CN103232314A - 催化裂解蒎烷合成二氢月桂烯的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种催化裂解蒎烷合成二氢月桂烯的方法，包括如下工艺步骤：A)将蒎烷在汽化器中加热汽化；B)将汽化后蒎烷通过管道进入裂解管的预热段，并在预热段预热；C)将上述步骤B中经裂解管预热段预热的蒎烷，再进入裂解管装有催化剂的裂解段进行裂解，裂解后得到以二氢月桂烯为主的异构体气态混合物；D)将上述步骤C中的异构体气态混合物通过冷却器冷却后进入接收瓶。本发明通过降低裂解温度提高蒎烷裂解的选择性和转化率，增大二氢月桂烯的选择性，减少能量消耗。

Description

催化裂解蒎烷合成二氢月桂烯的方法
技术领域
本发明涉及合成方法技术领域，具体涉及一种催化裂解蒎烷合成二氢月桂烯的方法。
背景技术
二氢月桂烯作为合成二氢月桂烯醇等香料及医药的重要中间体，工业上一般由蒎烷（2,6,6-三甲基双环[3.1.1]庚烷）通过裂解异构化得到。蒎烷是由蒎烯（松节油及分离松节油得到的α-蒎烯）通过加氢合成。研究利用蒎烷裂解合成二氢月桂烯及其下游衍生物产品，对于充分利用我国丰富的松节油资源和造纸工业的副产品硫酸盐松节油具有十分重要的意义。α-蒎烯通过加氢得到蒎烷（顺式蒎烷及少量反式蒎烷），蒎烷在500～600℃进行热裂解得到以二氢月桂烯为主的萜烯异构体混合物；再通过精密分馏得到二氢月桂烯。但二氢月桂烯和作为副产物的其它同分异构体以及没有转化的顺式蒎烷及反式蒎烷之间沸点相差很小，分离非常困难。为了提高二氢月桂烯的收率，希望蒎烷尽可能裂解完全，一般是提高裂解温度；但提高温度使二氢月桂烯得选择性降低，也增加能量消耗。
目前工业上合成二氢月桂烯都是采用蒎烷热裂解的方式，温度500～600℃；虽然转化率达到85%左右，但选择性只有50-75%左右，能耗高而且选择性不高，文献关于催化裂解使用Ag/Al2O3等负载催化剂、分子筛，高温下容易因为积碳等因素而堵塞孔道，重复使用性能不佳。
发明内容
本发明的目的是提供一种催化裂解蒎烷合成二氢月桂烯的方法，通过降低裂解温度提高蒎烷裂解的选择性和转化率，增大二氢月桂烯的选择性，减少能量消耗。
本发明通过以下技术方案实现：
1、一种催化裂解蒎烷合成二氢月桂烯的方法，其特征在于：包括如下工艺步骤：
A)、将蒎烷在汽化器中加热汽化；
B)、将汽化后蒎烷通过管道进入裂解管的预热段，并在预热段预热；
C)、将上述步骤B中经裂解管预热段预热的蒎烷，再进入裂解管装有催化剂的裂解段进行裂解，裂解后得到以二氢月桂烯为主的异构体气态混合物；
D)、将上述步骤C中的异构体气态混合物通过冷凝器冷却后进入接收瓶。
本发明优选技术方案是：
所述步骤C中裂解管装有的催化剂为锌铜合金丝网。
本发明优选技术方案是：
所述步骤C中裂解是在氮气环境下进行，氮气流量为30～100L/小时，真空度为10K～90K Pa。
本发明优选技术方案是：
所述步骤A加热汽化温度为120～180℃。
本发明优选技术方案是：
所述步骤B中裂解管预热段预热温度为260～340℃。
本发明优选技术方案是：
所述步骤C的裂解温度为420～500℃。
本发明与现有技术相比，具有以下明显优点：
1、裂解温度比一般热裂解温度降低100℃左右，减少能量消耗；
2、通过降低裂解温度提高蒎烷裂解的选择性和转化率，二氢月桂烯选择性达到80%-93.2%，转化率27.79-84.6%（以顺式蒎烷计算）；
3、催化剂为一种锌-铜合金丝网，多孔结构，孔道均匀，使用方便，容易实现工业化。
具体实施方式
本发明包括如下工艺步骤：
A)、将蒎烷在汽化器中加热汽化；
B)、将汽化后蒎烷通过管道进入裂解管的预热段，并在预热段预热；
C)、将上述步骤B中经裂解管预热段预热的蒎烷，再进入裂解管装有催化剂的裂解段进行裂解，裂解后得到以二氢月桂烯为主的异构体气态混合物；
D)、将上述步骤C中的异构体气态混合物通过冷凝器冷却后进入接收瓶。
所述步骤C中裂解管装有的催化剂为锌铜合金丝网。
所述步骤C中裂解是在氮气环境下进行，氮气流量为30～100L/小时，真空度为90～10kPa。
所述步骤A加热汽化温度为120～180℃。
所述步骤B中裂解管预热段预热温度为260～340℃。
所述步骤C的裂解温度为420～500℃。
下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术解决方案，这些实施例不能理解为是对技术方案的限制：
实施例1：
2000ml三口瓶，安装温度计、导气管、恒压分液漏斗，置于油浴中；导气管与不锈钢裂解管连接；蒎烷置于瓶中，电磁搅拌下加热到180℃；调节氮气流量30L/小时，真空度90KPa，分别使预热段、裂解段温度达到260℃和420℃，蒎烷流量240ML/小时；裂解后的气态混合物通过冷却器冷却后进入接收瓶。
裂解后的气态混合物气相色谱分析：二氢月桂烯25.91%，顺式蒎烷67.21%。
实施例2：
与实施例1设备相同；蒎烷置于瓶中，电磁搅拌下加热到120℃；真空度72KPa.；分别使预热段、裂解段温度达到320℃和480℃，蒎烷流量350ML/小时；裂解后的气态混合物通过冷却器冷却后进入接收瓶。
裂解后的气态混合物气相色谱分析：二氢月桂烯59.40%，顺式蒎烷21.42%。
实施例3：
与实施例1设备相同；蒎烷置于瓶中，电磁搅拌下加热到140℃；调节氮气流量70L/小时；分别使预热段、裂解段温度达到340℃和500℃，蒎烷流量300ML/小时；裂解后的气态混合物通过冷却器冷却后进入接收瓶。
裂解后的气态混合物气相色谱分析：二氢月桂烯67.32%，顺式蒎烷10.40%。
实施例4：
与实施例1设备相同；蒎烷置于瓶中，电磁搅拌下加热到160℃；真空度10KPa；分别使预热段、裂解段温度达到300℃和460℃，蒎烷流量260ML/小时；裂解后的气态混合物通过冷却器冷却后进入接收瓶。
裂解后的气态混合物气相色谱分析：二氢月桂烯56.24%，顺式蒎烷22.98%。
综上所述，本发明达到了上述发明目。

Claims (6)

1.一种催化裂解蒎烷合成二氢月桂烯的方法，其特征在于：包括如下工艺步骤：
A)、将蒎烷在汽化器中加热汽化；
B)、将汽化后蒎烷通过管道进入裂解管的预热段，并在预热段预热；
C)、将上述步骤B中经裂解管预热段预热的蒎烷，再进入裂解管装有催化剂的裂解段进行裂解，裂解后得到以二氢月桂烯为主的异构体气态混合物；
D)、将上述步骤C中的异构体气态混合物通过冷凝器冷却后进入接收瓶。
2.根据权利要求1所述的一种催化裂解蒎烷合成二氢月桂烯的方法，其特征在于：所述步骤C中裂解管装有的催化剂为锌铜合金丝网。
3.根据权利要求1所述的一种催化裂解蒎烷合成二氢月桂烯的方法，其特征在于：所述步骤C中裂解是在氮气环境下进行，氮气流量为30～100L/小时，真空度为10K～90KPa。
4.根据权利要求1所述的一种催化裂解蒎烷合成二氢月桂烯的方法，其特征在于：所述步骤A加热汽化温度为120～180℃。
5.根据权利要求1所述的一种催化裂解蒎烷合成二氢月桂烯的方法，其特征在于：所述步骤B中裂解管预热段预热温度为260～340℃。
6.根据权利要求1或2所述的一种催化裂解蒎烷合成二氢月桂烯的方法，其特征在于：所述步骤C的裂解温度为420～500℃。
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