专利名称：一种固相反应合成琥珀酸钠的方法
技术领域：
本发明涉及一种合成琥珀酸钠的方法，特别涉及利用琥珀酸、氢氧化钠和/ 或碳酸钠在固态下研磨合成琥珀酸钠的方法。
背景技术：
琥珀酸(CAHB，分子量为118)是一种有机二元酸，和碱进行中和反应时 可以生成酸式盐和/或盐，琥珀酸二钠是无色至白色结晶或结晶性粉末，易溶于 水，不溶于酒精。水溶液呈中性至微碱性，由于有类似贝类的海鲜气味，又称 干贝素，是鲜味剂类食品添加剂。
传统的以琥珀酸生产琥珀酸钠工艺是以水为介质，先将固体的琥珀酸和氢氧 化钠或碳酸钠在水溶液中进行反应，再经过滤、浓縮、喷雾干燥得到琥珀酸钠。 另一种生产琥珀酸纳的方法是用琥珀酸和氢氧化钠或碳酸钠在水溶液中进行中 和反应，真空浓縮、冷却结晶、过滤干燥的方法。
上述工艺主要存在以下缺陷(1)生产过程中产生废水、废渣;(2)在产 品干燥过程中需要大量的能量；(3)产率较低，生产成本高；(4)投资大，占 用厂房面积大。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，提供一种利用固体的琥珀酸、氢氧化钠和/ 或碳酸钠为主要原料合成琥珀酸钠的方法，该方法可以克服上述传统技术中存 在的缺陷。
本发明的技术方案是一种合成琥珀酸钠的方法，利用琥珀酸与氢氧化钠和/ 或碳酸钠为原料，其特征在于:所有的反应物呈固体状态，混合研磨在固态下进
行化学反应生成固态产物，反应无需加热，不产生"三废"。 本发明利用固相反应合成琥珀酸钠的工艺流程如下
固相反应
琥珀酸+碳酸钠(氢氧化钠)_^琥珀酸钠一包装
本发明合成琥珀酸钠所用的固体碱主要是氢氧化钠，碳酸钠，结晶碳酸钠，
在和琥珀酸反应时，氢氧化钠、碳酸钠可以单独使用也可以混合使用。反应物
配方为琥珀酸氢氧化钠(w/w) =1.47 1.48:1;或者琥珀酸碳酸钠(w/w) 二l.ll:l;或者琥珀酸氢氧化钠碳酸钠(mol/mol/mo1) = 1:0. 05 0. 8:0. l 0.95。混合使用时碳酸钠氢氧化钠的比例(mol/mo1) 二1:0.01 5，最好的范 围是l:O. 1 0. 3。
在本发明中实现固相反应生产琥珀酸钠的研磨设备主要是各种类型的振动 磨、搅拌磨(也称立式球磨机)和卧式球磨机等干法超微粉碎设备。
在本发明中反应体系的温度应控制范围在-5"C 9(TC之间，较好的温度范 围是5(TC 7(TC。因为琥珀酸是一种二元酸，所以反应生成水较多，固相反应
初期速度较慢，随着反应的进行生成水增加，反应速度逐步加快，可能产生爆 发式的反应，为了防止反应的速度过快，放热引起体系的温度升高，导致产品 质量降低，应采取措施控制温度的上升。
在本发明中使用两种方法控制反应温度， 一是抽真空法，即在反应温度达
到60'C时，在真空的作用下水分蒸发排出，真空度为0.005 MPa 0. lMPa，最 好控制在0.01 MPa 0. 06 MPa之间。二是对反应体系进行冷却，主要有夹套冷 媒法，冷空气冷却法，或者往反应体系中不断充入液氮冷却法。
在本发明中，各反应物的添加方法是先在固相反应器中加入全部的琥珀酸， 研磨一定的时间后，大约是10分钟到180分钟。然后视反应器或者反应物的量
不同，分次加入固体碱， 一般分3 6次加入。
本发明的主要优点是(l)生产工艺简单；(2)反应过程不用加热，节省能源; (3)不产生废气、废水、废渣；(4)设备投资少，产率高，占用厂房小。
具体实施例方式
琥珀酸加入到振动磨或球磨机等固相反应设备中，分2 6次加入氢氧化钠 和/或碳酸钠进行研磨，在研磨过程中固相反应得以进行。控制反应体系的温度 和反应压力(或真空度)，使用固相反应能平稳的进行。
实施例1
取lkg琥珀酸，放入实验室小型立式球磨机中，转速调到1200转/分，加 入O. lkgNaOH，利用水^却使温度保持在20'C 6(TC之间，反应30分钟后，再 加入0. 5kg Na2C03，继续研磨65分钟，再次加入0. 05kgNaOH，研磨40分钟结 束。
实施例2
取20kg琥珀酸和0.2kgNa2C03* 10H20，放入立式球磨机中，转速调到220 转/分，研磨15分钟后再次加入6kgNa2C0:,，研磨40分钟，同时利用冷却水来降 温，使温度控制在6(TC以下，再加入6kgNa2C03继续研磨30分钟，抽真空，使 真空度为0.08MPa，使固相反应顺利进行。再加入5.9kg *20)3研磨50分钟结 束。
实施例3
取11. 8kg琥珀酸和0. 4kgNaOH加入到150L的振动磨中，振动研磨时使温 度保持在85r以下，研磨10分钟，再加入9.5kgNa2C03和20g丙烯酸淀粉，抽 真空，使真空度为0. 03MPa 0. 05MPa，再次振动研磨80分钟后结束，产品检验 合格。
实施例4
将500kg琥珀酸放入改造后的卧式球磨机中，加入10kgNa2C0. 10H20磨40 分钟，再加入200kg Na2C0"继续研磨150分钟后，然后真空抽气30分钟，同时 用冷气机对系统降温，使温度不超过70。C，再加入170kgNa2C03，研磨180分钟， 同时抽真空，使真空度为0. 03MPa 0. 05MPa，再加入15kgNaOH继续研磨150分 钟，反应体系的温度保持在9CTC以下，真空度为0. 02Mpa 0. 1MPa。反应结束 后出料，6(TC烘干得成品。
实施例5
将403公斤无水Na2C03放入改造后的卧式球磨机中研磨120分钟，筛出粉碎 后的Na2C03，再将500kg琥珀酸放入卧式改造后的球磨机中，研磨90分钟后， 加入200kg粉碎后的Na2CO:,，同时抽真空，使真空度为0. 03MPa 0. 05MPa，研磨 60分钟后，用冷气机对系统降温，使温度不超过7(TC，再加入203kgNa2C03，研 磨150分钟，反应体系的温度保持在9(TC以下，真空度为0.02Mpa 0. lMPa。 反应结束后出料，6(TC烘干得产品。
权利要求
1、一种固相反应合成琥珀酸钠的方法，利用琥珀酸与氢氧化钠和/或碳酸钠为原料，其特征在于将所有的反应原料混合，在固相反应器中研磨直接进行化学反应，温度控制为-5℃～90℃，压力控制为0.005Mpa～0.1Mpa。
2、 按照权利要求1所述的方法，反应物配方为琥珀酸:氢氧化钠(w/w) =1.47 1.48:1;或 者琥珀酸:碳酸钠(w/w"L 11:l;或者琥珀酸氢氧化钠碳酸钠(mol/mol/m。l卢1:0.05 0.8:0. 1 0. 95。混合使用时碳酸钠氢氧化钠的比例(mol/mo1) =1:0.01 5，最好的范 围是1:0. 1 0.3。
3、 按照权利要求l所述的方法，所述的固相反应器是干法研磨设备，所述干法研磨设备是各 种类型的振动磨、搅拌磨(也称立式球磨机)和卧式球磨机等干法超微粉碎设备。
4、 按照权利要求1所述的方法，反应最佳温度为5(TC 7(TC。
全文摘要
本发明涉及一种合成琥珀酸钠的方法，该方法是利用琥珀酸与氢氧化钠和/或碳酸钠为原料，将原料混合研磨，在固体状态下直接进行化学反应生成琥珀酸钠的方法。根据使用的设备不同，温度控制为-5℃～90℃，压力控制为0.005MPa～0.1MPa。所用的研磨设备为各类用于干磨的振动磨和/或球磨机。此生产工艺中不产生废水、废渣，不需要外加热源。本发明可用于合成化工级、医药级或食品级的琥珀酸钠。
文档编号C07C55/10GK101357885SQ20071014345
公开日2009年2月4日 申请日期2007年8月1日 优先权日2007年8月1日
发明者于同泉, 仝其根, 敏 周, 白云起, 亮 苏, 苹 路 申请人:北京农学院;仝其根