CN1038671C - 香兰素精制方法 - Google Patents

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Abstract

一种精制香兰素粗制品的分离方法，其特征在于采用特殊设计的高效精馏装置，经一步操作即可从香兰素粗品中分了出高纯度香兰素产品。

Description

香兰素精制方法
本发明涉及一种香兰素精制方法。
香兰素(化学名称为4-羟基3-甲氧基苯甲醛)是一种用量大，用途广的香料。广泛用于糖果，糕点，露酒等食品香精及卫生品，化妆香精中，也用于制药，鞣革，橡胶制品，电镀等行业中。
合成香兰素通常采用愈创木酚路线，由愈创木酚(邻甲氧基苯酚)和甲醛缩合生成香兰素。合成的香兰素用苯萃取，将苯蒸出后得到香兰素粗制品。香兰素粗制品中，约含有5％左右的邻位香兰素(4-羟基2-甲氧基苯甲醛)和少量轻组分，70～80％香兰素和20％左右的重组分杂质-焦油。分离精制过程是把香兰素粗制品，提纯至食用级香兰素成品。
通常的分离方法的流程框图如图1所示，将香兰素粗制品加入普通蒸馏釜，进行减压简单蒸馏，把香兰素，邻位香兰素和少量重组分从釜中蒸出。釜底留下重组分杂质-焦油。蒸出的物料以甲苯为溶剂进行结晶，目的是把邻位香兰素和香兰素分开，结晶得到的香兰素初级品再加入第二个蒸馏釜中，进行减压简单蒸馏，进一步除去香兰素中的重组分杂质，得到香兰素馏分，该馏分用乙醇和水为溶剂进行结晶得到香兰素成品，甲苯结晶过程所用的溶剂甲苯及残留于溶剂中的香兰素在回收工段中进行回收。
香兰素为热敏性物质，蒸馏过程中遇氧易氧化为酸，高温受热易发生聚合。香兰素在蒸馏过程中的氧化聚合都会使香兰素收率降低。由于香兰素是一种高值产品，减少分离过程的损失是工厂提高经济效益的主要手段。上述的分离方法采用两次减压蒸馏和一次甲苯结晶分离工艺有诸多缺点。首先，采用简单釜式蒸馏的方法，分离效率差。因为简单蒸馏只有一个分离级，很难把各组分彻底分离。所以原工艺中采用两次简单蒸馏，其目的都是为了重组分(焦油)分离。由于简单蒸馏分离效率差，邻位香兰素和对位香兰素无法分离，不得不采用甲苯结晶的方法分离对位香兰素和邻位香兰素。其次，采用简单釜式蒸馏，物料在釜中基本处于静止状态，静液面高，物料过热度大，蒸发困难。前面已述及香兰素为热敏性物系，物料过热度大会产生聚合、分解、炭化，降低香兰素的收率。在原工艺中的二次简单蒸馏使物料反复受热，尤其是第二于次减压蒸馏时，物料中香兰素的含量已很高，高温受热聚合分解现象更为严重，造成香兰素收率严重降低。此外两次简单蒸馏中间要进行一次甲苯结晶，采用溶剂结晶的方法分离邻位和对位香兰素，由于受溶解度的限制，甲苯溶剂结晶在分离出邻位香兰素的同时，也带走了一部分对位香兰素，这部分香兰素如果得不到充分回收，势必造成香兰素收率降低。由于溶剂的引入，同时必须建立溶剂回收工序，溶剂损失不可避免，而且使流程复杂，能耗及物耗都大幅度增加，同时，甲苯的毒性及危险性都很大，在生产流程中采用甲苯不论对安全生产还是对工人的身体健康都十分不利。
本发明的目的是提供一种香兰素的分离方法，只经一步精馏操作即可直接得到纯度达99％以上的香兰素，并能有效克服现有香兰素粗品分离流程的种种缺点，本发明的特点是用一步精馏分离工序取代了原方法中的两次减压蒸馏、甲苯溶剂结晶利溶剂回收四个工序，避免了香兰素在分离过程中的反复受热、氧化、聚合、分解造成的损失，避开了甲苯结晶和溶剂回收工序，提高了收率，降低了能耗、物耗，从而完成了本发明。
图1是原香兰素分离方法的流程框图。
图2是本发明香兰素分离方法的流程框图。
图3是本发明采用间歇精馏的流程示意图。
图4是本发明采用连续精馏的流程示意图。
下面结合附图详细说明本发明的香兰素精制方法。
参见图2，本发明所述的一种精制香兰素粗制品的分离方法，其特征在于采用特殊设计的高效精馏装置，经一步操作即可从香兰素粗品中分离出高纯度香兰素产品，无需进行甲苯结晶，取代了原流程的四步方法。
该精馏装置包括高效精馏塔，塔釜循环泵，强制循环式降膜再沸器与塔顶直接相连的塔顶冷凝器，内置式回流比分配器及若干贮罐。精馏塔操作条件为塔釜绝压1-20mmHg回流比10∶1-1∶10，塔顶温度130-160℃，塔釜温度160-200℃。
本发明之方法，可采用单塔间歇操作也可采用多塔连续操作，采用间歇操作时，可以将中间馏分进行复蒸，以提高香兰素收率。
本发明的香兰素粗品精制方法是这样实现的：
本发明香兰素粗品精制方法采用的主设备为特殊殊设计的高效分离装置精馏塔。塔内装有高分离效率、低压降的填料，精馏塔采用降膜蒸发式再沸器，该型式再沸器要求设置塔釜循环泵，塔釜循环泵入口与塔釜相联，循环泵出口与再沸器相联。精馏塔在操作时，塔釜中的物料经过塔釜循环泵，输送给再沸器，在再沸器中加热蒸发，蒸发的气相物料，进入精馏塔的填料层进行分离，未蒸发的液相料进入塔釜，再参加循环蒸发。
为了降低精馏过程的操作温度，精馏塔采用减压操作，塔内绝压为1mmHg-50mmHg。回流比10∶1-1∶10，塔顶温度130-160℃，塔釜温度160-200℃。
本发明采用的精馏塔为填料塔，内装高分离效率、低压降的填料，最好为规整丝网波纹填料，如BX型、CY型等。
精馏塔采用降膜蒸发式再沸器，最好采用强制循环式列管降膜再沸器。采用强制循环降膜再沸器要求设置塔釜循环泵，塔釜循环泵入口与塔釜相联，循环泵出口与再沸器相联。精馏塔的操作时，塔釜中的物料，经过塔釜循环泵，输送给再沸器，在再沸器中加热蒸发，蒸发的气相物料，进入精馏塔的填料层进行分离，未蒸发的液相料进入塔釜，再参加循环蒸发。采用这种再沸器物料在再沸器的降膜管的内壁上形成液膜，受热蒸发，传热效率高，物料过热度小
为了降低精馏过程的操作温度，精馏塔采用减压操作，塔内绝压在1mmHg-50mmHg
本发明用高效精馏塔分离香兰素的方法，可以采用间歇精馏过程实现，也可以采用连续精馏过程实现
采用间歇精馏的流程如图3所示。把原料储罐1中的粗品香兰素加入精馏塔塔釜2中，在精馏过程中，塔釜2中的物料由塔釜循环泵3送入再沸器4，在再沸器中受热蒸发，进入精馏塔5进行分离。蒸出的轻组分在塔顶冷凝器6中冷凝，收集进入回流比分配器7，回流比分配器把冷凝液分为回流股和采出股，回流股回流塔中，采出股经采出口采出塔外。依次从塔顶蒸出前馏分、中间过渡馏分和香兰素馏分，分别收集在前馏分罐8，中间过渡馏分罐9和香兰素馏分罐10。蒸馏结束，塔釜2中留下的重组分焦油排出塔外。中间馏分在下一操作时返回塔釜中，进一步分离其中的香兰素馏分。
采用连续精馏的流程如图4所示：原料罐21中的粗品香兰素经进料泵22连续加入第一精馏塔23，从塔顶蒸出轻组分及邻位香兰素，收集在轻组分收集罐28中。塔循环泵24把塔釜中的物料连续供入降膜再沸器25，加热蒸发。塔釜循环泵24兼做第一精馏塔23的出料泵和第二精馏塔210的进料泵。第一精馏塔的塔釜中的物料-香兰素和重组分焦油连续送入第二精馏塔。在第二精馏塔中把香兰素馏分从塔顶蒸出收集在香兰素收集罐15中。塔底重组分焦油由塔底排入焦油收集罐16中。
在间歇精馏操作时，首先把50℃～80℃的物料一粗品香兰素加入塔釜中。开动抽真空系统，塔内建立起所需的真空度。再沸器加热，启动塔釜循环泵，开始蒸馏操作。蒸馏过程中，回流比控制在10∶1～1∶10范围之内。依次塔顶蒸出邻位香兰素馏分，中间馏分和香兰素馏分，各馏分分别收集。蒸出的香兰素馏分纯度达99％(wt)以上。蒸馏完毕，从塔釜中放出重组分—焦油。中间馏分在下一操作时返回塔釜中，进一步回收其中香兰素组分。
在连续精馏操作时，两个型式相同的填料塔串联操作。首先建立两塔各自所需的真空度，用进料泵把物料一粗品香兰素连续加入第一塔中，从塔顶连续蒸出邻位香兰素，香兰素和重组分焦油连续从塔底排出，送入第二蒸馏塔。从第二塔的塔顶蒸出香兰素馏分，纯度达99％(wt)以上。从塔釜中连续排出重组分－焦油。
本发明用高效精馏装置分离香兰素粗制品，与原分离工艺对比的流程框图如图2所示，由于采用了高效精馏装置，分离效率高，只经过一步精馏工序即可把香兰素与其它轻重组分较彻底分开，得到纯度达99％以上的香兰素。
下面用实施例说明本发明的实施方法，但本发明的范围不限于实施例。
实施例1
用间歇精馏塔分离香兰素粗品，精馏塔塔高4m，塔径150mm，内装整装丝网波纹填料，填料层高度2m，塔釜循环泵把物料输送给列管式降膜再沸器。香兰素粗品中，含香兰素78％，邻位香兰素5％，重组分杂质17％。把50kg50～80℃的香兰素粗品加入塔釜。精馏塔建立真空，保持塔釜绝压5mmHg。再沸器加热，开动塔釜循环泵，开始蒸馏。由于是间歇精馏，精馏塔为变温操作，塔顶温度由130℃逐渐升至155℃，塔釜温度由160℃逐渐升至190℃，依次从塔顶蒸出邻位香兰素，中间馏分和对位香兰素，得香兰素30.25kg，纯度99.61％(wt)。
实施例2
采用与实施例1相同的精馏塔分离香兰素粗品。塔釜中加粗品香兰素50kg和上批操作收集的中间馏分8.7kg，中间馏分中含香兰素68％，得到香兰素36.25kg，纯度99.60％(wt)
实施例3
采用与实施例1同样型式的蒸馏塔，两塔串联操作，用连续蒸馏的方法分离香兰素粗制品，两塔填料层高度分别为4m和2m。第一塔进料速度每小时25kg，塔顶温度135℃，塔釜温度162℃，塔釜绝压10mmHg。在第一塔中蒸出邻位香兰素。塔顶出料2.5kg/hr。第一塔的塔釜料直接送入第二塔蒸馏塔蒸馏。第二塔塔顶温度155℃，塔釜温度190℃，塔釜绝压5mmHg。塔顶得香兰素18.2kg/hr，纯度达99.54％(wt)，塔釜排出重组分杂质一焦油。

Claims (3)

1.一种香兰素粗制品的分离方法，其特征在于：该方法所用装置包括精馏塔，塔釜循环泵，强制循环式降膜再沸器与塔顶直接相连的塔顶冷凝器和内置式回流比分配器及若干贮罐，精馏塔操作条件为塔釜绝压1～20mmHg，回流比10∶1～1∶10，塔顶温度130℃～160℃，塔釜温度160℃～200℃。
2.根据权利要求1所述之方法，其特征在于：可采用单塔间歇操作也可采用多塔连续操作。
3.根据权利要求1所述之方法，其特征在于：采用间歇操作时，可以将中间馏分进行复蒸，以提高香兰素收率。
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