CN102942480B - 一种母菊酯的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种母菊酯的生产工艺，它的反应过程为2-甲基戊醛与氧气发生氧化反应，生成2-甲基戊酸，2-甲基戊酸与乙醇发生酯化反应得到2-甲基戊酸乙酯，其特征是：在2-甲基戊醛与氧气发生氧化反应中加入催化剂无水醋酸钠，在2-甲基戊酸与乙醇发生酯化反应中加入催化剂甲苯磺酸。本发明生产工艺简单工艺污染小，因所产生的副产品主体是水，脚料还可以回收再利用如做燃料或其他用途，所以基本上无污染物（废弃物）排放。原物料利用率高。
Description
技术领域
本发明属于化学领域，涉及一种母菊酯的生产工艺，具体涉及一种母菊酯合成的新工艺路线。
背景技术
母菊酯是一种用途非常广泛的日化香精，可以作为洗涤用品的香料添加剂；还可以做为制造药品一种化工原料等。具有良好的市场前景。现有技术中主要是由2-甲基戊醛与氧气发生氧化反应，生成2-甲基戊酸，2-甲基戊酸与乙醇发生酯化反应得到母菊酯（2-甲基戊酸乙酯）粗品，经过提纯得到母菊酯成品（>99.95%）。常规的母菊酯的生产过程中非常容易出现副反应，产品含量偏低，造成分馏提纯的困难且原料利用率低。主要表现在：（1）2-甲基戊醛与氧气发生的氧化反应是一个放热的化学反应，2-甲基戊醛又是一个较不稳定的化合物，在高温下极易发生聚合和其他的副反应。（2）2-甲基戊酸与酒精发生的酯化反应是一个吸热化学反应，而酒精又是一种易挥发危化品，反应中的所需料体温度较高，易造成酒精挥发，反应不充分，产品得率低，物料利用率低。
发明内容
本发明目的就在于提供了一种母菊酯的生产工艺。能有效地解决了原料利用率低、控制和降低了生产过程中副反应。
本发明的技术解决方案：对原料进行分馏提纯的处理，各个反应阶段的原物料，对可能引起影响反应或引起副反应的物质进行预处理。使用催化剂，经本公司技术科研发人员做过了大量实验，最终确定了氧化过程以无水醋酸钠，酯化过程以对甲苯磺酸作为最终催化剂，经过小试、中试，并取得了良好的效果。
反应过程为2-甲基戊醛与氧气发生氧化反应，生成2-甲基戊酸，2-甲基戊酸与乙醇发生酯化反应得到2-甲基戊酸乙酯，在2-甲基戊醛与氧气发生氧化反应中加入催化剂无水醋酸钠，在2-甲基戊酸与乙醇发生酯化反应中加入催化剂甲苯磺酸。
化学反应方程式：
氧化反应：
酯化反应:
其中：氧化反应中催化剂无水醋酸钠的加入质量份为：2-甲基戊醛:无水醋酸钠=90—100 :1。
酯化反应中催化剂无水醋酸钠的加入质量份为：2-甲基戊酸:对甲苯磺酸=69—70:0.6—0.8。
2-甲基戊酸的制备工艺为：
（1）投料：将2-甲基戊醛和无水醋酸钠按质量份90—100 :1进行投料，再通入通入空气；
（2）氧化反应：控制温度：0—30℃，反应时间：23—25小时，气流速度1.5—3.0m3/h；
（3）冷却：冷却温度：内温≤20℃；
（4）减压分馏：每小时测折光：1.410以下为头子，1.410以上为成品，成品符合Q/320583XYP019-2008标准。
在分馏过程中，刚开始出料时出的是头子（含少量2-甲基戊酸及低沸点的杂质、未反应的2-甲基戊醛等），退脚是最终分馏剩下的残余脚料。
2-甲基戊酸乙酯（母菊酯）的制备工艺为：
（1）投料：将2-甲基戊酸、乙醇和甲苯磺酸投料，按质量份2-甲基戊酸: 乙醇:对甲苯磺酸=69—70: 30—31: 0.6—0.8进行投料；
（2）酯化反应：控制95℃—130℃，9—11小时；
（3）冷却：冷却温度：内温≤40℃；
（4）洗涤：
（5）减压分馏：每小时测折光：头子：1.401以下，成品：1.401—1.407；后段：1.407以上，成品符合Q320583XYP020-2008标准。
所述第（4）洗涤工艺为：将酯化反应生成的粗品吸入洗涤锅中，按粗品：含量5%的碳酸钠溶液为11—13:1比例，吸入含量5%的碳酸钠溶液搅拌约1.2-1.6小时，静置1.8—2.2小时,将静止分层后的水溶液放入废水处理池；再按首次洗涤后母菊酯粗品：自来水质量比约为8—12:1比例，吸入自来水，搅拌约1.2-1.6小时，静置1.8—2.2小时,将静止分层后将废水放入废水处理池；剩下上层的母菊酯粗品进入下一生产阶段即减压分馏工序。最终废水主要为2-甲基戊酸钠、对甲苯磺酸钠、碳酸钠溶液。生产时用pH试纸测试最终废水，废水的pH=7时将废水放入废水处理池；否则再对废水进行处理。
在分馏过程中，刚开始出料时出的是头子（含少量母菊酯及低沸点的杂质、未反应的乙醇等），后段（含少量母菊酯、未反应的2-甲基戊酸及高沸点的杂质等）。
本发明的有益效果：
（1）经济：
2-甲基戊酸乙酯在日化工业方面具有广阔的市场前景，且生产工艺简单不复杂，设备简单操作方便，因此具有投入小，见效快的特点。
b、环保：
母菊酯的生产工艺污染小，因所产生的副产品主体是水，脚料还可以回收再利用如做燃料或其他用途，所以基本上无污染物（废弃物）排放。
c、原物料利用率高：
原料在生产过程中极少发生副反应，且还可循环重复再使用，如：反应过程中的原料可重新分馏、富集再反应。目标产品得率高，使生产成本降低，大大提高生产效率。
附图说明
图1是本发明实施例1的2-甲基戊酸工艺流程图。
图2是本发明实施例1的2-甲基戊酸乙酯工艺流程图。
具体实施方式
本发明通过下面的实施例可以对本发明作进一步的描述，然而，本发明的范围并不限于下述实施例。
实施例1：
一、2-甲基戊酸的制备工艺为：
（1）投料：将2-甲基戊醛160千克和无水醋酸钠1.6千克进行投料，再通入通入空气；
（2）氧化反应：控制温度：10—30℃，反应时间：24小时，气流速度2.0—3.0m3/h；
（3）冷却：冷却温度：内温≤20℃；
（4）减压分馏：每小时测折光：1.410以下为头子，1.410以上为成品，成品符合Q/320583XYP019-2008标准。
二、2-甲基戊酸乙酯的制备工艺为：
（1）投料：将2-甲基戊酸250千克、乙醇110千克和对甲苯磺酸2.5千克进行投料；
（2）酯化反应：控制110℃—130℃，14小时；
（3）冷却：冷却温度：内温≤40℃；
（4）洗涤：
将酯化反应生成的粗品吸入洗涤锅中，按（约12:1比例）吸入含量5%的碳酸钠溶液搅拌约1.5小时，静置2小时,将静止分层后的水溶液放入废水处理池，再吸入自来水按（约10:1比例）搅拌约1.5小时，静置2小时,将静止分层后，一般用pH试纸测试最终废水，废水的pH=7时将废水放入废水处理池；剩下的母菊酯粗品进入下一生产阶段（减压分馏）。
（5）减压分馏：每小时测折光：头子：1.401以下，成品：1.401—1.407；后段：1.407以上，成品符合Q320583XYP020-2008标准。
实施例2：
一、2-甲基戊酸的制备工艺为：
（1）投料：将2-甲基戊醛80千克和无水醋酸钠0.8千克进行投料，再通入通入空气；
（2）氧化反应：控制温度：0—15℃，反应时间：25小时，气流速度1.5—2.0m3/h；
（3）冷却：冷却温度：内温≤20℃；
（4）减压分馏：每小时测折光：1.410以下为头子，1.410以上为成品，成品符合Q/320583XYP019-2008标准。
二、2-甲基戊酸乙酯的制备工艺为：
（1）投料：将2-甲基戊酸500千克、乙醇220千克和对甲苯磺酸5千克进行投料；
（2）酯化反应：控制95℃—110℃， 12小时；
（3）冷却：冷却温度：内温≤40℃；
（4）洗涤：
将酯化反应生成的粗品吸入洗涤锅中，按（约12:1比例）吸入含量5%的碳酸钠溶液搅拌约1.5小时，静置2小时,将静止分层后的水溶液放入废水处理池，再吸入自来水按（约10:1比例）搅拌约1.5小时，静置2小时,将静止分层后将废水放入废水处理池。一般用pH试纸测试最终废水，废水的pH=7时将废水放入废水处理池；剩下的母菊酯粗品进入下一生产阶段（减压分馏）。
（5）减压分馏：每小时测折光：头子：1.401以下，成品：1.401—1.407；后段：1.407以上，成品符合Q320583XYP020-2008标准。
实施例3：
一、2-甲基戊酸的制备工艺为：
（1）投料：将2-甲基戊醛200千克和无水醋酸钠2千克进行投料，再通入通入空气；
（2）氧化反应：控制温度：15℃，反应时间：30小时，气流速度2.0m3/h；
（3）冷却：冷却温度：内温≤20℃；
（4）减压分馏：每小时测折光：1.410以下为头子，1.410以上为成品，成品符合Q/320583XYP019-2008标准。
二、2-甲基戊酸乙酯的制备工艺为：
（1）投料：将2-甲基戊酸1000千克、乙醇440千克和甲苯磺酸10千克进行投料；
（2）酯化反应：控制110℃，15小时；
（3）冷却：冷却温度：内温≤40℃；
（4）洗涤：
将酯化反应生成的粗品吸入洗涤锅中，按（约12:1比例）吸入含量5%的碳酸钠溶液搅拌约1.5小时，静置2小时,将静止分层后的水溶液放入废水处理池，再吸入自来水按（约10:1比例）搅拌约1.5小时，静置2小时,将静止分层后，一般用pH试纸测试最终废水，废水的pH=7时将废水放入废水处理池；剩下的母菊酯粗品进入下一生产阶段（减压分馏）。
（5）减压分馏：每小时测折光：头子：1.401以下，成品：1.401—1.407；后段：1.407以上，成品符合Q320583XYP020-2008标准。
Claims (2)
1.一种母菊酯的生产工艺， 它的反应过程为2-甲基戊醛与氧气发生氧化反应，生成2-甲基戊酸，所述氧化反应的条件为：控制温度0-30℃，在常压下进行；2-甲基戊酸与乙醇发生酯化反应得到2-甲基戊酸乙酯，在2-甲基戊醛与氧气发生氧化反应中加入催化剂无水醋酸钠，在2-甲基戊酸与乙醇发生酯化反应中加入催化剂甲苯磺酸；其特征是：
（一）、2-甲基戊酸的制备工艺为：
（1）投料：将2-甲基戊醛和无水醋酸钠按质量份90—100 :1进行投料，再通入空气；
（2）氧化反应：控制温度：0—30℃，反应时间：23—25小时，气流速度1.5—3.0m3/h；
（3）冷却：冷却温度：内温≤20℃；
（4）减压分馏：每小时测折光：1.410以下为头子，1.410以上为成品；
（二）、2-甲基戊酸乙酯的制备工艺为：
（1）投料：将2-甲基戊酸、乙醇和甲苯磺酸投料，按质量份2-甲基戊酸: 乙醇:对甲苯磺酸=69—70: 30—31: 0.6—0.8进行投料；
（2）酯化反应：控制95℃—130℃，9—11小时；
（3）冷却：冷却温度：内温≤40℃；
（4）洗涤：
（5）减压分馏：每小时测折光：头子：1.401以下，成品：1.401—1.407；后段：1.407以上。
2.根据权利要求1所述的一种母菊酯的生产工艺，其特征是所述2-甲基戊酸乙酯的制备工艺中第（4）洗涤工艺为：将酯化反应生成的粗品吸入洗涤锅中，按粗品：含量5%的碳酸钠溶液为11—13:1比例，吸入含量5%的碳酸钠溶液搅拌1.2-1.6小时，静置1.8—2.2小时,将静止分层后的水溶液放入废水处理池；再按首次洗涤后母菊酯粗品：自来水质量比为8—12:1比例，吸入自来水，搅拌1.2-1.6小时，静置1.8—2.2小时,将静止分层后将废水放入废水处理池；剩下上层的母菊酯粗品进入下一生产阶段即减压分馏工序。
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