專利名稱：一種固相反應(yīng)合成琥珀酸鈉的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種合成琥珀酸鈉的方法，特別涉及利用琥珀酸、氫氧化鈉和/ 或碳酸鈉在固態(tài)下研磨合成琥珀酸鈉的方法。
背景技術(shù)：
琥珀酸(CAHB，分子量為118)是一種有機(jī)二元酸，和堿進(jìn)行中和反應(yīng)時(shí) 可以生成酸式鹽和/或鹽，琥珀酸二鈉是無(wú)色至白色結(jié)晶或結(jié)晶性粉末，易溶于 水，不溶于酒精。水溶液呈中性至微堿性，由于有類似貝類的海鮮氣味，又稱 干貝素，是鮮味劑類食品添加劑。
傳統(tǒng)的以琥珀酸生產(chǎn)琥珀酸鈉工藝是以水為介質(zhì)，先將固體的琥珀酸和氫氧 化鈉或碳酸鈉在水溶液中進(jìn)行反應(yīng)，再經(jīng)過(guò)濾、濃縮、噴霧干燥得到琥珀酸鈉。 另一種生產(chǎn)琥珀酸納的方法是用琥珀酸和氫氧化鈉或碳酸鈉在水溶液中進(jìn)行中 和反應(yīng)，真空濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾干燥的方法。
上述工藝主要存在以下缺陷(1)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生廢水、廢渣;(2)在產(chǎn) 品干燥過(guò)程中需要大量的能量；(3)產(chǎn)率較低，生產(chǎn)成本高；(4)投資大，占 用廠房面積大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，提供一種利用固體的琥珀酸、氫氧化鈉和/ 或碳酸鈉為主要原料合成琥珀酸鈉的方法，該方法可以克服上述傳統(tǒng)技術(shù)中存 在的缺陷。
本發(fā)明的技術(shù)方案是一種合成琥珀酸鈉的方法，利用琥珀酸與氫氧化鈉和/ 或碳酸鈉為原料，其特征在于:所有的反應(yīng)物呈固體狀態(tài)，混合研磨在固態(tài)下進(jìn)
行化學(xué)反應(yīng)生成固態(tài)產(chǎn)物，反應(yīng)無(wú)需加熱，不產(chǎn)生"三廢"。 本發(fā)明利用固相反應(yīng)合成琥珀酸鈉的工藝流程如下
固相反應(yīng)
琥珀酸+碳酸鈉(氫氧化鈉)_^琥珀酸鈉一包裝
本發(fā)明合成琥珀酸鈉所用的固體堿主要是氫氧化鈉，碳酸鈉，結(jié)晶碳酸鈉，
在和琥珀酸反應(yīng)時(shí)，氫氧化鈉、碳酸鈉可以單獨(dú)使用也可以混合使用。反應(yīng)物
配方為琥珀酸氫氧化鈉(w/w) =1.47 1.48:1;或者琥珀酸碳酸鈉(w/w) 二l.ll:l;或者琥珀酸氫氧化鈉碳酸鈉(mol/mol/mo1) = 1:0. 05 0. 8:0. l 0.95。混合使用時(shí)碳酸鈉氫氧化鈉的比例(mol/mo1) 二1:0.01 5，最好的范 圍是l:O. 1 0. 3。
在本發(fā)明中實(shí)現(xiàn)固相反應(yīng)生產(chǎn)琥珀酸鈉的研磨設(shè)備主要是各種類型的振動(dòng) 磨、攪拌磨(也稱立式球磨機(jī))和臥式球磨機(jī)等干法超微粉碎設(shè)備。
在本發(fā)明中反應(yīng)體系的溫度應(yīng)控制范圍在-5"C 9(TC之間，較好的溫度范 圍是5(TC 7(TC。因?yàn)殓晁崾且环N二元酸，所以反應(yīng)生成水較多，固相反應(yīng)
初期速度較慢，隨著反應(yīng)的進(jìn)行生成水增加，反應(yīng)速度逐步加快，可能產(chǎn)生爆 發(fā)式的反應(yīng)，為了防止反應(yīng)的速度過(guò)快，放熱引起體系的溫度升高，導(dǎo)致產(chǎn)品 質(zhì)量降低，應(yīng)采取措施控制溫度的上升。
在本發(fā)明中使用兩種方法控制反應(yīng)溫度， 一是抽真空法，即在反應(yīng)溫度達(dá)
到60'C時(shí)，在真空的作用下水分蒸發(fā)排出，真空度為0.005 MPa 0. lMPa，最 好控制在0.01 MPa 0. 06 MPa之間。二是對(duì)反應(yīng)體系進(jìn)行冷卻，主要有夾套冷 媒法，冷空氣冷卻法，或者往反應(yīng)體系中不斷充入液氮冷卻法。
在本發(fā)明中，各反應(yīng)物的添加方法是先在固相反應(yīng)器中加入全部的琥珀酸， 研磨一定的時(shí)間后，大約是10分鐘到180分鐘。然后視反應(yīng)器或者反應(yīng)物的量
不同，分次加入固體堿， 一般分3 6次加入。
本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)是(l)生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單；(2)反應(yīng)過(guò)程不用加熱，節(jié)省能源; (3)不產(chǎn)生廢氣、廢水、廢渣；(4)設(shè)備投資少，產(chǎn)率高，占用廠房小。
具體實(shí)施例方式
琥珀酸加入到振動(dòng)磨或球磨機(jī)等固相反應(yīng)設(shè)備中，分2 6次加入氫氧化鈉 和/或碳酸鈉進(jìn)行研磨，在研磨過(guò)程中固相反應(yīng)得以進(jìn)行?？刂品磻?yīng)體系的溫度 和反應(yīng)壓力(或真空度)，使用固相反應(yīng)能平穩(wěn)的進(jìn)行。
實(shí)施例1
取lkg琥珀酸，放入實(shí)驗(yàn)室小型立式球磨機(jī)中，轉(zhuǎn)速調(diào)到1200轉(zhuǎn)/分，加 入O. lkgNaOH，利用水^卻使溫度保持在20'C 6(TC之間，反應(yīng)30分鐘后，再 加入0. 5kg Na2C03，繼續(xù)研磨65分鐘，再次加入0. 05kgNaOH，研磨40分鐘結(jié) 束。
實(shí)施例2
取20kg琥珀酸和0.2kgNa2C03* 10H20，放入立式球磨機(jī)中，轉(zhuǎn)速調(diào)到220 轉(zhuǎn)/分，研磨15分鐘后再次加入6kgNa2C0:,，研磨40分鐘，同時(shí)利用冷卻水來(lái)降 溫，使溫度控制在6(TC以下，再加入6kgNa2C03繼續(xù)研磨30分鐘，抽真空，使 真空度為0.08MPa，使固相反應(yīng)順利進(jìn)行。再加入5.9kg *20)3研磨50分鐘結(jié) 束。
實(shí)施例3
取11. 8kg琥珀酸和0. 4kgNaOH加入到150L的振動(dòng)磨中，振動(dòng)研磨時(shí)使溫 度保持在85r以下，研磨10分鐘，再加入9.5kgNa2C03和20g丙烯酸淀粉，抽 真空，使真空度為0. 03MPa 0. 05MPa，再次振動(dòng)研磨80分鐘后結(jié)束，產(chǎn)品檢驗(yàn) 合格。
實(shí)施例4
將500kg琥珀酸放入改造后的臥式球磨機(jī)中，加入10kgNa2C0. 10H20磨40 分鐘，再加入200kg Na2C0"繼續(xù)研磨150分鐘后，然后真空抽氣30分鐘，同時(shí) 用冷氣機(jī)對(duì)系統(tǒng)降溫，使溫度不超過(guò)70。C，再加入170kgNa2C03，研磨180分鐘， 同時(shí)抽真空，使真空度為0. 03MPa 0. 05MPa，再加入15kgNaOH繼續(xù)研磨150分 鐘，反應(yīng)體系的溫度保持在9CTC以下，真空度為0. 02Mpa 0. 1MPa。反應(yīng)結(jié)束 后出料，6(TC烘干得成品。
實(shí)施例5
將403公斤無(wú)水Na2C03放入改造后的臥式球磨機(jī)中研磨120分鐘，篩出粉碎 后的Na2C03，再將500kg琥珀酸放入臥式改造后的球磨機(jī)中，研磨90分鐘后， 加入200kg粉碎后的Na2CO:,，同時(shí)抽真空，使真空度為0. 03MPa 0. 05MPa，研磨 60分鐘后，用冷氣機(jī)對(duì)系統(tǒng)降溫，使溫度不超過(guò)7(TC，再加入203kgNa2C03，研 磨150分鐘，反應(yīng)體系的溫度保持在9(TC以下，真空度為0.02Mpa 0. lMPa。 反應(yīng)結(jié)束后出料，6(TC烘干得產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1、一種固相反應(yīng)合成琥珀酸鈉的方法，利用琥珀酸與氫氧化鈉和/或碳酸鈉為原料，其特征在于將所有的反應(yīng)原料混合，在固相反應(yīng)器中研磨直接進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，溫度控制為-5℃～90℃，壓力控制為0.005Mpa～0.1Mpa。
2、 按照權(quán)利要求1所述的方法，反應(yīng)物配方為琥珀酸:氫氧化鈉(w/w) =1.47 1.48:1;或 者琥珀酸:碳酸鈉(w/w"L 11:l;或者琥珀酸氫氧化鈉碳酸鈉(mol/mol/m。l盧1:0.05 0.8:0. 1 0. 95?；旌鲜褂脮r(shí)碳酸鈉氫氧化鈉的比例(mol/mo1) =1:0.01 5，最好的范 圍是1:0. 1 0.3。
3、 按照權(quán)利要求l所述的方法，所述的固相反應(yīng)器是干法研磨設(shè)備，所述干法研磨設(shè)備是各 種類型的振動(dòng)磨、攪拌磨(也稱立式球磨機(jī))和臥式球磨機(jī)等干法超微粉碎設(shè)備。
4、 按照權(quán)利要求1所述的方法，反應(yīng)最佳溫度為5(TC 7(TC。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種合成琥珀酸鈉的方法，該方法是利用琥珀酸與氫氧化鈉和/或碳酸鈉為原料，將原料混合研磨，在固體狀態(tài)下直接進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)生成琥珀酸鈉的方法。根據(jù)使用的設(shè)備不同，溫度控制為-5℃～90℃，壓力控制為0.005MPa～0.1MPa。所用的研磨設(shè)備為各類用于干磨的振動(dòng)磨和/或球磨機(jī)。此生產(chǎn)工藝中不產(chǎn)生廢水、廢渣，不需要外加熱源。本發(fā)明可用于合成化工級(jí)、醫(yī)藥級(jí)或食品級(jí)的琥珀酸鈉。
文檔編號(hào)C07C55/10GK101357885SQ20071014345
公開日2009年2月4日 申請(qǐng)日期2007年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月1日
發(fā)明者于同泉, 仝其根, 敏 周, 白云起, 亮 蘇, 蘋 路 申請(qǐng)人:北京農(nóng)學(xué)院;仝其根