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癸二酸是重要的化工原料，癸二酸的制備方法很多，如裂解法、合成法及水解法等。生產(chǎn)原料分別為蓖麻油、己二酸、丁二烯和萘等。我國(guó)是繼印度之后的第二大蓖麻油生產(chǎn)國(guó)，使用蓖麻油水解裂解法制造癸二酸，具備原料優(yōu)勢(shì)，也是我國(guó)采用最普遍的方法。用蓖麻油為原料制造癸二酸，其副產(chǎn)品脂肪酸可用于合成潤(rùn)滑脂，潤(rùn)滑劑和表面活性劑，故其工業(yè)應(yīng)用廣泛，發(fā)展前景非常樂(lè)觀。僅在1995 年，我國(guó)生產(chǎn)癸二酸的能力已達(dá)約3 ×104 t a ，約占世界需求量的三分之一，近年來(lái)由于中國(guó)生產(chǎn)癸二酸的價(jià)格優(yōu)勢(shì)，迫使國(guó)外生產(chǎn)廠家陸續(xù)減少，據(jù)報(bào)道，在美國(guó)的癸二酸市場(chǎng)上，從中國(guó)進(jìn)口的癸二酸已占美國(guó)進(jìn)口癸二酸總量的63 %，癸二酸已成為我國(guó)的傳統(tǒng)出口產(chǎn)品。雖然國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的癸二酸具有價(jià)格優(yōu)勢(shì)，但是以天然產(chǎn)物蓖麻油為原料，不可避免的會(huì)引入較多雜質(zhì)，在產(chǎn)品質(zhì)量上不具有優(yōu)勢(shì)，這是目前國(guó)內(nèi)癸二酸生產(chǎn)中亟待解決的問(wèn)題。
癸二酸是重要的化工原料，廣泛應(yīng)用于制造耐寒增塑劑癸二酸二甲酯、癸二酸二丁酯、癸二酸二正己酯、癸二酸二辛酯和癸二酸二異辛酯、癸二酸二異癸酯；也是生產(chǎn)尼龍-9、尼龍-11、尼龍-610、尼龍-810和尼龍-1010 等優(yōu)質(zhì)工程塑料及香料癸二酸二乙酯的主要原料；還可用來(lái)制造高溫潤(rùn)滑油二乙酸己酯和環(huán)氧樹(shù)脂固化劑癸二酸酐，以及用于醫(yī)藥行業(yè)的可降解聚酯。其應(yīng)用舉例如下：
1. 制備葵二酸二正己酯。在工業(yè)生產(chǎn)，塑料工業(yè)及軍工生產(chǎn)中，葵二酸二正己酯做為一種重要有機(jī)化 合物及耐寒增塑劑具有越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。葵二酸二正己酯的通常生產(chǎn)方法是直 接酯化反應(yīng)，得到產(chǎn)品的顏色為黃色，作為產(chǎn)品難以銷(xiāo)售，必須進(jìn)行進(jìn)一步精制，即進(jìn)行減壓精制處理步驟，此類制備方法存在的問(wèn)題：1，由于減壓精制處理步驟 中需要使用價(jià)格昂貴的高真空泵才能實(shí)現(xiàn)，因此，該方法存在生產(chǎn)設(shè)備多、費(fèi)用 高的問(wèn)題，因而難以降低成本。2，由于減壓精制處理步驟是生產(chǎn)葵二酸二正己酯 過(guò)程中必不可少且非常耗時(shí)的生產(chǎn)步驟，因此，該方法存在生產(chǎn)時(shí)間長(zhǎng)、生產(chǎn)效 率低的問(wèn)題，不利于企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提高。有研究提供一種葵二酸二正己酯的制備方法，該方法包括以下步驟：
1)酯化反應(yīng)步驟：將葵二酸，正己醇，濃硫酸，投入反應(yīng)釜中，攪拌，微真空，加熱至沸騰反 應(yīng)，保持沸騰回流狀態(tài)分離其中的水分。所述的葵二酸，正己醇，濃硫酸的重量比為1：1.6：0.002—0.005所述的水與葵二酸的重量比為0.5：1。
2)水洗步驟：將酯化反應(yīng)后的混合物中加入水，攪拌均勻后，靜置分層，去除其中的水層。3)脫醇步驟：水洗后的混合物，脫醇，得到粗品，葵二酸二正己酯。
4)精制步驟：將脫醇后的粗品中加入精制劑，攪拌精制一小時(shí)。5)過(guò)濾步驟：將精制后的混合液過(guò)濾，得到葵二酸二正己酯產(chǎn)品。
2. 制備葵二酸二異丁酯。在工業(yè)生產(chǎn)，塑料工業(yè)及軍工生產(chǎn)中，葵二酸二異丁酯做為一種重要有機(jī)化 合物及耐寒增塑劑，具有越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。有研究提供一種葵二酸二異丁酯的制備方法，該方法包括以下步驟：(1)酯化反應(yīng)步驟，將葵二酸，異丁醇，濃硫酸，投入反應(yīng)釜中，攪拌，微真空，加熱至沸騰反應(yīng)，保持沸騰回流狀態(tài)分離其中的水分；(2)水洗步驟、(3)精制步驟、(4)過(guò)濾步驟，將精制后的混合液過(guò)濾，得到葵二酸二異丁酯產(chǎn)品。本葵二酸二異丁酯的制備方法使用的精制劑為氧化鈣、氧化鎂、活性炭、二氧化硅混合物，具有價(jià)格低廉，易于采購(gòu)的特點(diǎn)。
傳統(tǒng)的癸二酸生產(chǎn)方法主要采用蓖麻油催化水解或加堿皂化生成蓖麻油酸后，再以苯(甲)酚為稀釋劑于260~280 ℃加堿裂解，經(jīng)酸化等純化處理后
得到癸二酸。其具體工藝流程圖如圖所示：
對(duì)從蓖麻油酸制造癸二酸的反應(yīng)機(jī)理已有一些文獻(xiàn)報(bào)道，確切的反應(yīng)機(jī)理尚無(wú)定論，目前采用最多的是：
我國(guó)生產(chǎn)的癸二酸大部分出口，其癸二酸質(zhì)量的優(yōu)劣，直接影響其出口量和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。生產(chǎn)高純度的癸二酸成為許多研究者共同關(guān)注的焦點(diǎn)。下面就幾種當(dāng)前關(guān)注的重點(diǎn)方法予以介紹。
1. 萃取法
萃取法是使用高純度的有機(jī)溶劑，如脂肪族酮類、芳香族酮類和帶有負(fù)電基團(tuán)的二羥基胺對(duì)癸二酸酯進(jìn)行萃取，然后進(jìn)行分離、結(jié)晶或蒸餾，使癸二酸得到精制。萃取操作時(shí)，先將待處理液中的癸二酸加醇反應(yīng)生成癸二酸酯，然后利用癸二酸酯在兩種溶劑中溶解度的不同，將癸二酸酯提純出來(lái)，所得癸二酸酯經(jīng)水解等進(jìn)一步處理，生成純度較高的癸二酸。但是此方法由于需要相分離和再結(jié)晶，從而相應(yīng)的降低了效率和純度。
2. 用脲提純法
曾有人采用脲進(jìn)行癸二酸的提純凈化。此方法原理是利用癸二酸與脲生成的一種絡(luò)合物的物性和雜質(zhì)的物性的區(qū)別，使之分離，然后再進(jìn)行分解，分離出癸二酸和脲，從而使癸二酸純度提高。在反應(yīng)中，為了高收率的得到高純度癸二酸，癸二酸與脲的摩爾比一般為1∶5~1∶15 。操作溫度介于室溫至200 ℃，壓力在101.33~10 132.50 kPa ，為使脲始終保持在液相中，具體溫度和壓力由實(shí)際情況而定。將反應(yīng)混合物冷卻結(jié)晶析出癸二酸-脲絡(luò)合物固體，然后將析出的固體加入2~5 倍體積的水中，在40 ～70 ℃加熱并充分振蕩，這時(shí)絡(luò)合物分解成癸二酸和脲，脲會(huì)溶于水中而癸二酸則會(huì)析出。該方法可以較容易的精制癸二酸，操作流程簡(jiǎn)單、能耗低及反應(yīng)物可重復(fù)使用，是一種比較好的精制方法。
3. 用氨氣和甲酸來(lái)提純
據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，有人使用高純度氨氣和甲酸來(lái)提純癸二酸。具體生產(chǎn)方法為將工業(yè)級(jí)癸二酸投入帶夾套的敞口搪瓷反應(yīng)釜中，按n (癸二酸)∶n(水)=1∶1~1∶3 加入高純水，攪勻后通入凈化后的高純氨氣，反應(yīng)至完全，溶液此時(shí)pH 值為8 左右。向溶液中加入原料質(zhì)量的0.2 %～ 0.5 %的粉狀活性炭，攪勻后保溫30 min ，用砂芯濾棒真空抽濾至中間貯槽，得清亮濾液，冷卻結(jié)晶后離心過(guò)濾得到癸二酸銨鹽的結(jié)晶固體。再將這些固體溶于2~3 倍體積的高純水中，加熱至60~80 ℃，并在攪拌下加入高純度的甲酸，使溶液pH 值達(dá)到3~4 。然后冷卻結(jié)晶，離心分離，再經(jīng)洗滌，最后干燥得高純度的癸二酸成品。此方法設(shè)備要求不高、投資省、操作簡(jiǎn)單、安全性高，是一種較好的提純方法。但對(duì)試劑的純度要求較高。
[1] 蓖麻油裂解制癸二酸生產(chǎn)工藝研究進(jìn)展
[2] CN201510579641.1一種葵二酸二正己酯的制備方法
[3] CN201510579902.X一種葵二酸二異丁酯的制備方法