珠形颗粒状的抗氧化剂1076及其制备方法与应用_2

文档序号:9779714阅读:来源:国知局
-羟基苯基)丙酸甲酯,结晶或重结晶一般需洗涤、离心分 离、干燥等工序,因此,采用重结晶的精制方法不但需要繁多的设备而且需消耗大量的有机 溶剂,这一方面增大了能耗,同时也容易造成空气污染。此外,重结晶后的母液中还溶有部 分抗氧化剂1076,由于母液中杂质很多,很难采用有效的方法将这部分抗氧化剂1076分离 出来。本发明直接蒸除β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸甲酯既简化了工艺路线,又节约 了大量设备投资,同时整个工艺过程在封闭条件下完成,大大降低了能源和物料消耗,有效 改善了生产的工况降低环境污染,并且原料单体β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸甲酯 可充分回收,循环使用,生产成本大幅度降低。此外,采用分离系统蒸除β-(3,5-二叔丁基_ 4-羟基苯基)丙酸甲酯精制工序得到的抗氧化剂1076的加热减量更低,这是采用现有的结 晶或重结晶工艺无法得到的。由本发明精制工序得到的抗氧化剂1076的加热减量< 0.2% ; 甚至可以更小。
[0038] 本发明第一再沸器、第一降膜蒸发器及第一精馏塔组成了第一分离系统的第一分 离器,该第一分离器是集闪蒸、降膜蒸发及精馏三合一的分离器。本发明通过物料栗加压将 熔融态抗氧化剂1076粗品输送至处于负压状态的第一降膜蒸发器,使得熔融态的抗氧化剂 1076粗品的状态由正压突然转变成负压(原理与闪蒸原理相同),其中的β-(3,5-二叔丁基- 4-羟基苯基)丙酸甲酯瞬间汽化而分离出去。本发明研究发现抗氧化剂1076在高温、高真空 状态下易被携带,采用该第一分离器能有效的阻止在脱β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙 酸甲酯时,抗氧化剂1076被携带的问题,同时使回收的β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸 甲酯可直接利用。
[0039] 根据本发明的具体实施方案,在本发明如上步骤(1)中,开启所述第一真空栗,将 所述第一分离系统压力降低至小于等于5mmHg,并将所述第一再沸器与所述第一降膜蒸发 器的温度分别升高至200~250°C。控制如上工艺条件可更加有效地蒸除β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸甲酯,循环蒸馏1~3h即可达到蒸除β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸 甲酯的目的。
[0040] 具体而言,将第一再沸器与第一降膜蒸发器的温度升高至200~250°C,采用第一 真空栗抽真空,当压力小于等于5mmHg时,通过物料栗将熔融态的抗氧化剂1076粗品输送至 第一降膜蒸发器进行蒸发,当第一再沸器的液位达到一定液位时停止上料时,采用第一循 环栗及第一降膜蒸发器对物料进行循环蒸发。此时,汽化的β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基) 丙酸甲酯和被携带的抗氧化剂1076主成分在精馏塔中分离,抗氧化剂1076主成分在精馏塔 内部回流至再沸器中,而分离出的β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸甲酯蒸汽可通过冷 凝器,冷凝成液体回收利用。循环蒸馏时间一般为1~3h,取样化验,例如从循环栗入口取 样,待化验满足标准后,将提纯好的抗氧化剂1076造粒原料用循环栗送至造粒工序直接造 粒或设置的中间保温罐中,以备造粒。
[0041] 根据本发明的具体实施方案,在本发明所述的方法中,所述抗氧化剂1076粗品是 由β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸甲酯与十八碳醇合成法制得的含抗氧化剂1076主成 分的反应物经后处理得到的,所述的后处理包括第一阶段及第二阶段:
[0042] 所述的第一阶段包括在所述反应物中加入助溶剂溶解反应物,并进行过滤、洗涤、 加入脱色剂及脱水以获得含抗氧化剂1076主成分的母液的过程;
[0043] 所述洗涤包括有机酸溶液洗涤及水洗;
[0044] 所述助溶剂为能使所述反应物溶解并能与水共沸的溶剂,优选甲苯和/或二甲苯;
[0045] 所述的第二阶段为蒸除所述母液中的溶剂。
[0046] 由β-(3,5_二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸甲酯与十八碳醇合成法制得的含抗氧化剂 1076主成分的反应物可按本领域现有技术进行。
[0047] 优选地,本发明所述第一阶段包括在所述反应物中加入助溶剂溶解反应物之后, 依次进行第一次过滤、有机酸溶液洗涤、水洗、加入脱色剂、脱水及第二次过滤,得所述母 液;
[0048] 优选地,水洗使体系pH为6~7;更优选地,所述有机酸包括醋酸、草酸、丙酸和丙二 酸等中的一种或多种。
[0049] 优选地,所述加入助溶剂溶解反应物是在60~85°C进行。
[0050] 优选地,所述有机酸溶液洗涤是在60~85°C下进行。所述有机酸溶液为质量分数 为1~10 %的有机酸水溶液。
[0051] 优选地,加入脱色剂,升温脱水,待脱水温度达115~150°C时进行第二次循环过 滤。所述脱色剂包括硅酸镁、活性炭和硅胶等中的一种或几种。
[0052]根据本发明的具体实施方案,在本发明所述后处理中,第二阶段采用第二分离系 统蒸除所述母液中的溶剂;
[0053]其中,所述第二分离系统包括第二再沸器、第二降膜蒸发器、第二精馏塔、第二循 环栗;所述第二降膜蒸发器的底部及第二精馏塔的底部分别设置在所述第二再沸器上方并 分别与之相连通;所述第二循环栗的进口与所述第二再沸器的底部出口通过管路相连接, 所述第二循环栗的出口与所述第二降膜蒸发器的顶端入口通过管路相连接;
[0054] 任选地,所述第二分离系统还包括第二真空栗,所述第二真空栗与所述第二精馏 塔的塔顶相连接;
[0055] 优选地,采用第二分离系统通过脱除溶剂工序蒸除所述母液中的溶剂,所述脱除 溶剂工序包括如下步骤:
[0056] (A)升高所述第二再沸器与所述第二降膜蒸发器的温度;
[0057] (B)将所述母液通过所述第二降膜蒸发器进行蒸发,利用所述第二循环栗及所述 第二降膜蒸发器对所述母液进行循环蒸发,并利用所述第二精馏塔分离得到所述抗氧化剂 1076粗品及母液中的溶剂;
[0058]任选地,当所述第二分离系统包括所述第二真空栗时,所述脱除溶剂工序还包括 步骤(C);
[0059] (C)开启所述第二真空栗,降低所述第二分离系统的压力,按步骤(B)相同的方式 进一步脱除所述母液中的溶剂。
[0060] 本发明所述第二再沸器、第二降膜蒸发器及第二精馏塔组成了第二分离系统的第 二分离器,该分离器是集闪蒸,降膜蒸发,精馏三合一的分离器。本发明研究发现当溶剂汽 化时,其会携带着少量的β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸甲酯及抗氧化剂1076主成分, 采用该分离器能有效的阻止在脱除溶剂时β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸甲酯及抗氧 化剂1076主成分被携带的问题,同时使回收的溶剂可直接利用。
[0061] 根据本发明的具体实施方案,在步骤(A)中,将所述第二再沸器与所述第二降膜蒸 发器的温度分别升至200~250°C;
[0062] 在步骤(B)中,将所述母液连续通过所述第二降膜蒸发器进行蒸发,进料速度为1 ~3m3/h;
[0063] 任选地,当所述脱除溶剂工序包括步骤(C)时,开启所述第二真空栗,将所述第二 分离系统的压力降低至真空度为〇~-〇.〇8MPa。控制如上工艺条件可更加有效地蒸除母液 中的溶剂。
[0064]具体而言,将第二分离器用导热油预热到200~250°C,然后用打料栗将含抗氧化 剂1076主成分母液以一定速度通过第二降膜蒸发器进行蒸发,将其分离成溶剂气相和包含 β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸甲酯的抗氧化剂1076主成分液相,由于在高温分离过 程中,溶剂蒸汽中会携带着少量的β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸甲酯及抗氧化剂 1076主成分,其通过第二精馏塔进一步提纯得到较高纯度的溶剂蒸汽,该溶剂蒸汽可通过 冷凝器,冷凝变成液体循环使用,当分离出含有少量溶剂的熔融态抗氧化剂1076粗品在第 二再沸器中达到一定的液位时,停止上料,开启第二循环栗,循环蒸发约0.5~1.5小时,可 启动第二真空栗,使第二分离系统的真空度为〇~_〇.〇8MPa,进一步脱出熔融态抗氧化1076 粗品中的溶剂,取样化验,例如从循环栗入口取样,待化验满足标准后,将提纯好的抗氧化 剂1076粗品用循环栗送至精制工序直接精制或设置的中间保温罐中,以备精制。
[0065]优先地,本发明可依次通过如下工序制备得到本发明所述的珠形颗粒状的抗氧化 剂1076:
[0066] (I)通过本发明所述后处理工序制得熔融态抗氧化剂1076粗品;
[0067] (II)将步骤(1)所得熔融态抗氧化剂1076粗品通过所述精制工序得到所述熔融态 抗氧化剂1076造粒原料;
[0068] (III)将步骤(II)中所得熔融态抗氧化剂1076造粒原料通过所述造粒工序制得所 述珠形颗粒状的抗氧化剂1076。
[0069] 再一方面,本发明提供所述的珠形颗粒抗氧剂1076在作为抗氧化剂添加到塑料、 橡胶、合成纤维、弹性体或原油制品中的应用。
[0070] 将本发明所述的珠形颗粒抗氧剂1076作为塑料、橡胶、合成纤维、弹性体或原油制 品的抗氧化剂,表现出优良的抗氧化性能。本发明提供的珠形颗粒状的抗氧剂1076的粒度 远远大于现有技术提供的抗氧化剂1076,这不仅避免了粉尘污染或者爆炸,而且克服了常 规粉末状的抗氧化剂1076的加料和计量困难以及堵塞、挂壁等缺点,进而提高了橡塑产品 的生产效率和质量。此外,其堆密度大,挥发性变低,便于包装、运输和存放,使贮存成本大 大降低。由于挥发性变低,使塑料产品在成型过程中不至于形成"鱼眼"和气泡,大大提高了 塑料制品的质量。
【附图说明】
[0071 ]图1为实施例1~5制备珠形颗粒抗氧化剂1076的工艺流程图;
[0072]图2为实施例1~5脱除溶剂工序中所使用的第二分离系统的结构示意图;图中标 号具有如下意义:
[0073] 21:第二分离器;211:第二再沸器;212:第二降膜蒸发器;213:第二精馏塔;22:第 二循环栗;23:第二冷凝器;24:缓冲罐;25:溶剂接收罐;26:第二真空栗;
[0074]图3为实施例1~5精制工序中所使用的第一分尚系统的结构不意图;图中标号具 有如下意义:
[0075] 31:第一分离器;311:第一再沸器;312:第一降膜蒸发器;313:第一精馏塔;32:第 一循环栗;33:第一冷凝器;34: β-( 3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸甲酯接收罐;
[0076]图4为实施例1~5造粒工序中所使用的造粒系统的结构不意图;图中标号具有如 下意义:
[0077] 41:中间保温罐;42:保温调节栗;43:喷淋造粒塔;431:喷淋头:432:进风口; 433: 出风口;434:塔压调节阀;435:塔压探测仪;44:关风机;45:旋风除尘器;46:袋式除尘器; 47:引风机;48:循环换热器;49:5°C水换热器;491:自动补氮气装置的氮气入口; 492:风温 探测仪。
【具体实施方式】
[0078] 为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解,现对本发明的技 术方案及附图进行以下详
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