一種三氟乙酸乙酯的生產工藝

張依新 孫憲德

摘 要：現有三氟乙酸乙酯生產工藝未解決兩個問題：（1）利用三氟乙酰氯和乙醇進行連續非催化法反應制備三氟乙酸乙酯的收率仍然不高;（2）未解決副產鹽酸的應用問題，利用鹽酸制備得到的鈦白粉易團聚，無法實現廣泛的應用[1]。本研究通過優化生產工藝中原料種類和工藝參數，成功解決了上述兩個技術問題。

關鍵詞：三氟乙酸乙酯;鹽酸;收率

1 生產工藝

在反應精餾條件下，三氟乙酰氯和乙醇進行連續非催化法反應制備三氟乙酸乙酯，包括以下步驟：（1）往反應器中加入少量乙醇，開啟冷凝器;乙醇的加入量為反應器容積的0.2～0.4;（2）反應器上連接有精餾塔，精餾塔上連接有冷凝器，在35℃溫度下，向反應器持續勻速地通入三氟乙酰氯氣體，并開始攪拌;（3）攪拌后，往反應器中滴加乙醇，邊滴加乙醇邊升溫至55～65℃進行反應精餾，三氟乙酰氯與乙醇的投料流速質量配比為1：0.125;（4）反應產物流經精餾塔精餾后得到精餾后的反應產物流，再經冷凝器冷凝后得到三氟乙酸乙酯;（5）含有HCl的物流經HCl吸收裝置（D）吸收后得到鹽酸;（6）將步驟（5）得到的鹽酸作為添加劑用于鈦白粉包膜工藝中。其中，精餾塔的精餾壓力為常壓，吸收裝置中的吸收劑為水和/或稀鹽酸，步驟（6）的具體工藝在中國授權專利CN105419403B的基礎上優化了分散劑的組成，詳見本文實驗部分。

2 實驗

為了驗證上述工藝的技術效果，本研究進行了5組實驗，即為實驗A-E，實驗A的方案如下：

（1）反應器為容積為250ml的三口燒瓶，配有攪拌、溫度計、導氣管和精餾柱，精餾柱連接著冷凝器和HCl吸收裝置。在反應器中加入88g的乙醇，升至35℃后開始通入三氟乙酰氯氣體，三氟乙酰氯的通料速度為2g/min。在35℃下反應60min后，開始滴加乙醇液體，乙醇的滴加速度為0.31g/min，邊滴加邊逐漸升溫至內溫為58℃，進行反應精餾將生成的三氟乙酸乙酯精餾出去，用HCl吸收裝置吸收氯化氫氣體，生成副產鹽酸。

（2）將得到的鹽酸作為添加劑用于鈦白粉包膜工藝中，具體工藝為：S1將步驟（5）得到的鹽酸配置成質量濃度為10%的鹽酸溶液，備用;S2將鈦白粉漿料用氫氧化鈉調節鈦白粉漿料至pH≥9.5;S3按硅酸鈉與鈦白粉的質量比以SiO2：TiO2計為1：50的比例向鈦白粉漿料滴加硅酸鈉溶液，均質，然后將S1制備得到的鹽酸溶液逐滴加入，控制pH≥9.0，陳化;S4然后按偏鋁酸鈉與鈦白粉的質量比以Al2O3：TiO2計為1：50的比例滴加偏鋁酸鈉溶液;然后將S1制備得到的鹽酸溶液逐滴加入，控制pH≥9.0，陳化;S5再次將S1制備得到的鹽酸溶液逐滴加入，控制pH≥7.0，陳化、洗滌、烘干，得到無機物包膜的鈦白粉;S6向S5所得無機物包膜的鈦白粉加入TiO2質量的5wt%的分散劑，攪拌，得到分散后的無機物包膜的鈦白粉;分散劑由羧甲基纖維素和亞甲基二萘磺酸鈉按照質量比為1：1構成。

實驗B、C僅將實驗A中三氟乙酰氯與乙醇的投料流速質量配比由1：0.125變化為1：0.1、1：0.155（三氟乙酰氯的通料速度仍為2g/min），實驗D和E僅將實驗A中分散劑由羧甲基纖維素和亞甲基二萘磺酸鈉變化為羧甲基纖維素（單獨）、亞甲基二萘磺酸鈉（單獨）。

3 結果與討論

效果表征：對實驗A-C的收率（純度）進行檢測，并對實驗A、實驗D-E的分散性進行檢測，檢測方法參照《材料科學與工程實驗指導教程》（鄒建新主編，2010.07）中實驗37記載的實驗方法，檢測結果見下表：

上述結果表明，實驗A-C在保證純度在較高水平的基礎上，最佳投料流速質量配比應為1：0.125，三氟乙酸乙酯的收率可達99.0%（純度98.2%）。此外，羧甲基纖維素和亞甲基二萘磺酸鈉可以協同分散無機物包膜的鈦白粉，即有利于副產物鹽酸的利用，也有利于提高無機物包膜的鈦白粉品質和應用范圍。

參考文獻：

[1]張建立，等.三氟乙酸乙酯的合成.河北化工，2012-6，35（6）：24-25.

作者簡介：張依新，男，工程師，研究方向：三氟乙酸乙酯。