一種連續(xù)化生產(chǎn)生物基環(huán)保阻燃增塑劑的方法及裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種連續(xù)化生產(chǎn)生物基環(huán)保阻燃增塑劑的方法及裝置。目的是提供的方法具有工藝簡單的特點(diǎn)；該裝置具有設(shè)備要求不高、易于維修以及運(yùn)行穩(wěn)定的特點(diǎn)。技術(shù)方案是：一種連續(xù)化生產(chǎn)生物基環(huán)保阻燃增塑劑的方法，依次包括以下步驟：(1)不飽和甲酯、甲醇和氯氣進(jìn)行光催化反應(yīng)；(2)反應(yīng)后的物料通入氯氣進(jìn)行反應(yīng)；(3)第二反應(yīng)柱出來的物料經(jīng)氣體脫酸后，即得到成品。一種連續(xù)化生產(chǎn)生物基環(huán)保阻燃增塑劑的裝置，該裝置包括第一反應(yīng)柱、背壓閥以及第二反應(yīng)柱；第一反應(yīng)柱的內(nèi)腔安裝有光源并且該反應(yīng)柱上制作有不飽和甲酯入口、甲醇入口、第一氯氣入口以及物料出口；第二反應(yīng)柱上制作有物料入口、第二氯氣入口、尾氣出口以及產(chǎn)品出口。
【專利說明】
一種連續(xù)化生產(chǎn)生物基環(huán)保阻燃増塑劑的方法及裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及塑料增塑劑的生產(chǎn)工藝，具體涉及一種連續(xù)化生產(chǎn)生物基環(huán)保阻燃增 塑劑的方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 塑料制品與我們的生活息息相關(guān)，大多數(shù)的制品是在我們的近身使用，有一些制 品會接觸到飲水、食品或者血液，從而使塑料中的某些助劑轉(zhuǎn)移到大氣中，甚至直接轉(zhuǎn)移到 人體中。環(huán)境中的微量增塑劑是破壞生態(tài)平衡和損害人類健康的污染物。目前普遍使用的 塑料增塑劑以鄰苯類為主，但是，研究證實(shí)，鄰苯類增塑劑可以經(jīng)口、呼吸道、靜脈輸液、皮 膚吸收等多種途徑進(jìn)入到人體，會對機(jī)體多個系統(tǒng)產(chǎn)生毒性作用。因而各國都在加緊研制 無毒無污染的新鮮增塑劑，以替代鄰苯類增塑劑，滿足日益嚴(yán)格的環(huán)保要求。
[0003] 氯代甲氧基脂肪酸甲酯不含有害金屬和鄰苯類物質(zhì)，氯基團(tuán)的存在使得該增塑劑 與PVC具有較好的相容性，且其阻燃性與電絕緣性都變得更加優(yōu)良；甲氧基的存在使其相容 性更加優(yōu)良，對其穩(wěn)定性、耐出油性都有很大的提升，是一種物美價廉的鄰苯類增塑劑的替 代品。
[0004] CN 101704962 B公開了一種氯代烷氧基生物質(zhì)增塑劑的制備方法，在50~100°C 溫度下，以二叔丁基過氧化物和偶氮二異丁氰為催化劑，催化合成氯代酯類增塑劑。但該法 存在以下兩個方面的不足：1.反應(yīng)中加入的低碳醇會在該反應(yīng)溫度下?lián)]發(fā)溢出，導(dǎo)致甲氧 基結(jié)合率變差;2.該法以化學(xué)試劑作為催化劑，會對產(chǎn)品的應(yīng)用造成一定影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是克服上述【背景技術(shù)】中的不足，提供一種連續(xù)化生產(chǎn)生物基環(huán)保阻 燃增塑劑的工藝及裝置。該方法具有工藝簡單、易于控制、節(jié)能環(huán)保、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定優(yōu)異的 特點(diǎn);該裝置具有設(shè)備要求不高、安裝簡易、易于維修以及運(yùn)行穩(wěn)定的特點(diǎn)。
[0006] 本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：
[0007] -種連續(xù)化生產(chǎn)生物基環(huán)保阻燃增塑劑的方法，依次包括以下步驟：
[0008] (1)不飽和甲酯、甲醇和氯氣各自按照流量從底部連續(xù)進(jìn)入一裝有光源的第一反 應(yīng)柱中，在70~85°C、0.1~0.3MPa下進(jìn)行光催化反應(yīng)；
[0009] (2)反應(yīng)后的物料從反應(yīng)柱中出來后從底部進(jìn)入第二反應(yīng)柱，并同時通入氯氣在 70~85°C下進(jìn)行反應(yīng)，產(chǎn)生的尾氣氯化氫由頂部排出進(jìn)入尾氣回收系統(tǒng)；
[0010]通入氯氣的流量根據(jù)所需產(chǎn)品的最終密度控制，或者，通入氯氣的流量與不飽和 甲酯的質(zhì)量比例為10~50% ;
[0011] (3)第二反應(yīng)柱出來的物料經(jīng)氣體脫酸后，即得到成品。
[0012] 所述步驟(1)中，不飽和甲酯的流量根據(jù)產(chǎn)能及設(shè)備大小決定，優(yōu)選控制物料在連 續(xù)化反應(yīng)柱中平均停留時間為1~5h;所述甲醇流量與不飽和甲酯流量的質(zhì)量比例為5~ 15%，通入氯氣的流量與不飽和甲酯流量的質(zhì)量比例為10~30% ;
[0013] 所述步驟(2)中，通入氯氣的流量根據(jù)所需產(chǎn)品的最終比重控制，氯氣的流量與不 飽和甲酯流量的質(zhì)量比例為10~50%。
[0014] 所述光源為紫外光或日光燈，功率為10~500W。
[0015] 所述的反應(yīng)柱加熱方式采用夾套加熱。
[0016] 物料在第一反應(yīng)柱、第二反應(yīng)柱內(nèi)的反應(yīng)均采用溢流形式。
[0017] 所述成品的最終比重優(yōu)選為1.00~1.20。
[0018] -種連續(xù)化生產(chǎn)生物基環(huán)保阻燃增塑劑的裝置，其特征在于該裝置包括通過管道 依次串聯(lián)連接的第一反應(yīng)柱、背壓閥以及第二反應(yīng)柱;所述第一反應(yīng)柱的內(nèi)腔安裝有光源 并且該反應(yīng)柱上制作有不飽和甲酯入口、甲醇入口、第一氯氣入口以及物料出口；所述第二 反應(yīng)柱上制作有物料入口、第二氯氣入口、尾氣出口以及產(chǎn)品出口。
[0019]所述第一反應(yīng)柱為一豎立的柱狀密閉腔體，其底部制作有所述不飽和甲酯入口、 甲醇入口、第一氯氣入口；頂部制作有物料出口；內(nèi)腔的側(cè)壁加裝3-10個光源；
[0020]所述第二反應(yīng)柱為一豎立的柱狀密閉腔體，其底部制作有所述物料入口和第二氯 氣入口；頂部制作有所述尾氣出口；側(cè)壁的上端制作有產(chǎn)品出口。
[0021 ]所述第一反應(yīng)柱、第二反應(yīng)柱中還增設(shè)填料，以增加混合效果。
[0022] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，該發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0023] (1)該法采用光作為反應(yīng)引發(fā)劑，避免了因加入化學(xué)試劑引發(fā)劑對產(chǎn)品應(yīng)用性能 的影響；同時與熱催化相比降低了反應(yīng)溫度，降低了能耗；
[0024] (2)該法采用連續(xù)化反應(yīng)，增大了產(chǎn)能，同時第一個反應(yīng)柱為帶有背壓閥的密閉反 應(yīng)柱(保持了一定壓力），進(jìn)而避免了在此溫度下的常規(guī)缺陷產(chǎn)生（因甲醇揮發(fā)溢出容易導(dǎo) 致甲氧基含量偏低），保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。
[0025] (3)獲得的產(chǎn)品含有酯基、甲氧基和氯基團(tuán)，相容性好、迀移性小，是一種無毒、阻 燃的生物基環(huán)保阻燃增塑劑;反應(yīng)生成的副產(chǎn)物氯化氫經(jīng)水吸收制備成副產(chǎn)品鹽酸。該方 法具有工藝簡單、節(jié)能環(huán)保、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定優(yōu)異的特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)化大規(guī)模生產(chǎn)。
【附圖說明】
[0026] 圖1為連續(xù)化生產(chǎn)生物基環(huán)保阻燃增塑劑的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027] 圖中：1為不飽和甲酯入口，2為甲醇入口，3為第一氯氣入口，4為第一反應(yīng)柱，4-1 為光源，5為背壓閥，6為第二反應(yīng)柱，7為第二氯氣入口，8為尾氣（即氯化氫）出口，9為產(chǎn)品 出口。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 本發(fā)明涉及的連續(xù)化生產(chǎn)生物基環(huán)保阻燃增塑劑的方法及裝置，采用不飽和甲酯 為主要原料，甲醇作為甲氧化試劑，在光催化作用下，以氯氣為氯化試劑進(jìn)行反應(yīng)。因不飽 和甲酯的特性，反應(yīng)分為以氯代甲氧化為主的加成反應(yīng)和以氯代為主的取代反應(yīng)兩個階 段，得到一種生物基環(huán)保阻燃增塑劑氯代甲氧基脂肪酸甲酯。
[0029] 下面結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例作具體說明：
[0030] 實(shí)施例1:
[0031] 碘價為99gl2/100g的不飽和甲酯與甲醇，按照10:1的質(zhì)量比例分別輸入尺寸為Φ 500mmX 1500mm的第一反應(yīng)柱中進(jìn)行光催化反應(yīng);反應(yīng)柱中安裝有4支功率為50W的紫外燈， 以紫外光作為催化劑;通入第一反應(yīng)柱中的氯氣流量控制為20L/min，保持第一反應(yīng)柱的溫 度為80°C，第一反應(yīng)柱中的壓力達(dá)到背壓閥設(shè)定壓力(背壓閥設(shè)置壓力為0.15MPa);第一反 應(yīng)柱中反應(yīng)后的物料溢流至尺寸為Φ 500mmX 1500mm的第二反應(yīng)柱中，第二反應(yīng)柱的溫度 控制在80°C，進(jìn)入第二反應(yīng)柱中的氯氣流量控制為20L/min;通過在線密度檢測器，待第二 反應(yīng)柱中的物料比重達(dá)到要求，將物料送至脫氣罐進(jìn)行脫酸，脫酸完成后即得產(chǎn)品氯代甲 氧基脂肪酸甲酯。廣品技術(shù)指標(biāo)如表1。
[0032]表1實(shí)施例一產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)
[0034] 實(shí)施例2:
[0035] 碘價為99gl2/100g的不飽和甲酯與甲醇，按照10:1的質(zhì)量比例分別輸入尺寸為Φ 500mmX 1500mm的第一反應(yīng)柱中進(jìn)行光催化反應(yīng);反應(yīng)柱中安裝有4支功率為50W的紫外燈， 以紫外光作為催化劑;通入第一反應(yīng)柱中的氯氣流量控制為20L/min，保持第一反應(yīng)柱的溫 度75°C，第一反應(yīng)柱中的壓力達(dá)到背壓閥設(shè)定壓力(背壓閥設(shè)置壓力為0.12MPa);第一反應(yīng) 柱中反應(yīng)后的物料溢流至尺寸為Φ 500mmX 1500mm的第二反應(yīng)柱中，第二反應(yīng)柱的溫度控 制在75°C，通入第二反應(yīng)柱中的氯氣流量控制為10L/min;通過在線密度檢測器，待第二反 應(yīng)柱中的物料比重達(dá)到要求，將物料送至脫氣罐進(jìn)行脫酸，脫酸完成后即得產(chǎn)品氯代甲氧 基脂肪酸甲酯。廣品技術(shù)指標(biāo)如表2。
[0036]表2實(shí)施例二產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)
[0038] 實(shí)施例3:
[0039] 碘價為99gl2/100g的不飽和甲酯與甲醇，按照10:1的質(zhì)量比例分別輸入尺寸為Φ 500mmX 1500mm的第一反應(yīng)柱中進(jìn)行光催化反應(yīng);反應(yīng)柱中安裝有4支功率為100W的日光 燈，以日光燈作為催化劑;通入第一反應(yīng)柱中的氯氣流量控制為15L/min，保持第一反應(yīng)柱 的溫度70°C，第一反應(yīng)柱中的壓力達(dá)到背壓閥設(shè)定壓力（背壓閥設(shè)置壓力為O.IMPa);第一 反應(yīng)柱中的物料溢流至尺寸為Φ 500mmX 1500mm的第二反應(yīng)柱中，第二反應(yīng)柱溫度控制在 70°C，通入第二反應(yīng)柱中的氯氣流量控制為15L/min;通過在線密度檢測器，待第二反應(yīng)柱 中的物料比重達(dá)到要求，將物料送至脫氣罐進(jìn)行脫酸，脫酸完成后即得產(chǎn)品氯代甲氧基脂 肪酸甲酯。產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)如表3。
[0040]表3實(shí)施例四產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)
[0042] 實(shí)施例4:
[0043] 碘價為108gl2/100g的不飽和甲酯與甲醇，按照10:1的質(zhì)量比例，分別進(jìn)入尺寸為 Φ 500mm X 1500mm的第一反應(yīng)柱中進(jìn)行光催化反應(yīng);反應(yīng)柱中安裝有4支功率為100W的日光 燈，以日光燈作為催化劑;通入第一反應(yīng)柱中的氯氣流量控制為20L/min，保持第一反應(yīng)柱 的溫度70°C，第一反應(yīng)柱中的壓力達(dá)到背壓閥設(shè)定壓力（背壓閥設(shè)置壓力為0· IMPa)，第一 反應(yīng)柱中的物料溢流至尺寸為Φ 500mmX 1500mm的第二反應(yīng)柱中，第二反應(yīng)柱溫度控制在 70°C，通入第二反應(yīng)柱中的氯氣流量控制為15L/min;通過在線密度檢測器，待第二反應(yīng)柱 中的物料比重達(dá)到要求，將物料送至脫氣罐進(jìn)行脫酸，脫酸完成后即得產(chǎn)品氯代甲氧基脂 肪酸甲酯。產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)如表4。
[0044] 表4實(shí)施例四廣品技術(shù)指標(biāo)
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種連續(xù)化生產(chǎn)生物基環(huán)保阻燃增塑劑的方法，依次包括以下步驟： (1) 不飽和甲酯、甲醇和氯氣各自按照流量從底部連續(xù)進(jìn)入一裝有光源的第一反應(yīng)柱 中，在70~85°C、0.1~0.3MPa下進(jìn)行光催化反應(yīng)； (2) 反應(yīng)后的物料從反應(yīng)柱中出來后從底部進(jìn)入第二反應(yīng)柱，并同時通入氯氣在70~ 85°C下進(jìn)行反應(yīng)，產(chǎn)生的尾氣氯化氫由頂部排出進(jìn)入尾氣回收系統(tǒng)； 通入氯氣的流量根據(jù)所需產(chǎn)品的最終密度控制，或者，通入氯氣的流量與不飽和甲酯 的質(zhì)量比例為10~50%; (3) 第二反應(yīng)柱出來的物料經(jīng)氣體脫酸后，即得到成品； 所述步驟（1)中，物料在連續(xù)化反應(yīng)柱中平均停留時間控制為1~5h;所述甲醇流量與 不飽和甲酯流量的質(zhì)量比例為5~15%，通入氯氣的流量與不飽和甲酯流量的質(zhì)量比例為 10~30% ; 所述步驟(2)中，通入氯氣的流量根據(jù)所需產(chǎn)品的最終比重控制，或者，氯氣的流量與 不飽和甲酯流量的質(zhì)量比例為10~50%。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)化生產(chǎn)生物基環(huán)保阻燃增塑劑的方法，其特征在于:所述 光源為紫外光或日光燈，功率為10~500W。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)化生產(chǎn)生物基環(huán)保阻燃增塑劑的方法，其特征在于:所述 反應(yīng)柱的加熱方式采用夾套加熱。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)化生產(chǎn)生物基環(huán)保阻燃增塑劑的方法，其特征在于:物料 在第一反應(yīng)柱、第二反應(yīng)柱內(nèi)的反應(yīng)均采用溢流形式。5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4任一條中所述的連續(xù)化生產(chǎn)生物基環(huán)保阻燃增塑劑的方法，其特 征在于:所述成品的最終比重優(yōu)選為1.00~1.20。6. -種連續(xù)化生產(chǎn)生物基環(huán)保阻燃增塑劑的裝置，其特征在于該裝置包括通過管道依 次串聯(lián)連接的第一反應(yīng)柱(4)、背壓閥（5)以及第二反應(yīng)柱(6);所述第一反應(yīng)柱的內(nèi)腔安裝 有光源(4-1)并且該反應(yīng)柱上制作有不飽和甲酯入口（1)、甲醇入口（2)、第一氯氣入口（3) 以及物料出口；所述第二反應(yīng)柱上制作有物料入口、第二氯氣入口（7)、尾氣出口（8)以及產(chǎn) 品出口（9)。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的連續(xù)化生產(chǎn)生物基環(huán)保阻燃增塑劑的裝置，其特征在于:所述 第一反應(yīng)柱為一豎立的柱狀密閉腔體，其底部制作有所述不飽和甲酯入口、甲醇入口、第一 氯氣入口；頂部制作有物料出口；內(nèi)腔的側(cè)壁加裝3-10個光源。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的連續(xù)化生產(chǎn)生物基環(huán)保阻燃增塑劑的裝置，其特征在于:所述 第二反應(yīng)柱為一豎立的柱狀密閉腔體，其底部制作有物料入口和第二氯氣入口；頂部制作 有所述尾氣出口；側(cè)壁的上端制作有產(chǎn)品出口。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的連續(xù)化生產(chǎn)生物基環(huán)保阻燃增塑劑的裝置，其特征在于:所述 第一反應(yīng)柱、第二反應(yīng)柱中還增設(shè)填料，以增加混合效果。
【文檔編號】C08K5/101GK106046414SQ201610556438
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年7月13日
【發(fā)明人】鄒歡金, 代永昌, 李忠紅, 盧學(xué)軍, 王家俊, 蘆佳林
【申請人】浙江贊宇科技股份有限公司, 杭州油脂化工有限公司