三甘醇二异辛酸酯的生产工艺

朱宝华

（安徽皖维高新材料股份有限公司，安徽 巢湖 238002）

三甘醇二异辛酸酯是一种无色、略有气味的液体，具有良好的耐久性、耐紫外线和抗静电性能，不溶于水和矿物油，可溶于多种有机溶剂，是聚乙烯醇缩丁醛胶片和合成橡胶的特效增塑剂，能使其产生极佳的低温特性和低挥发性，其分子结构能使加工物拥有良好的透明性和色度[1-2]。三甘醇二异辛酸酯也可用于粘结剂和密封材料，可作为聚氯乙烯、纤维素制品和苯乙烯等产品的增塑剂。其作为聚乙烯醇缩丁醛胶片的特质增塑剂，是胶片加工过程中不可或缺的原料。特别是近年来随着建筑、汽车等行业的快速发展，促进了增塑剂三甘醇二异辛酸酯市场需求的不断增长。

1 生产工艺概述

1.1 合成原理

目前国内外三甘醇二异辛酸酯的主要合成方法均分两步进行：第一步是一分子三甘醇和一分子异辛酸在催化剂作用下脱一分子水生成三甘醇单异辛酸酯；第二步是一分子三甘醇单异辛酸酯和一分子异辛酸在助催化剂作用下反应脱一分子水生成三甘醇二异辛酸酯[3-4]。

第一步反应：

第二步反应：

1.2 工艺流程（图1）

图1 三甘醇二异辛酸酯生产工艺

三甘醇二异辛酸酯生产流程如图1所示，首先用真空泵将一定配比的三甘醇、异辛酸、催化剂及助催化剂抽入酯化釜；用蒸汽将物料升温，回流出现后，减慢升温速度，保持回流相对稳定。待反应结束后，将反应液转入冷却粗滤釜，冷却后经板框压滤压出滤渣；滤液经粗油槽收集后进入脱轻组分釜。用蒸汽将脱轻组分釜升温，蒸出滤液中的超量异辛酸，得到三甘醇二异辛酸酯粗品。三甘醇二异辛酸酯粗品经冷却水洗釜、脱水釜、冷却精馏釜、精油板框滤油机进行冷却水洗、脱水、蒸馏及过滤，得到无色透明油状三甘醇二异辛酸酯成品。

2 催化剂选择

三甘醇二异辛酸酯的合成是典型的酯化反应，影响酯化反应的因素很多，最关键是催化剂[5]。目前国内市场上生产三甘醇二异辛酸酯的主要技术区别在于催化剂的选择，一部分厂家选择用硫酸与磷酸混合液作为催化剂，一部分厂家选择用固体酸或活性白土作为催化剂，这些催化剂或存在对设备腐蚀严重、后续处理过程复杂、污染环境的问题；或存在催化剂制备过程复杂、价格昂贵的问题；或存在副反应多、生产效率低、产品纯度不高的问题。

皖维公司通过多年研究，在催化剂的选择上取得了重大突破。选用氯化亚锡作为主催化剂，二氧化钛与活性炭作为助催化剂，采用负压、低温的反应工艺，可有效抑制副反应的发生，减少杂质生成；再通过粗过滤、中和水洗、精过滤，进一步除去系统中的杂质，达到分离、提纯三甘醇二异辛酸酯的目的，最终制得成品的纯度大于99.5%。

3 异辛酸的回收

国内外生产三甘醇二异辛酸酯，选用的异辛酸均过量，通过中和处理后直接排放，不但增加了处理成本，还污染环境。为进一步提高产品的收益，研究异辛酸的回收方法，实现异辛酸的选择性回收利用，减少排放，不但能够降低三甘醇二异辛酸酯的生产成本，提高产品的市场竞争力，还能起到保护环境的作用。

异辛酸的回收主要包括轻组分分离、轻组分冷却、异辛酸分离三个单元过程。

图2 异辛酸回收流程图

（1）轻组分分离

将三甘醇与异辛酸经酯化、粗滤后的粗滤液加入脱轻釜中，通过脱轻釜夹套和文式喷射器的温度调节及抽真空系统的压力控制，使轻、重组分分离，轻组分主要是异辛酸和水，夹带少量的三甘醇二异辛酸酯。

（2）轻组分冷却

轻组分进入冷却塔，通过与回流液和塔板接触，脱去轻组分中夹带的三甘醇二异辛酸酯，轻组分继续上升进入第一冷却器中冷却后，异辛酸和水的混合液由第一冷却器出口进入缓冲槽。通过对缓冲槽溢流量的控制，来控制第一冷却塔温度，并通过对缓冲槽液位的控制，进而控制其底部放料速率。

（3）异辛酸分离

将收集槽中的异辛酸和水的混合液加入蒸发器中，通过温度和压力的控制，使水脱离混合液，其中夹带少量的异辛酸，经过第二冷却塔使异辛酸回流，水蒸气通过第二冷凝器冷凝收集。异辛酸从蒸发器下部出口采出，收集回用。

4 结束语

近年来，随着PV B胶片、合成橡胶等市场发展，对增塑剂三甘醇二异辛酸酯的需求量不断增大，但三甘醇二异辛酸酯的合成工艺却少见报道。本文通过对其合成工艺的简单介绍及催化剂选择、异辛酸回收关键工序的描述，分享了在三甘醇二异辛酸酯研发、生产中取得的阶段性成果，希望有助于推动该产品生产技术的进步。

[1]石万聪，盛承祥.增塑剂[M].北京：化学工业出版社，1989.

[2]刘艳杰，丁斌，金朝辉，等.活性白土催化合成三甘醇二异辛酸酯[J].化学世界，2016，57(3)：165-169.

[3]韦晓竹，侯永江，耿媛媛.增塑剂三甘醇二异辛酸酯的合成[J].塑料工业，2009，37(6)：6-9.

[4]胡济宁，章永年，张长安.合成C5～9混合脂肪酸制塑料增塑剂[M].北京：轻工业出版社，1981.

[5]傅俊红，章金富，沈健.固体酸催化合成增塑剂三甘醇二异辛酸酯[J].塑料工业，2011，39(S2)：31-33.□