據(jù)分析,玉米化工醇副產(chǎn)物樹脂C的組成為二、三元醇、山梨醇、有機(jī)酸和樹脂狀物質(zhì)，都是有價(jià)值的化工原料[1～3]，其中有機(jī)酸和山梨醇可以直接用作化工原料，而二、三元混合醇可以用來制備聚氨酯保溫材料等[4]，若對(duì)其進(jìn)行深加工利用，可進(jìn)一步提高玉米化工醇裝置的綜合效益。因此，對(duì)樹脂C中有效組分的分離進(jìn)行研究具有重大實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 試劑和儀器

樹脂C(大成玉米公司)、鹽酸、硫酸銅、氫氧化鈉、山梨醇，均為分析純。

UV754N型紫外可見分光光度儀，Agilent 1200型高效液相色譜儀(液相色譜柱 300 mm ×7.8 mm)，蒸餾裝置。

1.2 方法

1.2.1 分離方法

將一定量的樹脂C(常溫為固態(tài))置于80℃水浴加熱至稀糊狀，加入到連有蒸餾裝置的三口燒瓶中，將體系加熱到350℃，使樹脂C中二、三元混合醇蒸餾出來；再向剩余物(A)中加入一定量蒸餾水，攪拌充分混合后，將體系加熱到120℃，使山梨醇的水溶液蒸餾出來；最后向剩余物(B)中加入一定量1 mol·L-1HCl溶液，充分反應(yīng)后，將鹽酸和有機(jī)酸混合物蒸餾出來。

1.2.2 計(jì)算方法

式中：M甲酸、M乙酸分別為甲酸、乙酸的摩爾質(zhì)量，g·mol-1;X甲酸、X乙酸分別為甲酸、乙酸的摩爾數(shù),mol。

1.2.3 分析方法

采用高效液相色譜儀定量分析混合醇質(zhì)量[5]。色譜條件：色譜柱為Agilent HPX-87H液相色譜柱(300 mm ×7.8 mm)；流動(dòng)相為0.005 mol·L-1H2SO4；柱溫65℃；流速0.6 mL·min-1；進(jìn)樣量5 μL。

采用分光光度法測(cè)量山梨醇的質(zhì)量[6]。向燒杯中加入0.05 g·mL-1硫酸銅溶液1.5 mL、0.1 g·mL-1氫氧化鈉溶液1.4 mL，混合均勻，再加入待測(cè)溶液10 mL 。磁力攪拌顯色15 min，離心分離，上層清液置于1 cm厚的比色皿中，在655 nm處測(cè)定吸光度。對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)曲線，得到山梨醇的質(zhì)量。

2 結(jié)果與討論

2.1 二、三元混合醇分離工藝條件確定

2.1.1 蒸餾溫度對(duì)二、三元混合醇收率的影響

稱取100 g樹脂C，維持蒸餾時(shí)間為30 min，考察體系蒸餾溫度對(duì)二、三元混合醇收率的影響，結(jié)果見圖1。

圖1 蒸餾溫度對(duì)二、三元混合醇收率的影響

由圖1可知，隨著蒸餾溫度的升高，二、三元混合醇的收率呈上升趨勢(shì)；當(dāng)蒸餾溫度超過290℃后，收率變化不大。故確定二、三元混合醇分離的適宜蒸餾溫度為290℃。

2.1.2 蒸餾時(shí)間對(duì)二、三元混合醇收率的影響

稱取100 g樹脂C，維持蒸餾溫度為290℃，考察蒸餾時(shí)間對(duì)二、三元混合醇收率的影響，結(jié)果見圖2。

圖2 蒸餾時(shí)間對(duì)二、三元混合醇收率的影響

由圖2可知，隨著蒸餾時(shí)間的延長(zhǎng)，二、三元混合醇收率呈上升趨勢(shì)；當(dāng)蒸餾時(shí)間為40 min時(shí)，收率達(dá)到最高，為29.46%；而后隨著蒸餾時(shí)間的延長(zhǎng)，收率變化不大。故確定二、三元混合醇分離的適宜蒸餾時(shí)間為40 min。

2.2 山梨醇分離工藝條件確定

2.2.1 加水量對(duì)山梨醇收率的影響

玉米化工醇副產(chǎn)物樹脂C剩余物A中主要以山梨醇、有機(jī)酸鹽和樹脂狀物質(zhì)為主。

稱取100 g樹脂C剩余物A，維持蒸餾時(shí)間為30 min，加入蒸餾水使體系充分混合，考察加水量對(duì)山梨醇收率的影響，結(jié)果見圖3。

圖3 加水量對(duì)山梨醇收率的影響

由圖3可知，隨著加水量的增加，山梨醇收率逐漸升高；當(dāng)加水量達(dá)到250 mL后，山梨醇收率的升幅不明顯。故確定山梨醇分離的適宜加水量為250 mL。

2.2.2 蒸餾時(shí)間對(duì)山梨醇收率的影響

稱取 100 g樹脂C剩余物A，加入250 mL蒸餾水使體系充分混合，考察蒸餾時(shí)間對(duì)山梨醇收率的影響，結(jié)果見圖4。

圖4 蒸餾時(shí)間對(duì)山梨醇收率的影響

由圖4可知，隨著蒸餾時(shí)間的延長(zhǎng)，山梨醇收率呈上升趨勢(shì)；當(dāng)蒸餾時(shí)間為50 min時(shí)，山梨醇收率達(dá)到最高，為14.30%。故確定山梨醇分離的適宜蒸餾時(shí)間為50 min。

2.3 有機(jī)酸分離工藝條件確定

2.3.1 鹽酸加入量對(duì)有機(jī)酸收率的影響

稱取100 g樹脂C剩余物B，維持蒸餾時(shí)間為30 min，加入1 mol·L-1鹽酸使體系充分反應(yīng)，考察鹽酸加入量對(duì)有機(jī)酸(甲酸、乙酸)收率的影響，結(jié)果見圖5。

圖5 鹽酸加入量對(duì)有機(jī)酸收率的影響

由圖5可知，隨著鹽酸加入量的增大，甲酸和乙酸的收率呈上升趨勢(shì)；隨著體系中有機(jī)酸不斷被蒸餾出去，當(dāng)鹽酸加入量為250 mL時(shí)，甲酸和乙酸的收率達(dá)到最大，分別為3.70%和9.12%。故確定有機(jī)酸分離的適宜鹽酸加入量為250 mL。

2.3.2 蒸餾時(shí)間對(duì)有機(jī)酸收率的影響

稱取100 g樹脂C剩余物B，加入250 mL 1 mol·L-1鹽酸使體系充分反應(yīng)，考察蒸餾時(shí)間對(duì)有機(jī)酸(甲酸和乙酸)收率的影響，結(jié)果見圖6。

圖6 蒸餾時(shí)間對(duì)有機(jī)酸收率的影響

由圖6可知，隨著蒸餾時(shí)間的延長(zhǎng)，甲酸和乙酸的收率呈上升趨勢(shì)；當(dāng)蒸餾時(shí)間達(dá)到40 min時(shí)，甲酸和乙酸收率趨于平衡，分別為3.82%和9.28%。故確定有機(jī)酸分離的適宜蒸餾時(shí)間為40 min。

3 結(jié)論

提出了一種玉米化工醇副產(chǎn)物樹脂C中有效組分的分離新工藝，采用綜合的化工分離技術(shù)先后分離出二、三元混合醇、山梨醇和有機(jī)酸目標(biāo)物。確定二、三元混合醇分離的優(yōu)化工藝條件為：蒸餾溫度290℃、蒸餾時(shí)間40 min，二、三元混合醇收率為29.46%；山梨醇分離的優(yōu)化工藝條件為：加水量250 mL、蒸餾時(shí)間50 min，山梨醇收率為14.30%；有機(jī)酸分離的優(yōu)化工藝條件為：鹽酸加入量250 mL、蒸餾時(shí)間40 min，甲酸和乙酸的收率分別為3.82%和9.28%。樹脂C中有效組分的總收率為56.86%。

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