利用新技術降低巰基乙酸異辛酯的色度

徐慶華，徐 曉

(煙臺恒邦化工助劑有限公司，山東煙臺 264100)

巰基乙酸異辛酯作為一種精細化工產品可用做農藥、醫藥、有機合成、精細化工等領域的重要中間體，具有廣泛的用途。巰基乙酸異辛酯是制取硫醇錫、硫醇銻等的主要原料，用做鹵化聚烯烴的熱穩定劑、增塑劑，還可作為PVC樹脂聚合時的阻支鏈劑及雙酚A的催化劑。目前在國內市場上應用比較廣泛的還是醫藥、合成硫醇錫、硫醇銻的熱穩定劑的基礎原料。

硫氨酯生產過程中同時副產大量的硫氨酯尾液，我公司為使硫氨酯副產物得到充分利用，進一步延長硫氨酯產品的產業鏈，決定開展利用硫氨酯尾液生產巰基乙酸異辛酯的技術研究，但是傳統的生產工藝色度與合成工藝法相差太大，經過反復試驗，我公司采用新的工藝“二級酸化液除雜，一級粗酯還原技術”，酸化液和粗酯色度從傳統工藝的大于40降至小于20。

1 傳統工藝存在的難題

國內利用硫氨酯尾液生產巰基乙酸異辛酯的企業采用的是90年代的老工藝(以下稱傳統工藝)。傳統工藝的工藝路線如圖1。

圖1 傳統工藝的工藝路線圖

傳統工藝生產的產品色度大于20(鉑鈷法)，要使產品色度降至小于15，達到合成工藝產品的色度，需要采取新的除雜技術，使除雜后的巰基乙酸溶液達到合成巰基乙酸溶液的品質，除雜后粗酯的多聚酯含量＜0．05%。

2 采用“二級酸化液除雜”技術降低產品色度

2．1 酸化液雜質成分及粗酯多聚酯含量分析

硫氨酯尾液酸化后，酸化液中所含的有機雜質、含硫化合物及粗酯在粗蒸餾過程中形成的多聚酯是影響產品色度的主要原因。其中粗酯在粗蒸餾過程中形成的多聚酯含量經氣相色譜分析為0．3%左右，酸化液中所含雜質如表1所示。

表1 酸化液雜質成分及含量

2．2 傳統工藝酸化液及粗酯除雜效果

傳統工藝利用乙醚對酸化液進行一級除雜，除雜效果不徹底，采用NaHCO3中和粗酯，對多聚酯的去除效果也不理想。多聚酯的含量幾乎不變，仍然為0．3%左右。傳統工藝除雜后酸化液成分及含量見表2。

表2 傳統工藝除雜后酸化液成分及含量

2．3 二級酸化液除雜技術研究

本研究考慮到乙醚在使用過程中的安全因素，借鑒合成法工藝優點，在酸化工序采用二甲苯替代乙醚對酸化液進行一次除雜，再在酸性條件下用Zn粉對除雜后酸化液進行還原二次除雜，完成了二級酸化液除雜技術的研究工作。

2．3．1 試驗過程

首先在裝有攪拌、回流裝置的1000 mL的三口燒瓶中，加入100 mL二甲苯，然后加入500 mL硫氨酯尾液，攪拌15 min后，常壓下緩慢加入一定量的鹽酸，以pH值=1為終點，攪拌反應120 min，靜置分層，將下層水相分出。然后將水相置于三口燒瓶中，分次加入Zn粉對酸化液進行還原，分解其中含硫化合物及無機雜質，酸化液無色透明后繼續攪拌60 min，停止反應，分出靜止后的下層水相得到純凈巰基乙酸液。

2．3．2 萃取劑的選擇

選用二甲苯做萃取劑替代傳統工藝的乙醚，主要是其對尾液中的有機物除雜效果優于乙醚且使用安全。而且二甲苯在實驗中是多次循環使用的，它的使用量對除雜效果影響不大。

2．3．3 鋅粉的用量對酸化液－巰基乙酸液色度的影響

結果見表3和圖2。

表3 Zn粉用量對酸化液－巰基乙酸液色度的影響

圖2 Zn粉用量對酸化液－巰基乙酸液色度的影響

由此可以看出:在其他的條件不變的情況下，隨著Zn粉用量的增加，酸化液的色度變小，當Zn粉用量增加到一定數量，酸化液的色度變化不大，從生產成本考慮，確定Zn粉用量為1．6 g(質量分數0．32%)的最佳使用量。

2．3．4 二級酸化液除雜技術實施后的效果

結果見表4。

表4 采用二級酸化液除雜技術后酸化液中雜質及色度

3 采用“一級粗酯還原”技術降低產品色度

通過研究在酸性條件下，用Zn粉對粗蒸餾后得到的粗酯進行一次還原，分解粗蒸過程因高溫形成的多聚酯。

3．1 實驗過程

首先在裝有攪拌、回流裝置的1000 m L的三口燒瓶中，加入500 mL粗酯、一邊攪拌一邊加入定量的Zn粉，常壓下，攪拌15 min后緩慢加入一定量的鹽酸，使鹽酸與Zn粉充分反應，粗酯中的多聚酯被〔H+〕還原分解。鹽酸加完后攪拌1 h反應結束，靜置分離得到上層比較純凈的粗酯。

3．2 Zn粉用量對粗酯色度的影響

結果見表5和圖3。

表5 Zn粉用量對粗酯色度的影響

圖3 Zn粉用量對粗酯色度的影響

由圖3可以看出:在其他的條件不變的情況下，隨著Zn粉用量的增加，酸化液的色度變小，當Zn粉用量增加到一定數量，酸化液的色度變化不大，從生產成本考慮，確定Zn粉用量為16 g(質量分數3．2%)。

3．3 一級粗酯還原技術實施后的效果

結果見表6。

表6 一級粗酯還原技術對粗酯中多聚酯的影響

4 結論

采用新工藝“二級酸化液除雜，一級粗酯還原技術”降低了巰基乙酸異辛酯的色度。通過鋅粉還原去除酸化液中的二硫化碳等無機雜質，選用更為安全的二甲苯代替乙醚去除酸化液中的硫氨酯、異丙醇和一乙胺等有機雜質，使用鋅粉去除粗酯中的多聚酯替代傳統工藝的碳酸氫鈉中和去除多聚酯，并研究了鋅粉用量對色度的影響，確定了最佳工藝參數，酸化液和粗酯色度都從傳統工藝的大于40降至小于20。通過在150 t/a中試生產裝置比較試驗，確定并完善了“二級酸化液除雜，一級粗酯還原技術”的技術工藝，運行結果表明巰基乙酸異辛酯成品的色度基本穩定在12左右，質量指標符合企業標準，滿足了客戶要求。