理化性質(zhì)及簡單用途
無色無嗅油狀液體。不溶 于礦物油,稍溶于水,溶于丙酮,與乙醇、乙醚、氯仿、苯等有機(jī)溶劑混溶。無毒,無刺激性,與皮膚接觸不會(huì)引起過敏。熔點(diǎn)-77.8C (又說4. 1°C), 沸點(diǎn)258-259C,相對(duì)密度1. 1596 (20/4C) , 折光率 1.4301,閃點(diǎn) 148.8C。主要用做香煙過濾嘴黏結(jié)劑、香料固定劑、溶劑和增塑劑,廣 泛應(yīng)用于煙草、食品、 油墨、化妝品、鑄造、醫(yī)藥、染料等行業(yè)。
生產(chǎn)路線
三醋酸甘油酯工業(yè)生產(chǎn)-般包括3個(gè)步驟:首先甘油與冰醋酸在酸性催化劑作用下,通過加熱發(fā)生酯化反應(yīng),得到三醋酸甘油酯半成品;然后通過醋酸酐深度酯化,得到三醋酸甘油酯粗品;最后通過適當(dāng)?shù)姆蛛x純化,得到三醋酸甘油酯產(chǎn)品。盡管不同的三醋酸甘油酯生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)工藝不盡相同,但其生產(chǎn)的基本流程和原理大致相同。
由于甘油與冰醋酸在酸性催化劑作用下的酯化反應(yīng)是一個(gè)可逆反應(yīng),為了使甘油能充分酯化,除了讓冰醋酸適度過量以外,還應(yīng)當(dāng)不斷除去反應(yīng)所生成的水分。工業(yè)上一般通過精餾的方法不斷除去反應(yīng)所產(chǎn)生的水分,使用脫水劑可以提高除水效果。上述反應(yīng)所采用的酸性催化劑文獻(xiàn)報(bào)道的種類很多,如濃硫酸、對(duì)甲苯磺酸、固體超強(qiáng)酸、離子液體等,但考慮到成本與實(shí)際應(yīng)用效果,工業(yè)上一般采用濃硫酸或是對(duì)甲苯磺酸作催化劑。由于.上述酯化反應(yīng)不夠完全,同時(shí)冰醋酸過量,反應(yīng)結(jié)束后要進(jìn)行一個(gè)簡單的分離(俗稱預(yù)脫酸過程),除去過量的冰醋酸和反應(yīng)過程中生成的單醋酸甘油酯以回收套用,得到三醋酸甘油酯半成品,主要成分是三醋酸甘油酯和二醋酸甘油酯的混合物,其中的二醋酸甘油酯通過過量醋酐的深度酯化轉(zhuǎn)化為三醋酸甘油酯,從而得到三醋酸甘油酯粗品。上一步得到的三醋酸甘油酯粗品實(shí)際上是一個(gè)復(fù)雜的混合物,根據(jù)對(duì)成品三醋酸甘油酯不同的質(zhì)量要求,有不同的分離純化方法,-般包括中和、粗餾和精制3個(gè)過程。中和是加入適量的堿(如氫氧化鋇)中和酯化反應(yīng)中所加入的酸性催化劑(如硫酸);粗餾即俗稱的高脫酸過程,通過除去粗餾的前餾分(主
要是醋酸、醋酐及未完全酯化的醋酸甘油酯,可以回收套用), 得到三醋酸甘油酯的粗成品;根據(jù)不同的質(zhì)量要求, 再對(duì)三醋酸甘油酯的粗成品進(jìn)行脫色去異味等精制處理,得到三醋酸甘油酯成品。
工業(yè)三醋酸甘油酯生產(chǎn)有間歇和連續(xù)兩種不同的操作方式。連續(xù)法生產(chǎn)同間歇法相比,原材料單耗較低,設(shè)備利用率較高,生產(chǎn)的自動(dòng)化程度高,產(chǎn)品的質(zhì)量較好,但設(shè)備的投資費(fèi)用較高,適用于大規(guī)模生產(chǎn)。國外- -般采用連續(xù)法生產(chǎn)三醋酸甘油酯,但國內(nèi)大多采用問歇法生產(chǎn),在生產(chǎn)技術(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量控制上與國外還有一定差距,在節(jié)能降耗和提高產(chǎn)品質(zhì)量方面還有較大空間,采用連續(xù)法生產(chǎn)是我國未來三醋酸甘油酯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然選擇。
國內(nèi)產(chǎn)能、市場(chǎng)狀況及發(fā)展前景
雖然國內(nèi)在三醋酸甘油酯生產(chǎn)技術(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量方面還有待進(jìn)一步提高,但我國在勞動(dòng)力成本和原材料價(jià)格方面有一定的優(yōu)勢(shì)。我國三醋酸甘油酯的實(shí)際年產(chǎn)量約為世界年產(chǎn)量的一半。
目前,全球三醋酸甘油酯的年總需求量在11萬t左右,主要用于煙草、食品、油墨、化妝品、鑄造、醫(yī)藥、染料領(lǐng)域,其中國內(nèi)的需求量占全球總需求量的35%左右,約3.85萬t。
近年來,三醋酸甘油酯的需求量保持在5%~ 10%的速度增長,未來三醋酸甘油酯的需求量將繼續(xù)保持較好的增長勢(shì)頭,有較大的發(fā)展空間,原因如下:
2.1 煙草行業(yè)的應(yīng)用
三醋酸甘油酯在煙草行業(yè)主要用做香煙過濾嘴的黏結(jié)劑,起增塑固化作用。目前,全球三醋酸甘油酯在煙草行業(yè)的總年需求量3.5萬t左右,其中國內(nèi)的年需求量在2.5萬t左右,預(yù)計(jì)未來在此方面的需求將保持基本不變。
2.2 在鑄造行業(yè)的應(yīng)用
三醋酸甘油酯主要用在鑄造型砂的硬化劑。目前,全球三醋酸甘油酯在該行業(yè)的總年需求量2萬t左右,其中國內(nèi)的年需求量在0.8萬t左右,預(yù)計(jì)未來在此方面的需求將保持較快增長,年需求量增長率在8%~10%。
2.3 在食品、香精、醫(yī)藥和化妝品行業(yè)的應(yīng)用
三醋酸甘油酯在食品、香精、醫(yī)藥和化妝品行業(yè)用做保濕劑、黏結(jié)劑和增塑劑。目前,全球三醋酸甘油酯在該行業(yè)的總年需求量4萬t左右,其中國內(nèi)的年需求量在0.3萬t左右,遠(yuǎn)低于國際水平,預(yù)計(jì)未來國內(nèi)在此方面的需求將保持較快增長,預(yù)期年需求量增長率在10%~15%。
2.4 在油墨、染料及塑料加工等行業(yè)的應(yīng)用
三醋酸甘油酯用在油墨、染料及塑料加工等行業(yè)用做增塑劑和性能改良劑。目前, 全球三醋酸甘油酯在這些行業(yè)的總年需求量1.5萬t左右,其中國內(nèi)的年需求量在0.25萬t左右,預(yù)計(jì)未來國內(nèi)在此方面的需求將保持較快增長,預(yù)期年需求量增長率在10%~12%。
由上可見,三醋酸甘油酯應(yīng)用廣泛,其需求將會(huì)保持較高速率增長,預(yù)期全球年需求量增長率在5%~10%,而國內(nèi)的需求增長率要高于國外,特別是在食品、香精、醫(yī)藥和化妝品行業(yè)。