張依新 孫憲德

摘 要：現(xiàn)有三氟乙酸乙酯生產(chǎn)工藝未解決兩個(gè)問題：（1）利用三氟乙酰氯和乙醇進(jìn)行連續(xù)非催化法反應(yīng)制備三氟乙酸乙酯的收率仍然不高;（2）未解決副產(chǎn)鹽酸的應(yīng)用問題，利用鹽酸制備得到的鈦白粉易團(tuán)聚，無法實(shí)現(xiàn)廣泛的應(yīng)用[1]。本研究通過優(yōu)化生產(chǎn)工藝中原料種類和工藝參數(shù)，成功解決了上述兩個(gè)技術(shù)問題。

關(guān)鍵詞：三氟乙酸乙酯;鹽酸;收率

1 生產(chǎn)工藝

在反應(yīng)精餾條件下，三氟乙酰氯和乙醇進(jìn)行連續(xù)非催化法反應(yīng)制備三氟乙酸乙酯，包括以下步驟：（1）往反應(yīng)器中加入少量乙醇，開啟冷凝器;乙醇的加入量為反應(yīng)器容積的0.2～0.4;（2）反應(yīng)器上連接有精餾塔，精餾塔上連接有冷凝器，在35℃溫度下，向反應(yīng)器持續(xù)勻速地通入三氟乙酰氯氣體，并開始攪拌;（3）攪拌后，往反應(yīng)器中滴加乙醇，邊滴加乙醇邊升溫至55～65℃進(jìn)行反應(yīng)精餾，三氟乙酰氯與乙醇的投料流速質(zhì)量配比為1：0.125;（4）反應(yīng)產(chǎn)物流經(jīng)精餾塔精餾后得到精餾后的反應(yīng)產(chǎn)物流，再經(jīng)冷凝器冷凝后得到三氟乙酸乙酯;（5）含有HCl的物流經(jīng)HCl吸收裝置（D）吸收后得到鹽酸;（6）將步驟（5）得到的鹽酸作為添加劑用于鈦白粉包膜工藝中。其中，精餾塔的精餾壓力為常壓，吸收裝置中的吸收劑為水和/或稀鹽酸，步驟（6）的具體工藝在中國(guó)授權(quán)專利CN105419403B的基礎(chǔ)上優(yōu)化了分散劑的組成，詳見本文實(shí)驗(yàn)部分。

2 實(shí)驗(yàn)

為了驗(yàn)證上述工藝的技術(shù)效果，本研究進(jìn)行了5組實(shí)驗(yàn)，即為實(shí)驗(yàn)A-E，實(shí)驗(yàn)A的方案如下：

（1）反應(yīng)器為容積為250ml的三口燒瓶，配有攪拌、溫度計(jì)、導(dǎo)氣管和精餾柱，精餾柱連接著冷凝器和HCl吸收裝置。在反應(yīng)器中加入88g的乙醇，升至35℃后開始通入三氟乙酰氯氣體，三氟乙酰氯的通料速度為2g/min。在35℃下反應(yīng)60min后，開始滴加乙醇液體，乙醇的滴加速度為0.31g/min，邊滴加邊逐漸升溫至內(nèi)溫為58℃，進(jìn)行反應(yīng)精餾將生成的三氟乙酸乙酯精餾出去，用HCl吸收裝置吸收氯化氫氣體，生成副產(chǎn)鹽酸。

（2）將得到的鹽酸作為添加劑用于鈦白粉包膜工藝中，具體工藝為：S1將步驟（5）得到的鹽酸配置成質(zhì)量濃度為10%的鹽酸溶液，備用;S2將鈦白粉漿料用氫氧化鈉調(diào)節(jié)鈦白粉漿料至pH≥9.5;S3按硅酸鈉與鈦白粉的質(zhì)量比以SiO2：TiO2計(jì)為1：50的比例向鈦白粉漿料滴加硅酸鈉溶液，均質(zhì)，然后將S1制備得到的鹽酸溶液逐滴加入，控制pH≥9.0，陳化;S4然后按偏鋁酸鈉與鈦白粉的質(zhì)量比以Al2O3：TiO2計(jì)為1：50的比例滴加偏鋁酸鈉溶液;然后將S1制備得到的鹽酸溶液逐滴加入，控制pH≥9.0，陳化;S5再次將S1制備得到的鹽酸溶液逐滴加入，控制pH≥7.0，陳化、洗滌、烘干，得到無機(jī)物包膜的鈦白粉;S6向S5所得無機(jī)物包膜的鈦白粉加入TiO2質(zhì)量的5wt%的分散劑，攪拌，得到分散后的無機(jī)物包膜的鈦白粉;分散劑由羧甲基纖維素和亞甲基二萘磺酸鈉按照質(zhì)量比為1：1構(gòu)成。

實(shí)驗(yàn)B、C僅將實(shí)驗(yàn)A中三氟乙酰氯與乙醇的投料流速質(zhì)量配比由1：0.125變化為1：0.1、1：0.155（三氟乙酰氯的通料速度仍為2g/min），實(shí)驗(yàn)D和E僅將實(shí)驗(yàn)A中分散劑由羧甲基纖維素和亞甲基二萘磺酸鈉變化為羧甲基纖維素（單獨(dú)）、亞甲基二萘磺酸鈉（單獨(dú)）。

3 結(jié)果與討論

效果表征：對(duì)實(shí)驗(yàn)A-C的收率（純度）進(jìn)行檢測(cè)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)A、實(shí)驗(yàn)D-E的分散性進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)方法參照《材料科學(xué)與工程實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教程》（鄒建新主編，2010.07）中實(shí)驗(yàn)37記載的實(shí)驗(yàn)方法，檢測(cè)結(jié)果見下表：

上述結(jié)果表明，實(shí)驗(yàn)A-C在保證純度在較高水平的基礎(chǔ)上，最佳投料流速質(zhì)量配比應(yīng)為1：0.125，三氟乙酸乙酯的收率可達(dá)99.0%（純度98.2%）。此外，羧甲基纖維素和亞甲基二萘磺酸鈉可以協(xié)同分散無機(jī)物包膜的鈦白粉，即有利于副產(chǎn)物鹽酸的利用，也有利于提高無機(jī)物包膜的鈦白粉品質(zhì)和應(yīng)用范圍。

參考文獻(xiàn)：

[1]張建立，等.三氟乙酸乙酯的合成.河北化工，2012-6，35（6）：24-25.

作者簡(jiǎn)介：張依新，男，工程師，研究方向：三氟乙酸乙酯。