40毫升苯，加熱反應，并通過分水器脫除反應體系中的水，當分水器中水相略變渾濁時，轉換接收器，在80-85℃之間收集苯與醋酸的共沸物，再在116-120℃范圍內收集醋酸，當反應器內物料溫度上升至160℃時，反應物料全部呈油性狀態(tài)，保持反應溫度在160-170℃直至無醋酸蒸出為止，得到的異辛酸錳，冷卻后成為半固體，用汽油或醋酸丁酯作為稀釋劑，得到的催干劑產品質量符合HG2276-92標準。分離出的水、苯與醋酸的共沸物、醋酸可循環(huán)使用。
實施例3，在一個帶有攪拌裝置、溫度計及分水裝置的反應器中，加入60克酸值為156毫克KOH/克的環(huán)烷酸，純度為98.2％的醋酸鈷晶體21.2克及45毫升苯，加熱反應，其它同例1，得到的產品呈深紫褐色粘稠狀，用200號汽油稀釋得到含鈷為4％帶溶劑催干劑產品，質量符合HG2276-92標準。
實施例4，在一個帶有攪拌裝置、溫度計及分水裝置的反應器中，加入鈷含量為2.1％的丁酸鈷水溶液400克，加熱濃縮，待分出水量達300毫升時，加入酸值為156毫克KOH/克的環(huán)烷酸、102.4克及40毫升苯，加熱反應，并通過分水器進一步脫除反應體系的水，當分水器中水相開始變渾濁時，轉換接收器，在80-120℃之間收集苯，此后在反應物料溫度為200-220℃的范圍為收集沸程為140-144℃丁酸餾分，當無丁酸分出時，得到的環(huán)烷酸鈷為深紫褐色粘稠液體，用200號汽油稀釋得到含鈷為4％的帶溶劑催干劑產品，其質量符合標準HG2276-92。分離出的水、苯與醋酸的共沸物、醋酸可循環(huán)使用。
實施例5，在一個帶有攪拌裝置、溫度計、分水裝置的反應器中，加入400克濃度為1.1。80％(按重量百分比)的醋酸鈷化學式為Co(CH3COO)2·4H2O的水溶液，加熱濃縮，當分出水量為321毫升時，加入55.7克異辛酸及50毫升氯苯，并通過分水器進一步脫除反應體系中的水，當分水器中水相略變渾濁時，轉換接收器，在115℃以下收集氯苯與醋酸的共沸物，再在116-120℃范圍內收集醋酸，當反應器內物料溫度上升至160℃時，反應物料全部呈油性狀態(tài)，保持反應溫度在160-170℃直至無醋酸蒸出為止，得到的異辛酸鈷為深紫紅色粘稠液體，冷卻后成為半固體，用汽油或醋酸丁酯作為稀釋劑，得到的催干劑產品質量符合HG2276-92標準。分離出的水、氯苯與醋酸的共沸物、醋酸可循環(huán)使用。
實施例6，在一個帶有攪拌裝置、溫度計、分水裝置的反應器中，加入400克濃度為11.80％(接重量百分比)的醋酸鈷化學式為Co(CH3COO)2·4H2O的水溶液，加熱濃縮，當分出水量為321毫升時，加入55.7克異辛酸及45ml甲苯，并通過分水器進一步脫除反應體系中的水，當分水器中水相略變渾濁時，轉換接收器，在117℃以下收集甲苯與醋酸的共沸物，再在117-120℃范圍內收集醋酸，當反應器內物料溫度上升至160℃時，反應物料全部呈油性狀態(tài)，保持反應溫度在160-170℃直至無醋酸蒸出為止，得到的異辛酸鈷為深紫紅色粘稠液體，冷卻后成為半固體，用汽油或醋酸丁酯作為稀釋劑，得到的催干劑產品質量符合HG2276-92標準。分離出的水、甲苯與醋酸的共沸物、醋酸可循環(huán)使用。
實施例7，在一個帶有攪拌裝置、溫度計、分水裝置的反應器中，加入400克濃度為11.80％(按重量百分比)的醋酸鈷化學式為Co(CH3COO)2·4H2O的水溶液，加熱濃縮，當分出水量為321毫升時，加入55.7克異辛酸及50毫升間二甲苯，并通過分水器進一步脫除反應體系中的水，當分水器中水相略變渾濁時，轉換接收器，在116℃以下收集氯苯與醋酸的共沸物，再在116-120℃范圍內收集醋酸，其它同例1。分離出的水、間二甲苯與醋酸的共沸物、醋酸可循環(huán)使用。
實施例8，在一個帶有攪拌裝置、溫度計、分水裝置的反應器中，加入400克濃度為11.80％(按重量百分比)的醋酸鈷化學式為Co(CH3COO)2·4H2O的水溶液，加熱濃縮，當分出水量為321毫升時，加入55.7克異辛酸及50毫升乙醚，并通過分水器進一步脫除反應體系中的水，當分水器中水相略變渾濁時，轉換接收器，在115℃以下收集氯苯與醋酸的共沸物，再在116-120℃范圍內收集醋酸，當反應器內物料溫度上升至160℃時，反應物料全部呈油性狀態(tài)，保持反應溫度在160-170℃直至無醋酸蒸出為止，得到的異辛酸鈷為深紫紅色粘稠液體，冷卻后成為半固體，用汽油或醋酸丁酯作為稀釋劑，得到的催干劑產品質量符合HG2276-92標準。分離出的水、乙密與醋酸的共沸物、醋酸可循環(huán)使用。
實施例9，在一個帶有攪拌裝置、溫度計、分水裝置的反應器中，加入400克濃度為11.80％(按重量百分比)的醋酸鈷化學式為Co(CH3COO)2·4H2O的水溶液，加熱濃縮，當分出水量為821毫升時，加入55.7克異辛酸及40毫升的醋酸乙酯，并通過分水器進一步脫除反應體系中的水，當分水器中水相略變渾濁時，轉換接收器，在80℃以下收集醋酸乙酯與醋酸的共沸物，再在116-120℃范圍內收集醋酸，以下同實施例1。分離出的水、醋酸乙酯與醋酸的共沸物、醋酸可循環(huán)使用。
實施例10，在一個帶有攪拌裝置、溫度計、分水裝置的反應器中，加入400克濃度為11.80％(按重量百分比)的醋酸鈷化學式為Co(CH3COO)2·4H2O的水溶液，加熱濃縮，當分出水量為321毫升時，加入55.7克異辛酸及50毫升醋酸丁酯，并通過分水器進一步脫除反應體系中的水，當分水器中水相略變渾濁時，轉換接收器，在93℃以下收集醋酸丁酯醚與水的共沸物，再在116-120℃范圍內收集醋酸，以下同實施例1。分離出的水、醋酸丁酯與水的共沸物、醋酸可循環(huán)使用。
實施例11，在一個帶有攪拌裝置、溫度計、分水裝置的反應器中，加入73.1克濃度為98％(按重量百分比)的三水醋酸鉛化學式為Pb(CH3COO)2·4H2O的固體，加入55.7克異辛酸及45毫升苯，加熱反應，并通過分水器脫除反應體系中的水，當分水器中水相略變渾濁時，轉換接收器，在80-85℃之間收集苯與醋酸的共沸物，再在116-120℃范圍內收集醋酸，當反應器內物料溫度上升至160℃時，反應物料全部呈油性狀態(tài)，保持反應溫度在160-170℃直至無醋酸蒸出為止，得到的異辛酸鉛冷卻后成為半固體，用汽油或醋酸丁酯作為稀釋劑，得到的催干劑產品質量符合HG2276-92標準。分離出的水、苯與醋酸的共沸物、醋酸可循環(huán)使用。
實施例12，在一個帶有攪拌裝置、溫度計、分水裝置的反應器中，加入400毫升濃度以四醋酸鋯計為13.2％(按重量百分比)的水溶液，加熱濃縮，當分出水量為250毫升時，加入47.0克異辛酸及45ml苯，并通過分水器進一步脫除反應體系中的水，當分水器中水相略變渾濁時，轉換接收器，在80-85℃之間收集苯與醋酸的共沸物，再在116-120℃范圍內收集醋酸，當反應器內物料溫度上升至160℃時，反應物料全部呈油性狀態(tài)，保持反應溫度在160-170℃直至無醋酸蒸出為止，冷卻后成為半固體，用汽油或醋酸丁酯作為稀釋劑，得到的得到的異辛酸鋯催干劑產品質量符合標準。分離出的水、苯與醋酸的共沸物、醋酸可循環(huán)使用。
實施例13，在一個帶有攪拌裝置、溫度計及分水裝置的反應器中，加入48克純度為98.2％的醋酸鈷晶體，加入55.7克異辛酸及40ml苯，加熱反應，其它如實施例1。得到的催干劑產品質量符合HG2276-92標準。分離出的水、苯與醋酸的共沸物、醋酸可循環(huán)使用。
從以上實施例可以看出，本發(fā)明具有以下優(yōu)點。
1、直接采用長鏈脂肪酸或芳香族羧酸進行反應，減少了皂化過程，引入雜質少，得到的產品不需要特殊精制和處理。
2、本發(fā)明采用金屬離子的低分子羧酸鹽與長鏈羧酸以化學計量比進行反應，并在反應過程中脫除低分子羧酸，提高了金屬離子的轉化率和可控性。
3、生產過程產生的低分子有機酸、水及共沸劑得不到污染，可以循環(huán)利用，無廢液排出，避免了環(huán)境污染。
權利要求
1.一種催干劑的制備方法，由金屬離子的低分子羧酸鹽Mn+X-n或其水溶液與C8-C20的脂肪族或芳香族羧酸直接在一個帶有攪拌裝置、溫度計、分水裝置的反應器中進行反應，生成(Mn+)(Y-)n，其特征在于在反應過程中加入共沸劑脫水和/或分離脫除反應產生的低分子羧酸。
2.根據權利要求1所述的催干劑的制備方法，其特征在于M為Co、Mn、Pb、Fe、Zn、Zr、Ce、Ni、Cu、Ca、K中的至少一種。
3.根據權利要求1或2所述的催干劑的制備方法，其特征在于所說的共沸劑能夠與水形成共沸物，而與羧酸不形成共沸物，或者共沸劑與低分子羧酸形成的共沸物組成中，低分子羧酸占居較小的分數，最大不超過50％重量百分比含量。
4.根據權利要求3所述的催干劑的制備方法，其特征在于反應產生的低分子羧酸、回收的共沸劑，或者共沸劑與低分子羧酸的共沸物及水可用于循環(huán)使用。
5.根據權利要求1所述的催干劑的制備方法，其特征在于共沸劑是苯、甲苯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、醋酸丙酯、氯化烴、醚。
7.根據權利要求1所述的催干劑的制備方法，其特征在于反應物料的最終溫度一般低于所應用長鏈羧酸沸點30℃以上，最好在50℃以上。
全文摘要
一種催干劑的制備方法,由金屬離子M
文檔編號C09F9/00GK1261616SQ0011082
公開日2000年8月2日 申請日期2000年1月12日 優(yōu)先權日2000年1月12日
發(fā)明者曹善文 申請人:中國濟南化纖總公司