双乙酸钠的生产技术及应用

第２期　２００６年２月　中国氯碱　Ｃｈｉｎａ　Ｃｈｌ０ｒ—Ａｌｋａｌｉ　Ｎｏ．２　Ｆｅｂ．，２００６　１５　双乙酸钠的生产技术曩应用　孟翠敏，田华　（天津化工厂，天津３００４８０）　摘　要：介绍了双乙酸钠的生产工艺技术及应用。从生产工艺条件和特点上，对比和分析了５种　双乙酸钠的生产方法。认为醋酸一氢氧化钠法为最理想的绿色生产方法，并展望了其应用前景。　关键词：双乙酸钠；性质；醋酸一氢氧化钠法；应用　中图分类号：ＴＱ０１４　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００９－１７８５（２００６｝０２－００１５－０３　Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　ｏｆ　ｓｏｄｉｕｍ　ｄｉａｃｅｔａｔｅ　ａｎｄ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ＭＥＮＧ　Ｃｕｉ—－ｍｉｎ，ＴＩＡＮ　Ｈｕａ　（Ｔｉａｎｊｉｎ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｐｌａｎｔ，Ｔｉａｎｊｉｎ　３００４８０）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　ｏｆ　ｓｏｄｉｕｍ　ｄｉａｃｅｔａｔｅ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｗｅｒｅ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ｉｆｖｅ　ｋｉｎｄｓ　ｏｆ　ｓｏｄｉｕｍ　ｄｉａｃｅｔａｔｅ　ｗｅｒｅ　ｃｏｍｐａｒｅｄ　ａｎｄ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ｆｒｏｍ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ａｎｄ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ．　Ｉｔ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ａｃｅｔｉｃ　ａｃｉｄ－ｃａｕｓｔｉｃ　ｓｏｄａ　ｗａｓ　ｔｈｅ　ｂｅｓｔ　ｇｒｅｅｎｉｎｇ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ，　ａｎｄ　ｖｉｅｗｅｄ　ｉｔｓ　ｐｒｏｓｐｅｃｔ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｓｏｄｉｕｍ　ｄｉａｃｅｔａｔｅ；ｐｒｏｐｅｒｔｙ；ａｃｅｔｉｃ　ａｃｉｄ－ｃａｕｓｔｉｃ　ｓｏｄａ　ｍｅｔｈｏｄ；ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　随着食品和饲料工业的迅速发展，各类食品及　饲料添加剂的使用１３益广泛，特别是在保证食品、饲　步降低循环水的温度，结晶管内壁出现晶层。达到一　定温度和一定结晶率后，停止降温和通气，放尽母　液。加热循环水使晶层发汗，排放并收集低熔物（即　发汗液），待升到一定温度且达到一定发汗率后，停　止发汗操作。结晶、发汗、熔融经过数级操作就可得　参考文献　【１】方玉丽，韩华良，保俊康，等．氯乙酸生产新工艺．ＣＮ　Ｉ１８０６６．１９９８—　０４－２９　【２１魏祖进．提高氯乙酸质量的几项措施．福建化工，２００１，（４）：３９—４０　【３】顾红明，刘　斌．氯乙酸生产工艺的改进．江苏化工，１９９５，２３（５）：　４４－４５　到符合要求的产品。　２．３．４结晶与母液分离工艺改进　【４】刘淑莲．提高氯乙酸产品质量的几项措施．中国氯碱，１９９７，（１１）：　２８－２９　氯乙酸结晶物与母液的分离效果不好是产品纯　度低的重要原因。结晶氯乙酸与母液的分离一般采　【５】刘淑莲．氯乙酸结晶釜冷却水封闭循环工艺．氯碱工业，２００４，（７）：　４４－４５　【６韦海强．氯乙酸结晶工序清洁生产工艺．中国氯碱，２００４，（１）：６】２０—　２１　用抽滤设备，抽滤时间和产品质量易受外界温度的　影响。有技术采用钛制ＨＲ４０ｏ－Ｎ型双级活塞推料离心　机作为氯乙酸的分离干燥设备，由结晶釜来的结晶液　经缓冲罐进入离心机，分离出来的固体氯乙酸直接包　装，母液一部分返回结晶釜，一部分送入缓冲罐以稀　释结晶液，其余的送到母液处理工序。使用ＨＲ４００－Ｎ　离心机后，产品质量明显提高，合格率达１００％，一级　品率达５０％以上。此外，操作环境有了明显改善，工人　劳动强度大大降低，生产效率显著提高。　【７１李　鸣，李赣平，龙伟．氯乙酸阍歇生产过程中控常ｌ方案宴々若干　改进措施．南昌大学学报（工科版），２００２，２４（１）：５９—６１　【８Ｖ＇￣－光复，全祖铨，张绍军，等．气泡降膜分步结晶法精制氯己酸．精　细石油化工，１９９８，（１）：３７—４０　【９】冯士德，马英峰．氯乙酸生产工艺的改进的探讨．中国氯碱，２００４，　（９）：１４－１９　【ｌＯ１苏艳丽．活塞推料离心机在氯己酸生产中的应用．中国氯碱，　２００３，（２）：２７－２８　’　收稿日期：２００５－ｌＪ　维普资讯 http://www.cqvip.com

１６　中国氯碱　２００６年第２期　料质量完好和增加营养功能方面，各种添加剂越来　越受到人们的重视。目前，在诸多防腐剂中，使用最　多的品种是苯甲酸和山梨酸。苯甲酸的毒性较大，世　界上许多国家已经禁止使用；而山梨酸的价格较贵，　使用也受到了限制。双乙酸钠作为联合国粮农组织　和世界卫生组织推荐使用的新型防腐剂，具有用量　少、使用成本低、防腐效果好、安全可靠等优点，欧美　国家已普遍使用。我国作为一个粮食生产、消耗大　国，随着生活水平的不断提高，对食品防霉、防腐等　方面的要求也在不断提高，双乙酸钠作为一种无毒、　防霉、防腐绿色食品添加剂，具有较好的应用前景。　ｌ双乙酸钠的性质和质量指标　１．１　物理性质　双乙酸钠，又名双乙酸氢钠或二乙酸一钠，是醋　酸与醋酸钠的分子复合物，由短氢键螯合。分子式为　ＣＨ３ＣＯＯＮａ．ＣＨ３ＣＯＯＨ．ＸＨ２０（Ｘ＜１）。无水物的分子量　为１４２．０９，实际产品均含有不定量的吸附水和结构　水。外观为白色结晶状固体，略带醋酸气味，易吸　潮，易溶于水（Ｔｇ中溶　度约为１　ｇ／ｍＬ）和乙醇。熔　点９６℃，加热至１５０℃以上分解，可燃。　１．２毒性　双乙酸钠无毒，对人和牲畜无毒副作用，每日　允许摄人量０－１５　ｍｇ／ｋｇ，小鼠经口致毒死量ＬＤ∞为　３．３１　ｇａｇ，大鼠ＬＤ５０为４．９６　ａｇｇ。　１．３质量标准　双乙酸钠质量标准见表１。　表１双乙酸钠质量标准　项目　ＦＡＯ　ＨＯ指标（食品级）ＦＩ｝Ａ指标（食品级）　２双乙酸钠的生产方法及比较　２．１醋酸一醋酸钠法　该法分为气相法和液相法。气相法是由德国开　发成功的，以Ｎ　或ｃｏｔ，作流体介质，将醋酸钠与醋酸　在２０～２００℃的流化床反应器中反应。气相法生产能　力大，必须严格控制操作条件，废气中有大量的酸　雾，必须回收。液相法是由印度开发成功的，将醋酸　钠与醋酸在乙醇溶液中反应制得。该法工艺简单，操　作简便，设备投资少，收率较高，但半成品熔点很低　（５０－６０　ｏＣ），必须严格控制干燥温度，乙醇必须回　收。　２．２醋酐一醋酸钠法　该法由印度开发成功，将质量比为１：２的醋酐　和醋酸钠在一定量水存在下反应得到双乙酸钠，该　法不用乙醇作溶剂，反应收率也较高，但反应时间　长，原料中醋酐的成本也较之醋酸要高，不宜于工业　化生产。　２．３醋酸一醋酐一碳酸钠法　该法由南非开发成功，醋酸与醋酐的质量比为　２：１的混合物，与碳酸钠反应完毕后，静置８－１０　ｈ，　结晶、粉碎、烘干得成品。产品质量符合ＦＤＡ饲料级　标准。该法所得产品颗粒细小均匀，但原料中醋酐价　高难得，反应时间长，成本高，收率低，不宜于工业化　生产。　２．４醋酸一碳酸钠法　２．４．１　以乙醇为溶剂　该法是在醋酸中逐渐加入碳酸钠，醋酸与碳酸　钠的质量比为４．０００：０．９９５－４．０００：１．０３５，在３５％的　乙醇溶剂中室温反应，待生成的醋酸钠物料变稠时，　加热到８０～８３℃，回流反应３０　ｍｉｎ，最初无母液循环　时，乙醇用量为反应物的４ｏ％，有母液循环时乙醇用　量仅为反应物的１０％，母液循环量为反应物的百分　之七十七左右，反应完成后冷却到２５℃结晶，再经　分离干燥得成品，收率为９５％以上。此工艺的原料价　廉易得，收率高，但母液不能完全回收利用，需要配　置溶剂回收装置。　２．４．２以水为溶剂　该法是在反应器中加入水和碳酸钠，搅拌升温　至４０　ｏＣ，待碳酸钠全部溶解后，开始慢慢地滴加　醋酸，投料比（质量比）为ｎ（醋酸）：ｎ（碳酸　钠）：ｎ（水）＝１．００：０．２７：０．５４，升温至７０　ｏＣ，恒　温反应３　ｈ后，降温结晶，控制反应液冷却结晶终　点温度为２０－２５　ｏＣ，结晶冷却速度为２　ｏＣ／ｍｉｎ，搅　拌速度６０　ｒ／ｒａｉｎ，离心分离，滤饼经干燥制备出产　品，滤液经薄膜蒸发脱去３０％的含水量后循环使　用，产品收率在百分之九十六左右，产品质量达到　美国食品级指标要求。　以水代替乙醇作溶剂一步法合成双乙酸钠，工　艺安全简单，原料价廉易得，能耗低，收率高，母液可　循环使用，无“三废”污染问题。　维普资讯 http://www.cqvip.com

第２期　２．４．３　不加溶剂　孟翠敏，等：双乙酸钠的生产技术及应用　１７　钠可延长保存期数倍而不改变风味；啤酒行业大麦　芽的防霉、罐头产品和腌制菜类的防霉均可采用双　乙酸钠。　３．３饲料防霉剂　该法是在反应器内加入计量的醋酸和碳酸钠，　投料物质的质量比为３．７７：１．００－４．３０：１．００，搅拌　并加热至９０℃，反应３　ｈ，反应完毕后，控制结晶的　冷却速度（２．５～３．０）ｏＣ／ｍｉｎ，冷却、结晶、过滤、干燥，　双乙酸钠能抑制饲料中霉菌孢子的生长，能有　效地防止饲料的霉变。一般饲料中加入０．１％～０．５％　的双乙酸钠就可有效地防止霉变；可使青饲料在　即得双乙酸钠产品，产品质量符合国家标准　ＧＢ１２４９３—９０的要求。　该法不需外加溶剂介质，所得结晶产品颗粒均　匀，且分散性好，母液可以完全循环使用，反应过程　ｐＨ值为４时储存期延长３周以上。双乙酸钠不仅适　用于所有植物混配饲料、青储饲料及其原料的防　中没有废液排出，符合环境友好工艺的要求。　２．５醋酸一氢氧化钠法　该法是以醋酸和氢氧化钠为原料，不用外加溶　剂，一步合成双乙酸钠。在装有搅拌器的反应釜　中，加入计量的醋酸，开启搅拌并加热至９０－１Ｏ０℃，　缓慢加入氢氧化钠，醋酸和氢氧化钠的质量比为　２．１：１．０～２．２：１．０，恒温反应１．０－２．０　ｈ，冷却至室温　结晶，控制结晶搅拌速度为５０　ｒ／ｍｉｎ，冷却降温速度　为６￣Ｃ／ｍｉｎ，经真空干燥得成品，收率在９７％以上。　该工艺流程简单，容易操作，成本低，质量稳定，　达到国家标准，无“三废”排放，是绿色环保生产工　艺。　通过以上各种生产双乙酸钠方法的比较分析得　出结论为：最适宜的生产方法是醋酸一碳酸钠法和　醋酸一氢氧化钠法，尤其是以醋酸一氢氧化钠一步　法最为理想。该法工艺操作简单，原料价廉易得，生　产成本低，产品质量稳定，收率高，不会带来环境污　染问题，尤其是氯碱企业开发此产品，有利于平衡氯　碱，具有良好的经济效益和社会效益。　３双乙酸钠的应用　３．１粮食防霉剂　双乙酸钠适用于所有粮食（包括玉米、小麦等）、　花生、豆类的防腐防霉。其突出的优点是对含水２０％　以上的新收割的粮食仍有显著的防霉效果。如在含　水量为２１．５％－３２．０％的谷物中加入０．１％～０．８％的双　乙酸钠，可使谷物保存期由原来晒干后的９０　ｄ变为　无需晒干的２０８　ｄ。对含水２０％以上的玉米保鲜尤为　有效，０．４％－２．０％的添加剂可延长保鲜期７个月。使　用双乙酸钠作为粮食防霉剂时，无需晒干或烘干粮　食，操作成本和劳动强度低，可节省大量人力、物力　和场地。　３．２食品保鲜防腐剂　由于双乙酸钠对人、畜无毒害、不致癌，具有极　好的防腐抗菌作用，因而广泛应用于面点、水果、肉　类、禽、鱼类保鲜。面包中加入０．２％～０．４％的双乙酸　霉保鲜，而且具有增加饲料营养价值及适口性的　功能。　３．４酸味剂　以质量分数计３６％的双乙酸钠可以和４５％　ＮａＣＩ、８％柠檬酸、８％葡萄糖、２％硅气溶胶和１％糖配　成酸味饮料。　一　３．５其他用途　双乙酸钠可用作兽药，用来控制和治疗火鸡等　的出血性肠炎；还能防治仔猪拉痢的发生，提高母猪　生育能力。作为有机合成中间体，双乙酸钠还可用于　水杨酸与醋酐反应制备香豆素；用作医药行业的螯　合剂、化学行业的匀化剂和缓冲剂、染料行业的媒染　剂以及机械行业的电镀添加剂等。　４结束语　双乙酸钠作为优良的防霉剂和饲料添加剂，具　有良好的经济效益和社会效益，是一种极具发展前　景的精细化工产品。与国外先进的生产技术相比，我　国双乙酸钠的研发还比较落后。今后应大力开发醋　酸一氢氧化钠法合成双乙酸钠的新工艺，降低成本，　减少污染，相信在不久的将来双乙酸钠的生产和应　用必将出现一个崭新的局面。　参考文献：　［１］孙勇，李素兰．双乙酸钠的生产与应用．精细化工原料＿及中间体。　２００３，（４）：１６—１７　［２］张竞．双乙酸钠的制备与应用．化学推进剂与高分子材料。２００２，　（１）：２１—２３。２７　［３］刘艳杰，王葳，等．双乙酸钠的应用与工业化生产分析．化工时刊，　２００２，（３）：６—８　［４］潘鹤林，田恒水，等．双乙酸钠的开发与应用．饲料工业。１９９７，１８　（７）：２５—２６　［５］王玉强，尹璋，等．双乙酸钠的制备．辽宁化工，２００５，３４（６）：２５３—　２５４　［６］崔小明．双乙酸钠的生产和应用．石家庄化工，１９９８，（３）：１０－１３　［７３杨润庭，冯文华，等．双乙酸钠调研报告＿饨碱工业，２００３，（３）：１６—１９　［８］孙勇．双乙酸钠的生产与发展　化工中间体。２００２，（１６）：７—８，１０　［９］常宏宏，刘桂华，等　双乙酸钠的应用和市场前景．山西化工，２００３，　（８）：６－８　收疆日期：２００５－１１－０９