背景及概述[1]
三氟乙酸酐(TFAA)是強脫水劑，具有較寬范圍的化學反應性，在多種聚合物和精細化學品的合成中用作溶劑、催化劑、脫水縮合劑和保持劑，廣泛應用在染料、感光材料、液晶顯示材料、航天科技、農(nóng)藥、醫(yī)藥、聚合材料等方面，提高聚合反應的速度和產(chǎn)品的收率，并作為衍生化學試劑應用于氣相色譜和高效液相色譜對畜肉、果蔬中有毒代謝物和菌素的檢測，具有非常好的開發(fā)應用前景。
生產(chǎn)工藝[1]
稱取200公斤含量98.20％(質(zhì)量百分比，下同)的五氧化二磷，將其中的189.7公斤投入潔凈、干燥的500升反應釜內(nèi)，并將計量好的250公斤含量98.5％三氟乙酸引入高位滴加槽內(nèi)。檢查各接口密封良好，蒸餾塔頂及收料罐排空管路暢通。開深井水泵通入冷凝水進冷凝器循環(huán)，開始以0.15升/分鐘的速度滴加五氧化二磷，10分鐘后調(diào)整滴加速度為0.4升/分鐘，10分鐘后調(diào)整為0.8升/分鐘，10分鐘后調(diào)整為1.2升/分鐘，10分鐘后調(diào)整為1.8升/分鐘，10分鐘后調(diào)整為2.8升/分鐘，10分鐘后調(diào)整為3.8升/分鐘，直至滴加完畢，關(guān)閉滴加管道閥門。此時釜內(nèi)氣相溫度為82℃。20分鐘后釜溫65℃，釜夾套開始通入蒸汽，15分鐘后釜溫升至72℃，關(guān)閉蒸汽，16分鐘后釜溫80℃，釜內(nèi)沸騰，塔底有回流。此時，用調(diào)壓器將塔身加熱調(diào)至35℃，5分鐘后升至45℃，在釜溫80～90℃，塔溫40～45℃下，保持回流反應80分鐘。
回流反應結(jié)束后，在保持上述釜溫、塔溫及回流狀態(tài)下，觀察塔頂溫度在39.2℃，打開成品槽收料閥開始收集產(chǎn)品。控制收料速度在1.0～1.2升/分鐘，并保持塔頂溫度在39～40.5℃之間。2小時后，已收成品132升，此時蒸餾塔頂溫度上升至40.6℃，關(guān)閉收料閥，讓系統(tǒng)物料全回流。并將釜溫升至100℃，塔身溫度升至50℃，10分鐘后塔溫度40.1℃，打開收料閥，以0.6升～0.8升/分鐘的速度繼續(xù)收成品，20分鐘后，塔頂溫度再升至40.6℃，關(guān)閉收料閥，繼續(xù)全回流至塔頂溫度降至40.2℃，打開收料閥以0.2升～0.4升/分鐘的速度繼續(xù)收成品，5分鐘后，塔頂溫度再升至40.8℃，關(guān)閉成品收料閥，停收成品。打開后餾槽收料閥，改收后餾份，此時收料閥全開，不需控制收料速度。10分鐘后塔頂溫度已升至56℃，并且不再有回流，關(guān)閉后餾收料閥。關(guān)閉塔底閥門，關(guān)塔身加熱。關(guān)釜夾套蒸汽，釜夾套排余熱，進深井水冷卻。
當釜內(nèi)溫度降至40℃，打開水計量槽，開始以0.2升/分鐘的速度向釜內(nèi)滴加事先計量好的148公斤回收的蒸汽冷凝水，并保持夾套冷卻水循環(huán)。20分鐘后，調(diào)整水滴加速度為0.6升/分鐘，20分鐘后調(diào)整為1.8升/分鐘，直至加完。觀察釜內(nèi)物料全部成為液體并且溫度低于35℃時，放出副產(chǎn)品磷酸。
排凈釜夾套冷凝水，進少量蒸汽，打開釜放空閥，烘干釜內(nèi)水汽備用。
本過程(一)中，得產(chǎn)品三氟乙酸酐142升×1.51＝214.42公斤，純度達99.2％，收率以三氟乙酸計為85.8％，得后餾份及尾氣冷凝混合物16.8升(25.64公斤)，得副產(chǎn)品磷酸366公斤，含量75.2％。
接著將回收后餾份及尾氣冷凝混合物16.8升(25.64公斤)引入高位滴加槽，將余下的五氧化二磷10.3公斤投入50升干燥潔凈反應釜中，檢查各接口密封良好，排空管暢通。通深井水進冷凝器循環(huán)，開始以0.2升/分鐘的速度滴加回收的混合物，10分鐘后改滴加速度為1.8升/分鐘，直至滴加完畢，關(guān)閉滴加管道閥門。此時釜內(nèi)溫度為70℃，讓其自發(fā)反應。10分鐘后向釜夾套通入蒸汽將釜溫升至76℃，關(guān)閉蒸汽，5分鐘后釜溫達81℃，釜內(nèi)沸騰，塔底有回流。此時，用調(diào)壓器將塔身加熱調(diào)至35℃并逐漸升至45℃，在釜溫80～90℃，塔溫40～45℃下保持回流反應60分鐘。
回流反應結(jié)束后，在保持上述釜溫、塔溫及回流狀態(tài)下，觀察塔頂溫度在39.4℃，開始收集產(chǎn)品。控制收料速度在0.2～0.4升/分鐘，并保持塔頂溫度在39～40.5℃之間。20分鐘后，塔頂溫度上升至40.7℃，關(guān)閉后餾收料閥，讓系統(tǒng)物料全回流。并將釜溫升至100℃，塔身溫度升至50℃，10分鐘后塔頂溫度40.8℃，關(guān)閉成品收料閥，改收后餾份。此時收料閥全開，5分鐘后塔頂溫度已升至55℃，并且不再有回流，關(guān)閉后餾收料閥，關(guān)閉塔底閥門，關(guān)塔身加熱。關(guān)釜夾套蒸汽并排余熱，進深井水冷卻循環(huán)。
當釜內(nèi)溫度降至40℃，打開水計量槽，以0.2升/分鐘的速度向釜內(nèi)滴加事先計量好的12公斤(升)回收的蒸汽冷凝水，并保持夾套冷卻水循環(huán)，60分鐘后加完。觀察釜內(nèi)物料全部成為液體且溫度低于35℃時，放出副產(chǎn)品磷酸。
排凈釜夾套冷凝水，進少量蒸汽，打開釜放空閥，烘干釜內(nèi)水汽備用。
本過程(二)中，得產(chǎn)品7.4升(11.18公斤)，純度達99.1％，得后餾份0.12升(0.18公斤)，得副產(chǎn)品磷酸16公斤，含量75.4％。
本工藝中，共得產(chǎn)品三氟乙酸酐214.42+11.18＝225.6公斤，純度達99.2％，收率以三氟乙酸計為90.24％。
應用[2-3]
應用一、
CN202010981521.5公開了一種硫代羥基乙酸酐的制備方法，包括以下步驟：三氟乙酸酐的汽化：將三氟乙酸酐在汽化裝置中進行汽化，待用；硫代羥基乙酸酐的合成：將懸浮態(tài)氣固反應裝置內(nèi)部溫度預熱到45～65℃后，將汽化的三氟乙酸酐通入到懸浮態(tài)氣固反應裝置中，從懸浮態(tài)氣固反應裝置頂部間歇式加入亞硫基二乙酸，反應2小時后，停止從進氣口通入汽化的三氟乙酸酐，停止加熱，將得到的固體產(chǎn)物從出料口導出；硫代羥基乙酸酐的純化：將固體產(chǎn)物分別用冷藏的無水石油醚和無水乙醚進行洗滌，得到純硫代羥基乙酸酐。本發(fā)明合成的硫代羥基乙酸酐的純度高，產(chǎn)率高，其作為原料與高半胱氨酸硫代內(nèi)酯鹽酸鹽反應制得的厄多司坦收率高。
應用二、
CN201310281976.6公開了一種提高淀粉塑料耐水性的方法。屬于可再生生物質(zhì)資源的高附加值利用。該方法首先將三氟乙酸酐作為內(nèi)增塑劑加入淀粉中，使淀粉與三氟乙酸酐發(fā)生酯化反應，生成酯基，同時在淀粉分子表面接上氟原子，再通過甘油外增塑，進而通過雙螺桿擠出機擠出，從而得到三氟乙酸酐內(nèi)增塑的淀粉塑料。三氟乙酸酐中含有氟原子，而氟原子具有比較低的表面能，因此利用三氟乙酸酐中的酸酐基團使氟原子接枝到淀粉分子表面，能夠改善淀粉塑料的耐水性。
參考文獻
[1][中國發(fā)明,中國發(fā)明授權(quán)]CN200710025537.3三氟乙酸酐生產(chǎn)工藝
[2] CN202010981521.5硫代羥基乙酸酐的制備方法
[3] CN201310281976.6一種提高淀粉塑料耐水性的方法