苯氧乙醇的精制

徐仕睿，李天書，李鵬，劉威，張迅

苯氧乙醇的精制

徐仕睿，李天書，李鵬，劉威，張迅

（撫順東科精細(xì)化工有限公司，遼寧 撫順 113000）

以苯氧乙醇（EPH）為原料，采用中和-吸附法，通過向其中加入適量磷酸中和劑、去離子水及吸附劑進(jìn)行試驗(yàn)，確定了最優(yōu)的精制條件為：中和劑選用磷酸、中和劑加量1.1‰（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）、中和溫度為80~85 ℃、中和時(shí)間為30 min、吸附劑加量為0.6%，在該條件下精制后可得到鉀鈉離子質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5 μg·g-1以下、色度為10#（Pt-Co比色法）以內(nèi)的優(yōu)質(zhì)EPH產(chǎn)品。

苯氧乙醇；中和；精制

苯氧乙醇（EPH）是一種典型的低毒性、低揮發(fā)性、高沸點(diǎn)有機(jī)溶劑，早在20世紀(jì)70年代歐美已廣泛對(duì)其加以利用。由于苯氧乙醇能與多種有機(jī)溶劑混溶且滲透性強(qiáng)，它可用作丙烯酸樹脂、硝基纖維素、乙基纖維素、環(huán)氧樹脂、醇酸樹脂、苯氧基樹脂等樹脂的溶劑，有“萬能溶劑”之稱。同時(shí)EPH也是一種理想的防腐殺菌劑，近些年隨著EPH在醫(yī)藥、消殺、化妝品等產(chǎn)品生產(chǎn)中的應(yīng)用越來越廣泛[1-2]，市場(chǎng)對(duì)于該產(chǎn)品的要求也逐漸提升。以往的EPH合成中，產(chǎn)品存在顏色深、鉀鈉離子質(zhì)量分?jǐn)?shù)高等問題，這些問題的存在使得部分EPH產(chǎn)品難以應(yīng)用于醫(yī)藥、化妝品等領(lǐng)域。本文通過對(duì)EPH的精制進(jìn)行研究，采用中和-吸附法并加以優(yōu)化，使用該工藝精制后EPH的鉀鈉離子質(zhì)量分?jǐn)?shù)降至 5 μg·g-1以下，色度控制在10#以內(nèi)（Pt-Co比色法），更加符合醫(yī)藥及化妝品市場(chǎng)的要求。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器

YP-300-1型圓盤過濾器，溫州大道機(jī)械有限公司；WBF型磁力迴轉(zhuǎn)玻璃反應(yīng)釜、2 L標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量罐，煙臺(tái)牟平曙光精密儀器廠；2XZ-2型旋片真空泵，上海龍亞泵閥制造有限公司；FP6410火焰光度計(jì)，上海精科儀器有限公司。

1.2 原料

苯酚、KOH，化學(xué)純，天津大茂；一乙醇胺，工業(yè)級(jí)，揚(yáng)子石化-巴斯夫有限責(zé)任公司；磷酸、亞磷酸、焦磷酸，化學(xué)純，格里斯（天津）醫(yī)藥化學(xué)技術(shù)有限公司；環(huán)氧乙烷，工業(yè)品，吉林石化；吸附劑（主要成分白炭黑、硅藻土），自制；去離子水，自制。

1.3 實(shí)驗(yàn)步驟

1.3.1 EPH的合成

復(fù)合催化劑的配制：先將質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5‰ 的KOH配成50%水溶液，再加熱至45~55 ℃，在該溫度條件下加入0.5‰（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）一乙醇胺[3]，攪拌30 min后，得到復(fù)合催化劑裝瓶備用。

EPH的合成：將熔好的苯酚加入反應(yīng)釜內(nèi)，再加入復(fù)合催化劑。封釜抽負(fù)壓至最低，再通入氮?dú)庠嚶?，確保反應(yīng)釜密封性良好后，氮?dú)庵脫Q3~4次。升溫至100 ℃開始緩慢進(jìn)環(huán)氧乙烷，控制在溫度110~120 ℃、壓力＜0.2 MPa條件下將剩余原料進(jìn)完。進(jìn)料完畢后熟化至溫度不再增長(zhǎng)、壓力不再降低即可。

1.3.2 EPH精制

熟化完畢后降溫至中和溫度加入去離子水?dāng)嚢?5 min，隨后在氮?dú)獗Ｗo(hù)下加入中和劑，保持溫度攪拌中和。之后再加入吸附劑保持溫度攪拌30 min后110~120 ℃減壓蒸餾2 h。最后降溫至70 ℃將產(chǎn)品壓入過濾器中過濾至透明[4]。

本實(shí)驗(yàn)對(duì)精制工藝中和步驟使用正交試驗(yàn)法進(jìn)行優(yōu)化，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)與試驗(yàn)結(jié)果確定正交試驗(yàn)中的因子及其水平，見表 1。

表1 EPH精制試驗(yàn)中和條件因子水平表

2 結(jié)果與討論

2.1 正交試驗(yàn)結(jié)果

正交試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)見表 2。通過表2中在各因子及水平影響下的各個(gè)產(chǎn)品精制后鉀鈉離子質(zhì)量分?jǐn)?shù)的數(shù)據(jù)平均值（表中K值）之間的絕對(duì)極差可以看出，試驗(yàn)選擇的4個(gè)因子中，中和劑種類以及中和劑用量對(duì)精制效果影響較明顯。因此接下來主要通過這兩個(gè)因子出發(fā)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。

表2 正交試驗(yàn)結(jié)果

注：表2中“K++Na+”表示鉀鈉離子質(zhì)量分?jǐn)?shù)，單位為μg·g-1；K1、K2和K3為各因子3個(gè)水平的鉀鈉離子質(zhì)量分?jǐn)?shù)的平均值；試驗(yàn)中初設(shè)吸附劑添加量為0.5%。

2.2 中和各因素的影響

2.2.1 中和劑的選擇

通過表2可以看出，中和劑的選擇有3個(gè)水平(A1 =焦磷酸、A2 =亞磷酸、A3 =磷酸)，精制后EPH中鉀鈉離子質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均值分別是 27.0、10.4、 6.7 μg·g-1，即中和除鉀效果磷酸好于亞磷酸，亞磷酸好于焦磷酸，因此中和劑選用磷酸為最佳。

2.2.2 中和劑用量

通過表2數(shù)據(jù)可以看出，中和劑用量與精制效果關(guān)系也較密切。在精制過程中中和劑用量為3個(gè)水平（C1=2.0∶3.0、C2=2.2∶3.0、C3=2.4∶3.0），精制的EPH中鉀鈉離子質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均值分別是20.0、10.2、13.9 μg·g-1。由數(shù)據(jù)可得出中和劑用量并非越多越好，加得過少精制效果差，過多也容易起相反作用。綜上考慮，中和劑用量與催化劑量質(zhì)量比為2.2∶3.0，即為1.1‰（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）時(shí)較為適宜。

2.2.3 中和溫度與時(shí)間的確定

因?yàn)橹泻蜏囟扰c中和時(shí)間與上述兩個(gè)因子相比屬次要因素, 所以保證精制效果的前提下，要盡可能縮短中和周期，降低能耗。因此選擇中和溫度水平 B2=80~85℃、中和時(shí)間水平D2=30 min相對(duì)適宜。

2.3 吸附劑加量的確定

由上一小節(jié)可以得出優(yōu)選中和條件為：中和劑選用磷酸，添加量為1.1‰（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），中和溫度和時(shí)間分別為 80~85 ℃和30 min。根據(jù)優(yōu)選中和條件，分別以吸附劑加量為0、0.4%、0.6%、0.8%進(jìn)行4組試驗(yàn)，每組再進(jìn)行2次重復(fù)性試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果顯示，各組EPH中鉀鈉離子殘留量的平均值分別為24.2、9.5、4.8、4.6 μg·g-1，色度分別為50#、20#、10#、5#，即吸附效果隨吸附劑加量的增加而變好，0.6%與0.8%試驗(yàn)組鉀鈉離子質(zhì)量分?jǐn)?shù)均低于5 μg·g-1且色度在10#以內(nèi)。同時(shí)考慮到隨著吸附劑加量增加，EPH產(chǎn)品收率會(huì)降低，所以優(yōu)選吸附劑加量為0.6%。以上試驗(yàn)也證明了該精制工藝整體穩(wěn)定性良好。

3 結(jié) 論

1）優(yōu)化后的中和-吸附法精制工藝適用于EPH的精制，且效果良好。

2）確定了最佳精制工藝條件：選用磷酸為中和劑，中和劑加量為1.1‰（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），中和溫度為80~85 ℃，中和時(shí)間為30 min，吸附劑加量為0.6%。在該工藝條件下，可得到鉀鈉離子質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于5 μg·g-1、色度為10#以內(nèi)的優(yōu)質(zhì)EPH產(chǎn)品。

[1] 朱領(lǐng)地，莒曉艷.化工產(chǎn)品手冊(cè)（第六版）[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2016.

[2] 裘炳毅.化妝品化學(xué)與工藝技術(shù)大全[M].北京：中國輕工業(yè)出版社，1997.

[3] 王忠寶，姜艷，王笑衡.合成乙二醇苯醚催化劑的選擇[J].精細(xì)與專用化學(xué)品，2005（5）：19-20.

[4] 徐仕睿，劉勇，李鵬.一種聚羧酸減水劑單體聚醚的精制及應(yīng)用[J].化學(xué)與黏合，2019，41（2）：121-122.

Refining of Phenoxyethanol

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(Fushun Dongke Chemical Co., Ltd., Fushun Liaoning 113123, China)

Phenoxyethanol (EPH) was refined by using the neutralization-adsorption method, adding an appropriate amount of phosphoric acid neutralizer, deionized water and adsorbent. The optimal purification conditions were determined as follows: the neutralizer phosphoric acid, the amount of neutralizer 1.1‰ (mass fraction), the neutralization temperature 80~85 ℃, the neutralization time 30 min, and the amount of adsorbent 0.6%. High-quality EPH product with potassium and sodium ion mass fraction of 5 μg·g-1or less and a chromaticity of 10#(Pt-Co colorimetry) was obtained after refining under the optimal conditions.

Phenoxyethanol; Neutralization; Refining

2020-10-23

徐仕睿（1981-），男，遼寧省撫順市人，高級(jí)工程師， 2003年畢業(yè)于鞍山科技大學(xué)，研究方向：表面活性劑和化工新材料。

李鵬（1986-），男，工程師，研究方向：環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷下游衍生物。

TQ064

A

1004-0935（2021）03-0328-03