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油脂的氧化裂解是各國科學(xué)家重點(diǎn)關(guān)注的問題之一，同時也是進(jìn)一步提高油脂附加值的有效途徑。油脂通過氧化裂解得到的壬二酸單甲酯是一種重要的油脂化工中間體，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥和香料化學(xué)品的合成，具有很高的利用價值。另外，壬二酸單甲酯可進(jìn)一步水解得到壬二酸，而壬二酸是一種重要的長鏈二元酸，主要用于尼龍69、尼龍9和尼龍99高分子材料的生產(chǎn)，還廣泛應(yīng)用于壬二酸酯類增塑劑、抗蝕劑、阻燃劑、穩(wěn)定劑等。目前，我國市場上壬二酸的需求量很大，但生產(chǎn)卻不足，嚴(yán)重制約了下游產(chǎn)品的開發(fā)和利用。
方法1：二酸單甲酯的新工藝。以生物柴油為原料，依次通過高真空精餾、冷凍結(jié)晶得到富含不飽和脂肪酸甲酯的C18混合甲酯裂解原料，繼而利用臭氧、氧氣對所得C18混合甲酯裂解原料依次進(jìn)行臭氧化反應(yīng)和氧化裂解 應(yīng)，得到含壬二酸單甲酯的混合產(chǎn)物，再對混合產(chǎn)物進(jìn)行分離提純得到壬二酸單甲酯。具體包括如下步驟：
1）高真空精餾工段：生物柴油原料進(jìn)入精餾塔Ⅰ進(jìn)行高真空精餾，塔頂收集得到副產(chǎn)物 C16甲酯，塔釜釜液輸送至冷凍結(jié)晶釜；
2）冷凍結(jié)晶工段：步驟1）的塔釜釜液在冷凍結(jié)晶釜內(nèi)進(jìn)行冷凍結(jié)晶，冷凍結(jié)晶釜底部得到結(jié)晶的C18甲酯混合物，冷凍結(jié)晶釜中的液相C18混合甲酯從上部輸送至混合器；
3）臭氧氧化裂解反應(yīng)工段：步驟2）的液相C18混合甲酯與反應(yīng)溶劑在混合器中混合，反應(yīng)液混合均勻后輸送至臭氧氧化裂解反應(yīng)器，臭氧與氧氣混合氣從臭氧氧化裂解反應(yīng)器的下部氣相進(jìn)口流入，反應(yīng)液在臭氧氧化裂解反應(yīng)器中先與臭氧發(fā)生臭氧化反應(yīng)、再與氧氣發(fā)生氧化裂解反應(yīng)，剩余氧氣從臭氧氧化裂解反應(yīng)器頂部的氣相出口排出，臭氧氧化裂解反應(yīng)器中生成的反應(yīng)產(chǎn)物輸送至換熱器中加熱；
4）分離提純工段：步驟3）的反應(yīng)產(chǎn)物在換熱器中加熱升溫后輸送至多層蒸發(fā)器，在多層蒸發(fā)器中進(jìn)行反應(yīng)溶劑回收，多層蒸發(fā)器塔頂經(jīng)收集得到回收的溶劑，脫完溶劑的反應(yīng)產(chǎn)物輸送至萃取塔，在萃取塔內(nèi)，萃取劑水與反應(yīng)產(chǎn)物發(fā)生逆流接觸從而進(jìn)行萃取，所得水相進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶器進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶，頂部得到回收的萃取劑水，下部出口可得到丙二酸產(chǎn)品；所得油相輸送至精餾塔Ⅱ進(jìn)行高真空精餾，塔頂收集得到己酸產(chǎn)品，塔釜釜液輸送至精餾塔Ⅲ中再次進(jìn)行高真空精餾，塔頂收集得到壬酸產(chǎn)品，塔釜釜液輸送至精餾塔Ⅳ中進(jìn)一步進(jìn)行高真空精餾，塔頂收集得到壬二酸單甲酯產(chǎn)品，殘留釜液由塔底排出。
方法2：以油酸甲酯為原料，乙酸和正己烷的混合物做溶劑，臭氧氧化法制備壬二酸單甲酯。合成壬二酸單甲酯的最佳條件為：V(油酸甲酯)：V(混合溶劑)=1：4，臭氧化反應(yīng)溫度為10～13℃，氧化裂解溫度為90～95℃，氧化裂解時間為2.5 h，反應(yīng)粗產(chǎn)物用分子蒸餾技術(shù)進(jìn)行分離純化。在此條件下，壬二酸單甲酯的收率≥78%，純度≥96%。
[1] CN201810011953.6一種基于生物柴油制備壬二酸單甲酯的新工藝
[2] 一種基于生物柴油制備壬臭氧氧化法制備壬二酸單甲酯