王超（大同煤炭职业技术学院，山西 大同 037003）

原甲酸三乙酯合成工艺中微量水分的脱除

王超（大同煤炭职业技术学院，山西 大同 037003）

对原甲酸三乙酯合成工艺中微量水分脱除进行研究，以正交实验的方式，了解最佳脱水状态。经实验证明，将丙三醇作为脱水剂极具适用性，能够达到良好的脱水效果，而原甲酸三乙酯的损失相对较小，极具推广价值。

原甲酸三乙酯；脱水剂；微量水分

作为化工原料，原甲酸三乙酯在医学、农药及染料领域应用极为普遍。现阶段，其需求量相对较大。优选合成方法，不仅能够提高产品收率，而且可避免不必要的成本浪费。该过程中，一步法合成工艺备受推崇。采用一步法对原甲酸三乙酯进行合成，能够对微量水分脱除条件进行优化，提高产品纯度及回收率。

1 实验过程

1.1 仪器和原料

电光分析天平、可调控温电热套、电子恒速搅拌机、有机化学合成制备仪

乙醇、氢氧化钠、丙三醇、氯仿及卡费休试剂

1.2 原甲酸三乙酯合成方法

3NaOH+3C2H5OH+CHC13→CH（OC2H5）3+3NaC1+3H2O

具体操作方法如下：准备4个烧瓶，容量为250mL，分别安装电动搅拌器、温度计、回流冷凝管和恒压滴液漏斗，添加氯仿，以120g为宜，一边搅拌，一边对固体氢氧化钠进行添加，添加量为24g。加热反应物料，使其温度保持在30℃，继而对乙醇进行缓慢滴加，纯度是95%，滴加量24.3g。完成该项操作之后，对反应温度进行控制，使其保持在35℃，反应时间是2h。冷却反应物，温度下降至一定标准之后，将固体氯化钠去除，以黄色透明合成液形式存在。

1.3 测定方法

（1）测定原甲酸三乙酯质量分数

将一定量的氢氧化钾—乙醇溶液添加到试样中，用水分解原甲酸三乙酯，指示剂选择酚酞，滴加碱，开展空白实验。

上式中，w指代的是原甲酸三乙酯质量分数，单位为%；c用以对盐酸标准溶液浓度进行表示，单位为mol/L；V空白和V试样分别指代空白实验和试样对HC1的消耗量，单位为mL；m表示样品质量，单位为g。

（2）测定合成液微量水分

择取样品，以2g为宜，将其放置在三角瓶内，瓶体内部保持干燥，容量为50mL。完成搅拌工作之后，采用卡费休试剂对其进行滴定，后者需是已标定过的，在该过程中观察溶液变化情况，直至其由浅黄色变化为红棕色。

上式中，ρ指代的是试样中水的质量分数，单位为%；F和V分别指代卡费休试剂质量浓度及消耗量，单位是g/L和mL。

2 结果与讨论

2.1 科学选择脱水剂

准备4份合成液，每份质量相同，分别用4个烧瓶进行盛装，各个烧瓶中依次加入脱水剂乙二醇、丙三醇、4A分子筛、5A分子筛，质量保持相同，继而进行搅拌，将搅拌时间控制在10min，然后将其倒入分液漏斗中，静置一段时间之后，分离，采用正确的方法，分别对这4种合成液中的微量水分质量分数进行有效测量。

经测量之后，发现这四种脱水剂的脱水性能有所不同。相较于乙二醇、4A分子筛和5A分子筛，对丙三醇进行脱水之后，合成液中的水分也会发生明显下降。该实验结果表明，丙三醇的脱水性比较好，将其作为脱水剂最为适宜。

2.2 正交实验

经研究发现，合成液脱水效果受脱水剂用量、脱水温度、脱水时间三项指标影响。为营造良好的外部实验环境，除却原有实验之外，需对正交实验过程及各相关因素进行明确。如表1所示，正交实验影响因素与水平表。

表1 正交实验因素与水平表

选取水质量分数0.96%的合成液，选取量以30g为宜，脱水剂是丙三醇，实验指标是合成液中水的质量分数。经论证，脱水剂用量对脱水性能影响最为显著，脱水温度次之。相反，脱水性能受脱水时间影响，并不明显。

将5%丙三醇添加到合成液中，有助于快速吸收水分。采用该种方式，使合成液中水的质量分数处于较低水平，进一步使丙三醇用量增加，合成液中水的质量分数降低更为明显。直至在7%~9%的变化区间内，脱水效果已不再明显。因此，作为粘稠液体，丙三醇温度较低时，不容易与合成液发生互溶，难以将水分彻底脱除。温度比较高，也不会出现明显的水分脱除，甚至产物会出现水解情况。表明，脱水时间对水分脱除效果影响并不明显。合成液中微量水分脱除条件以A2B1C2最佳，脱水剂质量分数7%，将脱水温度和脱水时间分别控制在20℃和10min。

2.3 验证实验

为对A2B1C2实验条件进行验证，看其是否重复及可靠，依据之前的物料配置情况和实施方法，对原甲酸三乙酯合成液进行制备，确定合成液用量之后，添加7%丙三醇，并搅拌，将搅拌时间和温度分别控制在10min和20℃，静置之后，分离，将合成液中水的质量分数作为主要指标，开展相关操作。在该实验环境下，对三种不同样品进行处理，水的质量分数与正交实验结果并无冲突，这三种实验条件下水的质量分数趋近，经脱水之后，质量分数均有所下降，表明A2B1C2实验条件对微量水分的脱除性比较好，且具备较好的重复性和可靠性。

原甲酸三乙酯产品收率会受合成液中水的质量分数影响。为对脱水后原甲酸三乙酯产品的流失状况进行深入考察，分别对脱水前和A2B1C2实验条件下脱水后的合成液蒸馏制备原甲酸三乙酯，比对酯损失率。

经实验可知，选用丙三醇作为脱水剂，酯损失率下降幅度很大，控制了原甲酸三乙酯产品分离过程中的损失，收率很高。

3 结语

丙三醇具有很好的脱水性，适用于原甲酸三乙酯合成工艺中微量水分的脱除。脱水温度和时间分别以20℃和10min为宜，脱水剂用量在合成液中的质量占比7%，产品收率高。