فرآیند تهیه پروپیونات کلسیم+ خرید پروپیونات کلسیم
فرآیند تهیه پروپیونات کلسیم
خلاصه
فرآیند تهیه پروپیونات کلسیم با وارد کردن مخلوط اسید پروپیونیک / بخار آب به محلول آبی حاوی پروپیونات کلسیم، هیدروکسید کلسیم و در صورت تمایل اسید پروپیونیک.
طبقه بندی ها
C07C51/412 تهیه نمک اسیدهای کربوکسیلیک با تبدیل اسیدها، نمکها، استرها یا انیدریدهای آنها با همان قسمت کربوکسیلیک اسید
خواص و کاربردهای پروپیونات کلسیم بسیار هستند.
شرح
[0001]
اختراع حاضر به فرآیند جدیدی برای تهیه پروپیونات کلسیم مربوط می شود.
[0002]
این ترکیب که در مقیاس وسیع برای نگهداری در بخش غذا و در نگهداری از خوراک دام استفاده می شود (K. WEISSERMEL and HJ ARPE "Industrial Organic Chemistry"، ص 115، Verlag Chemie 1976)، با روش های سنتز مرسوم تولید می شود. برای نمک های کربوکسیلیک اسید، به عنوان مثال با واکنش کربناتها، هیدروکسیدها یا اکسیدها با اسیدهای کربوکسیلیک غلیظ یا رقیق.
[0003]
معادله زیر برای واکنش هیدروکسید کلسیم با اسید پروپیونیک که گرمازا است اعمال می شود:
شکل imgb0001
[0004]
گرمای واکنش را می توان تا حدی با انتقال حرارت به مواد کمکی اضافی و تا حدی با تبخیر آب حذف کرد.
[0005]
با توجه به پیشنهاد JP-PS 14684/1968، اسید پروپیونیک و هیدروکسید کلسیم با آب تریتور می شوند تا به شکل خمیر درآیند. افزودن پروپیونات کلسیم خشک ماده ای خمیر مانند به دست می دهد که خشک می شود.
[0006]
احتمال دیگر واکنش اکسید کلسیم یا هیدروکسید با اسید پروپیونیک در حضور یک الکل پلی هیدرویک، به عنوان مثال گلیکول (GB-PS 684 155) است. همچنین می توان در حضور مواد خارجی جامد و بی اثر کار کرد. بنابراین در Patentanmel-Kg / P P 53 194 D آلمان پیشنهاد اجرای اسید پروپیونیک غلیظ با اکسیدهای فلزی یا کربنات ها با افزودن آرد سویا یا مالت را داد.
[0007]
مواد غیر آلی غیر آلی (مانند خاک دیاتومه یا تالک) نیز می توانند به شکل ریز تقسیم شده با مخلوط کردن کامل با واکنش دهنده ها استفاده شوند. به منظور افزایش سرعت واکنش، فرد در یک جریان هوای گرم، به صورت اختیاری در یک بستر سیال یا در یک بستر سیال کار می کند (DE-PS 12 17 381).
[0008]
با این حال، استفاده از مواد کمکی بی اثر در جایی که قرار است پروپیونات کلسیم خالص تولید شود، منتفی است. سپس در اینجا مصلحت است که به طور خاص از گرمای واکنش برای تبخیر آب تشکیل شده استفاده شود.
[0009]
برای تبخیر مقدار 0.194 کیلوگرم آبی که در طی تشکیل 1 کیلوگرم کلسیم پروپیونات تشکیل می شود، 439 کیلوژول مورد نیاز است. مقدار حرارت آزاد شده به ازای هر کیلوگرم پروپیونات کلسیم 670 کیلوژول کافی است.
[0010]
با این حال، از آنجایی که همه اجزای واکنش (اسید پروپیونیک، هیدروکسید کلسیم، پروپیونات کلسیم و آب) همیشه در یک زمان در راکتور هستند، این آب خالص نیست که تبخیر می‌شود، بلکه یک مخلوط آزئوتروپیک است که حاوی تقریباً 75 درصد وزنی آب و تقریباً 25 درصد وزنی اسید پروپیونیک حاوی. بنابراین مشکل استفاده از این مخلوط اسید پروپیونیک/آب/بخار به روشی مناسب ایجاد می‌شود.
[0011]
اگر مخلوط بخار متراکم شود و میعانات به راکتور بازگردانده شود، محتوای آب در آنجا افزایش می‌یابد، قوام مخلوط واکنش تغییر می‌کند. به جای پروپیونات کلسیم دانه ای، یک محصول گل آلود به دست می آید.
[0012]
کار کردن میعانات از طریق تقطیر بسیار پیچیده است. علاوه بر این، هر گونه ناخالصی که ممکن است در اسید پروپیونیک وجود داشته باشد و با تقطیر از آن جدا نشود، تجمع می یابد.
[0013]
واکنش مخلوط بخار تغلیظ شده با هیدروکسید کلسیم نیز منتفی است، زیرا فرآیندهای خشک کردن گسترده و پرانرژی به دلیل محتوای بالای آب ضروری است (مانند خشک کردن با اسپری).
[0014]
اکنون مشخص شده است که مخلوط بخاری حاوی 20 تا 30 درصد وزنی اسید پروپیونیک و 70 تا 80 درصد وزنی آب برای تهیه کلسیم پروپیونات مناسب است اگر این مخلوط در مخلوط آبی حاوی کلسیم مخلوط شود. پروپیونات، هیدروکسید کلسیم و به صورت اختیاری حاوی اسید پروپیونیک است، با افزودن بیشتر هیدروکسید کلسیم pH بین 5 تا 10 ایجاد می کند و پروپیونات کلسیم را با کریستالیزاسیون جدا می کند.
[0015]
به طور مفصل، روش مطابق با اختراع به عنوان مثال به شرح زیر انجام می شود:
مخلوط پروپیونیک اسید و بخار آب از یک راکتور A که به طور مداوم کار می کند، خارج می شود، که در آن اسید پروپیونیک با هیدروکسید کلسیم واکنش می دهد، که ترکیب آن با ترکیب آزئوتروپ مطابقت دارد. این مخلوط بخار به طور کلی حاوی 10 تا 300٪ وزنی گاز بی اثر است که بر اساس مخلوط اسید پروپیونیک / بخار آب است. از نیتروژن ترجیحاً به عنوان گاز بی اثر استفاده می شود.
[0016]
ترکیب یک مخلوط آزئوتروپیک تا حدودی به فشار بستگی دارد. در مورد حاضر، از فشار جزئی بخار اسید پروپیونیک، بخار آب و گاز بی اثر تشکیل شده است و در محدوده 0.5 تا 20 بار متغیر است. در نتیجه، ترکیب آزئوتروپ می تواند بین مقادیر حدی ذکر شده در بالا حرکت کند.
[0017]
با گرمای واکنش آزاد شده در راکتور A و با حرارت دادن اضافی، مخلوط بخار تا دمای 90 تا 165 درجه سانتیگراد گرم شده و به راکتور B منتقل می شود.
[0018]
راکتور B می تواند در دو محدوده دمایی مختلف کار کند. تمایز بین دو محدوده دما نشان داده شده است زیرا دو روش متفاوت و وابسته به دما در فرآیند تولید امکان پذیر است که پروپیونات کلیم را در خلوص های مختلف تحویل می دهد. بنابراین انتخاب محدوده دما به کیفیت مطلوب پروپیونات کلسیم بستگی دارد.
[0019]
هنگام کار در محدوده دمای پایین تر، مخلوط بخار به طور مداوم با فشار 0.5 تا 2 بار به راکتور B وارد می شود. در این مخلوط آبی که حاوی 27 تا 50 درصد وزنی پروپیونات کلسیم، 0.1 تا 5 درصد وزنی هیدروکسید کلسیم و 0.005 تا 1 درصد وزنی اسید پروپیونیک است و دمای آن 70 تا 120 درجه سانتیگراد، ترجیحاً 80 درجه سانتیگراد است، هم زده می شود. تا 100 درجه سانتیگراد است. پروپیونات کلسیم حاوی 27 درصد وزنی در محلول و بقیه به صورت مونوهیدرات به صورت جامد است. حدود 0.05 درصد وزنی هیدروکسید کلسیم در محلول و بقیه به صورت جامد است. PH مخلوط 5 تا 10 و ترجیحاً 8 تا 9 است.
[0020]
مخلوط آبی به طور مداوم از طریق راکتور B جریان می یابد. زمان اقامت آنها در راکتور 0.1 تا 2 ساعت است، ترجیحا 0.2 تا 0.5 ساعت. مخلوط بخار از راکتور خارج می شود که محتوای اسید پروپیونیک آن ≤0.1٪ است.
[0021]
تخلیه راکتور، که حاوی پروپیونات کلسیم محلول و مونوهیدرات پروپیونات کلسیم جامد است، با روش هایی که فی نفسه شناخته شده اند، به عنوان مثال با فیلتر کردن، تخلیه کردن یا سانتریفیوژ کردن جدا می شود. سپس جامد با روش های شناخته شده فی نفسه خشک و آسیاب می شود، در حالی که محلول حاوی حداقل 27 درصد وزنی پروپیونات کلسیم، به طور مداوم به راکتور B بازگردانده می شود.
[0022]
تخلیه فضا-زمان کلسیم پروپیونات مونوهیدرات 0.1 تا 1 کیلوگرم در ساعت، بر اساس حجم 1 1 راکتور است.
[0023]
هیدروکسید کلسیم مورد استفاده در واکنش بیشتر حاوی نمک های فلزات سنگین، عمدتا نمک های آهن است. برای به دست آوردن محصول نهایی بدون فلزات سنگین و خلوص بالا، پروپیونات کلسیم باید کاملاً حل شود تا هیدروکسیدهای فلزات سنگین نامحلول جدا شوند.
[0024]
این به طور سودمند با محلول اشباع کلسیم پروپیونات به دست می آید. اما از آنجایی که پروپیونات کلسیم حداقل در دمای 55 درجه سانتیگراد حلالیت دارد، بنابراین لازم است که در دمای 100 درجه سانتیگراد حرارت داده شود و یک محلول اشباع در حدود 200 درجه سانتیگراد تولید شود تا یک گرادیان غلظت زیاد به دست آید. برای تولید محلول پروپیونات کلسیم اشباع، در محدوده دمایی بالایی کار می شود. مخلوط بخار به فشار 2 تا 20 بار فشرده می شود و به طور مداوم به صورت خوراکی به راکتور B منتقل می شود که در آن در دمای 120 تا 210 درجه سانتی گراد، مخلوط آبی حاوی 27 تا 80 درصد وزنی به هم زده می شود. پروپیونات کلسیم محلول، 0.1 تا 5 درصد وزنی هیدروکسید کلسیم و 0.005 تا 1 درصد وزنی درصد اسید پروپیونیک دارد. پروپیونات کلسیم به طور کامل حل می شود، در حالی که هیدروکسید کلسیم تا حدی در محلول و بخشی به صورت جامد است.
[0025]
در اینجا نیز، مخلوط آبی به طور پیوسته از طریق راکتور B جریان می یابد، زمان ماندن در راکتور مطابق با مقادیر ذکر شده در بالا است. مخلوط بخار از راکتور خارج می شود که محتوای اسید پروپیونیک آن ≤0.1٪ است.
[0026]
تخلیه راکتور که حاوی پروپیونات کلسیم محلول و هیدروکسیدهای فلزات سنگین نامحلول است، در دمای 120 تا 210 درجه سانتیگراد، مربوط به فشار بخار 2 تا 20 بار، فیلتر می شود تا ناخالصی ها جدا شوند. سپس فیلتر تا دمای 30 تا 80 درجه سانتیگراد خنک می شود و در نتیجه کلسیم پروپیونات مونوهیدرات رسوب می کند. همانطور که در بالا توضیح داده شد جدا می شود و طبق روش های شناخته شده فی نفسه خشک و آسیاب می شود، در حالی که محلول حاوی حداقل 27 درصد وزنی پروپیونات کلسیم به طور مداوم به راکتور B بازگردانده می شود.
منبع
