三丁酸甘油酯的生产方法

背景技术

丁酸是结肠粘膜上皮细胞的主要能量来源,还具有抑制杀死有害菌的效果,为动物肠道提供健康环境,能提高动物摄食积级性等。三丁酸甘油酯进入动物肠道后才开始分解为丁酸和甘油,被充分吸收和利用,限度的为动物提供能量源，明显的实用效果得到认可，三丁酸甘油酯作为一种饲料添加剂近年来得到广泛推广和应用。在化工合成中，三丁酸甘油酯常被用来作为中间体或溶剂。另外，三丁酸甘油酯作为绿色可降解、高沸点的增塑剂正在引起重视。

传统的三羧酸甘油酯的生产方法，是以羧酸和甘油为原料，酯化同时以有机溶剂带水，然后再除去未反应完的物料，收率60%左右，成分包括单、双羧酸甘油酯，进一步可用分子蒸馏分离，得到较为纯净的三甘油酯。该法存在收率低、后处理繁琐、设备昂贵、带水剂有毒等不足。沈俊平等以脂肪酸低级醇酯和甘油为原料在低级醇钠或低级醇钾催化下进行酯交换，可以制备甘油三脂肪酸酯，采用分子蒸馏可以将共轭亚油酸甘油三酯含量做到81.8%。（CN104479883A，脂肪酸甘油酯的制备方法）。同样存在原料成本高、设备昂贵及后处理繁琐等不足。

目前有一些关于三丁酸甘油酯合成的文献和专利报道,周志刚等以丁酰氯和甘油为原料制备了三丁酸甘油酯,含量83.76%。（CN104045556A。一种三丁酸甘油酯的制备方法）。该方法使用了活性很高的丁酰氯，成本高，安全性差，另外，过程中引入了氯仿等有毒物质，对于用于饲料添加剂来说无疑增加了动物不安全性。郁继强以丁酸和甘油为原料，通入氮气进行带水，合成目标产物单丁酸甘油酯（CN 103012137A。丁酸甘油酯制备方法），产物中有少于22.6%的三丁酸甘油酯，是作为杂质副产物出现，需要进一步研究。

发明内容

本发明目的是克服现有技术的不足，提供一种三丁酸甘油酯生产方法，所得终产物纯度达90%以上，更适合于饲料添加剂行业和中间体合成过程，且反应收率高达95%，原材料便宜、操作安全。

为实现上述目的，本发明所设计的三丁酸甘油酯的生产方法，包括如下步骤：以丁酸和甘油为原料，同时加入催化剂，进行酯化反应, 同时冷凝回流，截取本段馏分，待馏出温度达到116～120℃时开始升温真空蒸馏，到无液体馏出时止，收取本段馏分，蒸馏剩余物即为成品粗品，可根据催化剂种类将蒸馏剩余物过滤、洗涤进行进一步纯化。

本发明中，所述的馏分处理方法为：前段馏分通过已知的方法回收丁酸，回收的丁酸用于下批配料，后段馏分直接作为丁酸用于下批配料。

本发明中的催化剂选用对甲基苯磺酸、氨基磺酸或硫酸氢钠，用量为甘油的3～4%。

本发明所述过量丁酸是为确保生成三丁酸甘油酯和确保生成的水被及时带走而增加的丁酸量，选用比例为：丁酸和甘油的摩尔比为（4～7）：1。

本发明中的反应蒸馏釜控制条件为：酯化反应温度为130～160℃， 开始升温真空蒸馏的条件是馏出温度达到116～120℃，蒸馏釜内反应液温度不高于180℃，真空度为-0.060～-0.090MPa，终点是反应液温度180℃、真空度为-0.090MPa时不再有液体流出。

本发明中反应过程釜内反应物不停搅拌。

本发明所述催化剂的除去方法为洗涤或过滤，更具体是指对甲基苯磺酸、氨基磺酸残留可用碱性溶液洗涤去除，硫酸氢钠冷却后结晶可用过滤去除。

为得到纯度更高的产品，本发明采用弱碱水洗涤蒸馏剩余物，分离油层，优选使用5～20%碳酸钠水溶液。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明进行说明，但本发明并不局限于此。

反应釜内投入正丁酸900kg、回收丁酸300kg、甘油300kg、对甲基苯磺酸12kg，搅拌升温，保持釜内温度150℃，收取馏出馏分，待馏出温度达到116～120℃时，转换馏分接收罐，开始升温真空蒸馏，内温160℃、-0.085Mpa，到无液体馏出时止，收取本段馏分，蒸馏剩余物即为粗品，用8%碳酸钠溶液850kg洗涤，分出油层即为成品，液相色谱检测三丁酸甘油酯含量78.12%，收取前段馏分300kg，回收出丁酸120kg，后期馏分200kg，得到产品900kg，收率91.46%。