CN102173978B - 一种二氢月桂烯醇固定床水合连续生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种香料生产方法，具体是指一种二氢月桂烯醇固定床水合连续生产方法。本发明是通过将二氢月桂烯、水或溶剂水溶液分别从高位槽经流量计后进入进料预热器预热，然后反应物料连续进入管式反应器，满后溢流进入油水分离器分离，下层水相继续循环进入反应系统，油层进入精馏塔精馏；全塔设置三个出料口，每个出料口分别排出不同浓度的物料。本发明的优点是真正实现了废水零排放，同时使纯水的使用率接近100％，节省了原料成本；催化剂的更换变得方便简单，使催化剂使用寿命大大延长，催化剂逃逸问题得以解决；设备投资低，扩建容易，可达到溶剂的零使用，节约了溶剂成本。本发明具有广泛的用途。

Description

一种二氢月桂烯醇固定床水合连续生产方法

发明领域

本发明涉及一种香料生产方法，具体是指一种二氢月桂烯醇固定床水合连续生产方法。

技术背景

二氢月桂烯醇用途广泛，是当今重要的香原料之一，具有青甜有力、新鲜的柑橘、松柏、熏衣草、果香、花香，有白柠檬、古龙气息，香气在肥皂和洗涤剂中有良好的稳定性。如今在新香精配方中常是超量应用的原料之一。二氢月桂烯醇一般采用二氢月桂烯和水为原料，以硫酸或其他液体酸或离子催化剂为催化剂合成。以液体酸为催化剂具有酸性强、催化活性高的优点，但是反应产物含有较高的酸性，物料必须经过中和水洗工序处理，废物排放会产生环境污染，同时因催化剂活性大，产生副产物相对量较多，使产物提纯存在较高难度。离子交换树脂具有较大的酸强度，易于分离，可重复使用，是目前较为先进的生产方式，但存在机械强度较差，价格较高的问题。离子交换树脂重复使用可使价格较高问题得以解决；用催化床式反应器可解决机械强度差的问题，但存在换热不均导致催化效率低，同时反应转化率依赖于物料在催化床中的停留时间，而且催化剂更换较为麻烦，催化剂亦存在流失问题。二氢月桂烯的直接水合是液-液反应体系，工业上多采用机械搅拌釜式反应器，物料的混合主要是靠机械搅拌或液体输送机械的强制流动，因此，反应时间通常较长，转化率也较低。

发明内容

本发明的目的是解决上述技术中存在的不足，提出一种新的二氢月桂烯醇连续反应装置从而实现生产工艺的绿色环保、节能高效。

首先，采用独特的U型弯管式反应器，催化剂装填方式为上端装填，更换时打开下端排放口排去即可，有效解决了催化剂床式反应器中催化剂更换的问题。催化床式反应器一般体积较大，换热不均，催化床中温度难以控制，同时物料混合状态不稳定，使反应结果存在较多不确定性。因管式反应器截面积相对于催化床要小很多，与保温层接触的比表面积大大增加，催化层温度可以得到有效控制；物料进入管式反应器中为连续进出料，物料始终处于流动状态，同时反应器存在U型弯，使物料在U型弯中形成湍流从而能有进一步混匀过程，从而控制了反应不均的问题；管式反应器体积较小，设备投资低，扩建较为容易，如一个反应器一次性转化率较低，可串联几个反应器使用，使反应效率得到保证；催化床式反应器存在催化剂过滤问题，因一般的催化床中催化剂过滤网设置于催化剂下端，在催化剂和物料的压力下催化剂容易破碎，过滤网也容易变形从而使催化剂逃逸，增加了催化剂的损失和对物料的处理难度，U型弯管式反应器中催化剂过滤网设置于催化剂上端，反应过程中催化剂始终浸泡在物料中，使催化剂受到的压强大大减少，有效降低了破碎率，使催化剂的使用寿命大大提高，同时因催化剂密度大于反应物料，在反应器中存在催化剂的自动沉降使催化剂基本上不会接触催化剂过滤网，过滤网所承受的压力主要来自物料流动的冲刷，催化剂过滤网变形导致的催化剂逃逸问题也就得到解决。其次反应装置与精馏装置相结合保证了未反应的二氢月桂烯的回收利用，同时本发明相比于以往精馏塔增加出料口，解决了循环物料含量降低的问题，实现了真正的连续化生产。最后物料混合采用高压喷射均值装置，使物料混合充分，即使无溶剂存在亦可取得较好的反应结果。

本发明提供的二氢月桂烯醇固定床水合连续生产方法，如附图所示，虽然存在开车阶段，但可以实现完全连续化生产。物料进料量由流量计控制，只需保证高位槽中始终处于有物料状态即可，可控程度强。设计时在高位槽进料泵间增加溢流管，即实现全自动状态。

一种二氢月桂烯醇固定床水合连续生产的绿色工艺，它主要由以下步骤组成：

步骤1.将二氢月桂烯、水或溶剂水溶液分别从高位槽经流量计后进入进料预热器预热达到反应温度70～110℃，经均质器均质后进入管式反应器反应。其中二氢月桂烯、水、溶剂的质量比为：二氢月桂烯∶水∶溶剂＝1∶0.3～3∶0～1.5。其中的均质器为增压喷射装置；其中的溶剂是5个碳原子以下的一元醇(包括甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇)、丙酮、丁酮、二氧六环、乙二醇单丁醚、乙二醇双丁醚、或2-甲基四氢呋喃；

步骤2.反应物料连续进入管式反应器，满后溢流进入油水分离器分离，下层水相继续循环进入反应系统，油层进入精馏塔精馏。全塔设置三个出料口：塔顶出低含量烯，作为固废弃去而不进入循环反应；塔顶以下1/4～1/6填料高度处出料口为较高含量烯，进入循环反应系统；塔底出料为高含量二氢月桂烯醇，含量90％以上。

步骤3.精馏塔的分配器出料口为较高含量二氢月桂烯出料进入二氢月桂烯高位槽参与循环反应，油水分离器中水相亦返回纯水(或溶剂水溶液)高位槽进入循环反应。

作为优选，上述生产方法中步骤A所述的二氢月桂烯∶水∶溶剂的质量比为1∶0.5～1.0∶0.5～1.0。

作为优选，上述生产方法中步骤A所述溶剂是甲醇、丁醇、乙二醇单丁醚、或2-甲基四氢呋喃。

作为优选，上述生产方法中步骤A所述的管式反应器由多只反应器串联组成。

作为优选，上述生产方法中步骤B所述的精馏塔塔顶分配器出料为低含量二氢月桂烯，不进入循环反应系统，同时部分二氢月桂烯中的杂质从塔底随二氢月桂烯醇粗品排出，使返回反应系统的二氢月桂烯保持较高含量，从而使反应始终保持在较好状态。

作为优选，上述生产方法中的反应为连续反应，进料速度由流量计控制，高位槽中物料进料为连续进料或间歇进料。

有益效果：

使用本发明提供的二氢月桂烯水合反应制备二氢月桂烯醇的工艺，流程简单，操作简便，能耗低，成本低，安全可靠，生产过程绿色环保，主要表现在以下几个方面：

1)采用离子交换树脂作为催化剂，反应物料基本无酸性，无需处理即可进入精馏系统，而反应后水层(或水溶液层)返回反应系统进行反应，真正实现了废水零排放。同时使纯水的使用率接近100％，节省了原料成本。

2)采用U型弯式反应器，解决了大型催化床换热不均以及反应不均的问题，同时使催化剂的更换变得方便简单，使催化剂使用寿命大大延长，催化剂逃逸问题得以解决。总体使催化剂成本得以控制。

3)采用U型弯式反应器，设备投资低，扩建容易，可以串联使用使反应得到较好的转化率。

4)采用增压喷射装置，使物料混合均匀，真正可达到溶剂的零使用，节约了溶剂成本。

5)精馏塔增加出料口，使回收利用的二氢月桂烯始终保持在较高含量而不因循环多次而含量下降。

6)真正实现连续化生产，操作简便，安全可靠。

附图说明

图1本发明的工艺流程图

1、2、7、进料预热器  3、增压喷射装置  4、管式反应器  5、油水分离器

6、18、离心泵  8、换热器  9、粗品二氢月桂烯醇出口  10、精馏塔

11、烯头子出口  12、精馏塔塔顶分配器  13、冷凝器  14、出料分配器

15、催化剂加料口  16、催化剂出料口  17、催化剂过滤器

具体实施方式

实施例1

事先在管式反应器4中填入固体酸催化剂，用离子交换树脂作为固体酸催化剂，本处的离子交换树脂为目前市场上的常规离子交换树脂(如：大孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂等)。二氢月桂烯、溶剂(二氧六环)∶水，按质量比例1∶1∶1的量，经进料预热器1、2分别预热达到反应温度80℃，再经过增压喷射装置3均质后进入管式反应器4反应，液体充满管式反应器4后，经过催化剂过滤器17进入油水分离器5进行油水分层，下层水层经离心泵18返回溶剂水溶液槽，油层先后经离心泵6和进料预热器7进入精馏塔10，经精馏塔分离后，塔顶主要为烯杂质、少量未反应的烯，经冷凝器13冷凝后由精馏塔塔顶分配器12分配，大部分返回精馏系统，少量由烯头子出口11出料。另有大部分物料由出料分配器14分配，部分返回精馏系统，部分烯作为回收物料返回二氢月桂烯高位槽进入循环反应。塔底物料部分经换热器8加热进入精馏塔分馏，纯度为90％以上的二氢月桂烯醇产品由粗品二氢月桂烯醇出口9出料。催化剂效率下降需要更换时，只需打开催化剂出料口16，排去旧催化剂，然后关上催化剂出料口16，打开催化剂加料口15，加入新催化剂，关上加料口即可。

本工艺过程的二氢月桂烯的转化率为91％，选择性为92％以上。

实施例2

二氢月桂烯、溶剂丙酮∶水，按质量比例1∶0.5∶0.5的比例，经进料预热器1、2分别预热达到反应温度70℃，其他条件同实施例1，本过程的二氢月桂烯的转化率为91.5％，选择性为92％以上。

实施例3

与实施例1操作工艺类似，纯水代替溶剂水溶液参与反应，经进料预热器1、2分别预热达到反应温度75℃，该工艺过程二氢月桂烯的转化率为85％以上，选择性为93％以上。

实施例4

管式反应器4由四只反应器串联组成，然后把二氢月桂烯、溶剂甲醇∶水按质量比例1∶0.3∶1.2的量，经进料预热器1、2分别预热达到反应温度90℃，其他条件同实施例1，本过程的二氢月桂烯的转化率为90.3％，选择性为91.5％以上。

实施例5

管式反应器6由四只反应器串联组成，然后把二氢月桂烯、溶剂乙二醇双丁醚∶水按质量比例1∶1.5∶1.0的量，经进料预热器1、2分别预热达到反应温度100℃，其他条件同实施例1，本过程的二氢月桂烯的转化率为91.2％，选择性为92.2％以上。

实施例6

管式反应器6由四只反应器串联组成，然后把二氢月桂烯、溶剂2-甲基四氢呋喃∶水按质量比例1∶2.3∶1.5的量，经进料预热器1、2分别预热达到反应温度100℃，其他条件同实施例1，本过程的二氢月桂烯的转化率为90.1％，选择性为91.7％以上。

实施例7

管式反应器4由四只U型弯状管式反应器串联组成，然后把二氢月桂烯、溶剂丁醇∶水按质量比例1∶0.5∶1.0的量，经进料预热器1、2分别预热达到反应温度110℃，其他条件同实施例1，本过程的二氢月桂烯的转化率为89.8％，选择性为91.4％以上。

实施例8

管式反应器4由四只U型弯状管式反应器串联组成，然后二氢月桂烯、溶剂戊醇∶水按质量比例1∶0.5∶0.6的量，经进料预热器1、2分别预热达到反应温度100℃，其他条件同实施例1，本过程的二氢月桂烯的转化率为91.7％，选择性为92％以上。

实施例9

二氢月桂烯、溶剂乙二醇单丁醚∶水按质量比例1∶0.5∶0.8的量，经进料预热器1、2分别预热达到反应温度80℃，其他条件同实施例1，本过程的二氢月桂烯的转化率为90.8％，选择性为91.7％以上。

Claims (6)

1.一种二氢月桂烯醇固定床水合连续生产方法，其特征是：主要由以下步骤组成：

A、将二氢月桂烯、水或溶剂水溶液分别从高位槽经流量计后进入进料预热器预热达到反应温度70～110℃，经增压喷射装置(3)均质后进入管式反应器(4)反应；其中二氢月桂烯∶水∶溶剂的质量比为1∶0.5～1.0∶0.5～1.0；其中的溶剂甲醇、丁醇、乙二醇单丁醚、或2-甲基四氢呋喃；

B、反应物料连续进入管式反应器(4)，满后溢流进入油水分离器(5)分离，下层水相继续循环进入反应系统，油层进入精馏塔(10)精馏；全塔设置三个出料口：塔顶分配器(12)出低含量烯，作为固废弃去而不进入循环反应；塔顶往下1/4～1/6填料层处为出料分配器(14)，出料口为较高含量烯，进入循环反应系统；塔底出料为高含量二氢月桂烯醇；

C、精馏塔的出料分配器(14)出料口的较高含量二氢月桂烯出料进入二氢月桂烯高位槽参与循环反应，油水分离器(5)中水相亦返回水相高位槽进入循环反应。

2.根据权利要求1所述的生产方法，其特征是：步骤A所述的管式反应器(4)为U型弯状管式反应器，反应器中填入固体酸催化剂。

3.根据权利要求2所述的生产方法，其特征是：步骤A所述的管式反应器(4)中填入固体酸催化剂是离子交换树脂。

4.根据权利要求1所述的生产方法，其特征是：步骤A所述的管式反应器(4)由多只反应器串联组成。

5.根据权利要求1所述的生产方法，其特征是：步骤B所述的精馏塔塔顶分配器(12)出料为低含量二氢月桂烯，不进入循环反应系统，同时部分二氢月桂烯中的杂质从塔底随二氢月桂烯醇粗品排出，使返回反应系统的二氢月桂烯保持较高含量，从而使反应始终保持在较好状态。

6.根据权利要求1所述的生产方法，其特征是：反应为连续反应，进料速度由流量计控制，高位槽中物料进料为连续进料或间歇进料。

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