探究光气法合成椰油酰氯工艺开发

探究光气法合成椰油酰氯工艺开发

张凯

身份证号码 ： 320705197903090***

摘要：椰油酞氯属于混酞氯的一种，构成成分包括辛酞氯、癸酞氯、月桂酞氯等，其中的构成成分，会由于市场需求的不同，在规定的范围内进行变化。该物质在洗发水以及沐浴露当中的应用，非常普遍，并且市场需求正在以8%左右的速度增长。因为需求量的提升，对其工艺开发方式的研究十分关键，可满足市场对产品的需求。本文针对光气法合成椰油酰氯工艺开发进行了分析。

关键词：椰油酰氯；光气法；合成

椰油酞氯的合成，可借助椰油酸与三氯化磷、氯化亚飒、三氯氧磷、光气等进行反应制备。三氯化磷法应用的过程中，会有一定含量的磷废水产生；应用氯化亚飒法，会有一定含量的二氧化硫产生，对环境非常不利。但是应用光气的方法，会产生大量的氯化氢，之后可利用氯化氢，将其制成盐酸，二氧化碳对碳酸钠制备。所以，对于光气法的应用，工艺路线优势十分明显。

1. 光气法合成分析

脂肪族酞氯当中的光气法合成，一般需要对脂肪酸与光气进行应用，使其借助催化剂，可在4080℃的环境中发生反应。催化剂大部分可以分为三类，1）多为砒啶类2）有机酞胺3）三乙胺等叔胺类。光化反应发生当中，催化剂与光气产生的反应，会有Vilsmeier型活性

化合物形成，进而形成酞氯合成反应的活中间体阵。当完成反应之后，在产品中，该化合物会通过褐色一黑色的焦油状存在，但属于分散的状态，以至于产品品质失去了原本的品质，有更强的色度。为了将化合物进行分离，可应用的方式便是借助蒸馏法。但是，脂肪族酞氯有着较高的沸点，应用的蒸馏形式，对于设备和材质提出的要求非常高。如果在工业化生产中对其进行应用，只要支付的成本会非常多。此外，因为椰油酞氯属于混酞氯的一种。如果应用蒸馏的方式，会因为组分沸点存在一定程度的差别，所以真空会带走有些低沸点的酞氯，以至于产品分布的碳素，与规定提出的要求并不相符^[1]。

蒸馏夹带，会使催化剂有所残存，进而埋下风险。在本次研究过程中，

先对椰油酸进行了复配，之后在100一 140℃的环境中，将其与光气进行反应，进而有椰油酞氯合成。该项方式，使得因为催化剂发生残留出现了产品色度加重的情况、降低纯度以及出现炭化的问题给予避免。同时，在研究过程中，借助活性炭，可以起到过滤的效果，对蒸馏工艺替代，所以取得的脱色结果更加突出，使得蒸馏产生的产品组分变化问题进行了克服^[2]。

在研究过程中，原料使用的为复配的椰油酸和光气，并对反应产生的问题给予了充分考量，分析活性炭含量以及光气的具体气速，对椰油酞氯产品的收率和色度、组分含量等产生的各项影响。

2. 实验部分

2.1仪器以及试剂的应用

仪器：0~ 1 L/ min玻璃转子流量计；气相色谱仪；智能数显磁力搅拌电热套；砂芯抽滤装置以及SHB-III型循环水真空泵。

实验使用的试剂，如表1所示

表1：实验试剂表

在研究过程中，使用的椰油酸属于复配，组分含量具体如表2所示

表2：椰油酸组分含量

2.2实验过程

准备三口烧瓶，容量为500ml，将其与冷凝管、温度计、通光管进行连接。之后，将椰油酸（300g）加入其中，结合活性炭。将温度升高，熔融原料酸。将其与尾气进行连接之后，会以一定的气速通光气产生酞化反应，一直到达反应终点，才会将通光气停止。温度下降到室内温度之后，赶光会以O.5L/min的气速通氮气开展，4小时之后，将通氮气的操作停止。应用过滤的方式，出来的滤液便是椰油酞氯产品。其中，应用的反应过程，如公式所示。

3、结果与讨论

3.1反应温度影响酰氯合成反应分析

如果不对任何催化剂进行添加，当反应温度小于等于90℃，那么椰油酸与光气发生的反应速度会十分缓慢。在该次实验进行的过程中，针对温度对椰油酰氯合成产生的反应进行充分的探究，分别为在100℃到140℃之间的温度反映情况，如表3所示。结合具体的实验结果来看，当温度有所提升时，发生的合成反应速率便有所加大，相应的反应时间也有所减小

^[3]。因为光气气速一定，因此将反应时间缩短，对光气损耗降低非常有利。此外，还可以得出，当升高反应温度时，产品产生的速度也有所增加。当反应温度处于140℃时，产品APHA超过了200，其颜色为褐色。这是因为升高温度之后，加重了产品出现的碳化情况，以至于活性炭出现了较差的脱色效果。此外，在该实验当中，也有效说明了当反应温度大于130℃之后，会降低产品收率，这是由于升高温度时，因为癸酰氯和月桂酰氯的沸点比较低，所以被系统夹带出，使得产品组分产生了较大的变化，因此收率不高。所以，合成的反应温度为120℃属于最理想的反应温度。

表3：反应温度影响酰氯合成反应分析

3.2活性炭含量影响合成反应分析

因为椰油酞氯属于混酞氯的一种，所以应用蒸馏脱色的方式会使产品组分发生相应的变化，也会导致收率有所下降。因此，在实验过程中，借助的是活性炭吸附的方法。具体添加的量，需要参考原料椰油酸质量的0.5%、1.0%、1.5%、2.0%以及2.5%，具体的结果如表4所示。

表4：活性炭含量影响合成反应分析

根据表4当中的数据，当添加的活性炭量小于1:5%，APHA超过150，并没有非常显著的脱色效果，并且产品的色度与要求也不相符。但是当添加量大于等于1.5%，APHA小于等于130，相应的色度会有所下降，与提出的要求相符。在该实验中也发现了，在逐步加大活性炭含量时，脱色能力会逐步达到平衡，色度下降的效果没有进一步的提升，吸附酰氯的量有一定的增加，进而降低了产品收率以及增加了生产过程当中支付的成本，所以最佳的活性炭添加量为1.5%^[4]。

3.3同光速速度影响合成反应分析

通过表4可以看出，将光气速度进行增大之后，反应时间有所缩短，这是因为反应浓度有所加大时，产品的生成有所促进。此外，气速的增加会使单位时间内气液反应接触面积有所增大，进而对其产生了促进作用。但是酰氯会被夹带出系统，所以收率有所下降，并且相应的组分含量也有所变化，因此最理想的通气速度为0.8L/min。

4、结束语：

总之，在不对任何催化剂进行添加的环境下，可在一定温度条件下，借助复配的椰油酸与光气产生相应的酰化反应，进而对椰油酰氯合成。但是过高的温度，会使产生的酰氯炭化情况加剧，加重产品的色度，与市场需要的产品要求并不相符。所以，把控好温度非常关键。在相关实验中表明，最理想的温度为120℃，最理想的通气速度为0.8L/min。

参考文献：

[1]李超, 孙桃梅, 朱子强, et al. 光气法合成椰油酰氯工艺开发[J]. 天然气化工：C1化学与化工, 2017(6):78-80.

[2]盛丽萍, 徐海全, 杜永顺. 光气法合成间苯二甲酰氯的工艺研究[J]. 企业技术开发, 2005, 24(9):30-31.

[3]梅刚志, 魏东炜, 李复生. 聚碳酸酯非光气法合成工艺研究进展[J]. 化工科技, 2004(05):60-64.

[4]陆阳, 李春仁, 陶京朝. 磺酰脲类除草剂氯嘧磺隆的非光气法合成工艺%Non-Isocyanate Method for Preparation of Chlorimuron-Ethyl as Herbicide for Soybean[J]. 山西化工, 2006, 026(003):11-13.