一种节能型利用微波制备二聚酸甲酯的工艺方法

二聚酸是具有长链烷基或环状结构的二元羧酸，是由两分子的不饱和脂肪酸通过Diels-Alder反应生成的二元酸。不饱和脂肪酸的二聚化是一个复杂的化学过程，会产生很多异构体，如双键的顺、反几何异构体，分子头-头或尾-尾或头-尾相接造成的组分异构体，链状或环状结构的异构体等等。原料不同，催化剂不同，所合成的二聚酸结构也会有很大的差异，通常说的二聚酸，主要是其链状结构、单环结构和双环结构的混合体，也有两个以上不饱和脂肪酸分子形成的三聚酸或四聚酸等。由生物质动植物油脂生产的二聚酸作为一种长链二元酸，可大量的用于生产聚酯、聚酰胺及聚氨酯，以替代由石油化工产品来的二元酸，从而可以减少石油的消耗，但是，直到现在，全球二聚酸产量仅三、四十万吨，其中，90％以上用于生产低分子聚酰胺树脂（用于生产油墨和热熔胶）。 二聚酸产量低有多种原因，但主要是生产技术落后，造成生产成本高，无法大量推广使用。二聚酸的生产有两种方法，一是加压法，二是常压法，使用各种类型的白土作催化剂，此外，还有用氧化锆、磺酸类离子交换树脂、对甲苯磺酸、二叔丁基过氧化物、Lewis酸、酸性离子液体等作催化剂，还有光照聚合、甲醇蒸汽或水蒸汽排氧聚合及辉光放电聚合法等，仅有白土催化法得到商业化应用。目前，国内外二聚酸生产技术有较多弊端。第一，反应时间长，反应温度高，导致副反应严重。受传热传质速率较低的影响，聚合反应速率偏低，反应时间长，反应过程中易发生氧化反应和产生多聚体的副反应，这直接导致二聚酸收率降低，增加了分离提纯的难度，这在很大程度上增加了生产二聚酸的成本。第二，采用比表面积很大的白土系催化剂。在聚合反应中，白土要吸附一定量的脂肪酸，一般为白土质量的50%左右，同时吸附大量的二聚酸产品，降低了二聚酸产品的最终得率。若对催化剂进行后续处理以回收二聚酸，一定程度上增加了二聚酸的生产成本。第三，用聚合釜作为反应器，反应大多按照间歇或半连续方式进行，使得二聚酸生产效率不高。第四，由于采用白土作为催化剂，为不使白土中金属离子混入成品二聚酸中，反应后期须加入过量磷酸使金属离子以金属盐的形式被过滤分离除去。而过量加入的磷酸和少量透滤的磷酸盐等固体杂质，又使二聚酸的品质受到影响，成为当前市场上二聚酸的一大缺陷，极大地影响了二聚酸的应用。

为了解决上述二聚酸甲酯生产技术的弊端，降低二聚酸甲酯的生产成本，华炬新产品研究所技术咨询委员会科研人员现推荐一项一种节能型利用微波制备二聚酸甲酯的工艺方法，该技术的有益效果是：至今未见国内外用微波法进行脂肪酸酯的二聚化反应，而微波辐射能使反应在200℃下进行，并使反应体系快速升温，提高催化剂的活性，使反应速度大大加快；管式微波反应器具有连续化生产，操作方便等优点；同时，联产生物柴油，实现副产物的高附加值利用，有效降低二聚酸甲酯生产成本。本方法可节能30％～40％，降低二聚酸甲酯生产成本1/4，有利于提高二聚酸甲酯纯度，现将该一种节能型利用微波制备二聚酸甲酯的工艺方法及技术方案及实施例介绍如下供研究交流参考：（511341  211596）

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