CN106831321A - 草酸龙脑酯连续皂化汽提得到粗品龙脑的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种草酸龙脑酯连续皂化汽提得到粗品龙脑的方法。包括如下步骤：将反应物料草酸龙脑酯和烧碱溶液按比例混合；将步骤S1的混合反应物料输送至管式反应器内进行皂化反应；所述管式反应器内的皂化反应液流入汽提塔内，与所述汽提塔内的汽提气逆流接触形成气相物流，所述气相物流作为所述管式反应器内反应物料的加热源；所述气相物流部分冷凝得到粗品小茴香油收集于所述副产品收集槽内，未冷凝的部分进入所述箱式冷凝器内冷凝结晶生成粗品龙脑。本发明提供的草酸龙脑酯连续皂化汽提得到粗品龙脑的方法，使皂化反应为连续反应，提高了生产效率及收率。本发明还提供一种草酸龙脑酯连续皂化汽提得到粗品龙脑的装置。

Description

草酸龙脑酯连续皂化汽提得到粗品龙脑的方法及装置
技术领域
本发明涉及化工生产技术领域，具体涉及一种草酸龙脑酯连续皂化汽提得到粗品龙脑的方法及装置。
背景技术
龙脑又名冰片，是龙脑香科植物龙脑香的树脂和挥发油加工品提取获得的结晶。因其具有特殊的气味，可用于香料和医药领域，是合成樟脑的中间体。
目前工业上龙脑的合成方法中的皂化反应为间歇式操作，具有皂化过程复杂、反应时间长、能耗高、收率低等缺点，使其工业应用受到限制。
因此，有必要提供一种新的皂化工艺解决上述技术问题。
发明内容
本发明的目的是克服上述技术问题，提供一种草酸龙脑酯连续皂化汽提得到粗品龙脑的方法，使皂化反应为连续反应，提高了生产效率及收率。
本发明的技术方案是：
一种草酸龙脑酯连续皂化汽提得到粗品龙脑的方法，包括如下步骤：
步骤S1：将反应物料草酸龙脑酯和烧碱溶液按比例混合；
步骤S2：提供管式反应器，将步骤S1的混合反应物料输送至所述管式反应器内进行皂化反应；
步骤S3：提供汽提塔，所述管式反应器内的皂化反应液流入所述汽提塔内，与所述汽提塔内的汽提气逆流接触形成气相物流，所述气相物流作为所述管式反应器内反应物料的加热源；
步骤S4：提供副产品收集槽和箱式冷凝器，所述气相物流部分冷凝得到粗品小茴香油收集于所述副产品收集槽内，未冷凝的部分进入所述箱式冷凝器内冷凝结晶生成粗品龙脑。
优选的，步骤S2中，控制皂化反应的温度为80-110℃，反应时间为1-5小时。
优选的，混合反应物料在所述管式反应器的壳程内发生皂化反应，所述气相物流在所述管式反应器的管程内加热反应物料。
优选的，所述管式反应器还包括设于其壳程内用于强化反应物料传质传热且减少反应物料返混的挡板。
优选的，所述草酸龙脑酯与所述烧碱溶液的摩尔比为1:2-3。
优选的，所述烧碱溶液的浓度为20-40％。
优选的，所述汽提塔为板式塔或填料塔，其理论塔板数为2-50块。优选的，所述箱式冷凝器至少为两台，多台所述箱式冷凝器并联连接且可切换。
优选的，步骤S1中，采用进料系统将反应物料混合并输送至所述管式反应器内，所述进料系统包括草酸龙脑酯输送装置、碱液输送装置及静态混合器，所述草酸龙脑酯输送装置、碱液输送装置与所述静态混合器的进口端连接，草酸龙脑酯和烧碱在所述静态混合器内混合后输送至所述管式反应器内。
本发明还提供一种草酸龙脑酯连续皂化汽提得到粗品龙脑的装置，包括管式反应器、汽提塔、箱式冷凝器及副产品收集槽，所述管式反应器包括反应器本体、设于所述反应器本体的物料进口、反应液出口、气相进口及气相出口，所述汽提塔包括塔体、设于所述塔体的进液口、重合油出口、汽提气入口及汽提气出口，所述反应液出口与所述进液口连接，所述汽提气出口与所述气相进口连接，且所述气相进口与所述副产品收集槽连接，所述气相出口与所述箱式冷凝器连接。
与现有技术相比，本发明提供的草酸龙脑酯连续皂化汽提得到粗品龙脑的方法及装置，具有如下有益效果：
一、所述草酸龙脑酯连续皂化汽提得到粗品龙脑的装置，工作原理为：将管式反应器与汽提塔结合，所述管式反应器内皂化反应生成的反应液进入所述汽提塔内，与汽提气逆流接触形成气相物流；气相物流由所述汽提气出口排至所述管式反应器的管程内用于加热反应物料，且气相物流部分冷凝得到粗品小茴香油，收集于所述副产品收集槽内，未冷凝的部分进入所述箱式冷凝器内冷凝结晶生成粗品龙脑。所述汽提塔与所述管式反应器结合，在所述汽提塔内反应生成的气相物流经初步冷凝分离得到粗品小茴香油，可减少粗品龙脑结晶的负荷，提高粗品龙脑的回收率，经检测，粗品龙脑的收率可达95％以上。
二、所述管式反应器与所述汽提塔结合，使反应分离操作连续，提高了生产效率。
三、采用汽提气作为热源加热反应物料，节约了能耗；且在所述汽提塔内反应生成的气相物流经初步冷凝分离得到粗品小茴香油，减少了粗品龙脑结晶的负荷，进一步节约了能耗。与相关技术中间歇式皂化反应相比，能耗可节约30％左右。
附图说明
图1为本发明提供的草酸龙脑酯连续皂化汽提得到粗品龙脑的工艺流程图；
图2为图1中管式反应器的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
请结合参阅图1，为本发明提供的草酸龙脑酯连续皂化汽提得到粗品龙脑的工艺流程图。所述草酸龙脑酯连续皂化汽提得到粗品龙脑的装置100包括进料系统1、管式反应器2、汽提塔3、箱式冷凝器4及副产品收集槽5。
所述进料系统1包括草酸龙脑酯输送装置11、碱液输送装置12及静态混合器13，所述草酸龙脑酯输送装置11、碱液输送装置12与所述静态混合器13的进口端连接，所述静态混合器13的出口端与所述管式反应器连接。其中所述草酸龙脑酯输送装置11为草酸龙脑酯计量泵，用于按照混合比例精确输送草酸龙脑酯；所述碱液输送装置12为碱液计量泵，用于按照混合比例精确输送碱液；所述静态混合器13用于将草酸龙脑酯和碱液混合均匀后输送至所述管式反应器2。
在草酸龙脑酯连续皂化汽提得到粗品龙脑工艺中，草酸龙脑酯与碱液的摩尔比例为1:2-3。
请结合参阅图2，为图1中管式反应器的结构示意图。所述管式反应器2包括反应器本体21、物料进口22、反应液出口23、气相进口24、气相出口25。所述反应器本体21包括壳体211、设于所述壳体211内的列管212和挡板213，定于所述列管212通道为管程，所述壳体211与所述列管212之间的区域为壳程。
本实施方式中，所述列管213的两端分别连接所述气相进口24及气相出口25，所述物料进口22与反应液出口23分别与所述管式反应器的壳程连通。
所述挡板213设于所述壳程内，数量为多块，分布于所述壳体211的相对两内侧壁，且交错分布，反应物料由一级挡板流入下一级挡板，可强化反应物料的传质传热，并减少反应物料的返混。
所述物料进口22设于所述壳体211的底部，所述反应液出口23设于所述壳体211的顶部，所述气相进口24设于所述壳体211底部，且设置高度低于所述物料进口22，所述气相出口25设于所述壳体211顶部，且设置高度高于所述反应液出口23。
所述汽提塔3为理论塔板数为2-50块的板式塔或填料塔，其包括塔体31、设于所述塔体31的进液口32、汽提气入口33、汽提气出口34及重合油出口35。所述汽提气入口33设于所述塔体31底部，所述汽提气出口34设于所述塔体31顶部，且所述汽提气出口34高于所述进液口32所在位置，所述重合油出口35设于所述塔体31的底部。
所述物料进口22与所述静态混合器13的出口端连接，所述反应液出口23与所述进液口32连接，所述汽提气出口34与气相进口24连接，且气相进口24与所述副产品收集槽5连接，所述气相出口25与所述箱式冷凝器4连接。
所述箱式冷凝器4的数量为两个，分别与所述管式反应器2的气相出口25连接，且每一个所述箱式冷凝器4与所述气相出口25的连接管路上均设有切换装置41，该切换装置为阀门，使两台箱式冷凝器切换操作。
所述箱式冷凝器4的数量不限于两个，可以为三个或更多个。经所述箱式冷凝器4冷凝结晶后得到水和粗品龙脑。
本发明提供的所述草酸龙脑酯连续皂化汽提得到粗品龙脑的装置的工作原理如下：
所述管式反应器2内皂化反应的反应液由所述反应液出口23流出，并由所述进液口32进入所述汽提塔内；所述汽提塔3内的汽提气为水蒸气，由所述汽提气入口33进入，在所述汽提塔3内由下至上流动，在所述塔体31的顶部与流入所述汽提塔3内的反应液逆向接触形成气相物流；反应液在所述汽提塔3内向下流动，形成重合油，由所述重合油出口35流出；气相物流由所述汽提气出口34排至所述管式反应器的管程内用于加热反应物料，且气相物流部分冷凝得到粗品小茴香油收集于所述副产品收集槽5内，未冷凝的部分进入所述箱式冷凝器4内冷凝结晶生成粗品龙脑。
基于所述草酸龙脑酯连续皂化汽提得到粗品龙脑的装置，本发明还提供一种草酸龙脑酯连续皂化汽提得到粗品龙脑的方法。以下通过具体的实施方式详细说明草酸龙脑酯连续皂化汽提得到粗品龙脑的工艺。
实施例1
一种草酸龙脑酯连续皂化汽提得到粗品龙脑的方法，包括如下步骤：
步骤S1：将草酸龙脑酯和烧碱溶液按比例混合；
具体的，烧碱溶液的溶度为30％，草酸龙脑酯和烧碱溶液的摩尔比为1:2；所述草酸龙脑酯输送装置11、所述碱液输送装置12分别将草酸龙脑酯、烧碱溶液按计量输送至所述静态混合器13，在所述静态混合器13内混合均匀；
步骤S2：将混合反应原料输送至所述管式反应器2内进行皂化反应，控制反应温度为110℃，反应时间为1小时；
具体的，所述反应物料在所述管式反应器2的壳程内进行皂化反应，反应物料由所述物料进口22进入，沿所述挡板213的路径流动，由所述反应液出口23流出；
步骤S3：皂化反应液经所述反应液出口23进入所述汽提塔3内，与所述汽提塔3内的汽提气逆流接触形成气相物流，所述气相物流作为所述管式反应器内反应物料的加热热源；
具体的，反应物料在所述管式反应器的壳程内发生皂化反应，而气相物流在所述管式反应器的管程内加热反应物料；
步骤S4：所述气相物流部分冷凝得到粗品小茴香油收集于所述副产品收集槽内，未冷凝的部分进入所述箱式冷凝器内冷凝结晶生成粗品龙脑；
具体的，所述气相物流在加热反应物料过程中，部分冷凝由所述气相进口24排出，并收集于所述副产品收集槽5内，回收得到粗品小茴香油；未冷凝的部分由所述气相出口25排至所述箱式冷凝器4内，冷凝得到粗品龙脑。
经检测，粗品龙脑的收率为95％。
实施例2
一种草酸龙脑酯连续皂化汽提得到粗品龙脑的方法，包括如下步骤：
步骤S1：将草酸龙脑酯和烧碱溶液按比例混合；
具体的，烧碱溶液的溶度为40％，草酸龙脑酯和烧碱溶液的摩尔比为1:3；所述草酸龙脑酯输送装置11、所述碱液输送装置12分别将草酸龙脑酯、烧碱溶液按计量输送至所述静态混合器13，在所述静态混合器13内混合均匀；
步骤S2：将混合反应原料输送至所述管式反应器2内进行皂化反应，控制反应温度为80℃，反应时间为5小时；
具体的，所述反应物料在所述管式反应器2的壳程内进行皂化反应，反应物料由所述物料进口22进入，沿所述挡板213的路径流动，由所述反应液出口23流出；
步骤S3：皂化反应液经所述反应液出口23进入所述汽提塔3内，与所述汽提塔3内的汽提气逆流接触形成气相物流，所述气相物流作为所述管式反应器内反应物料的加热热源；
具体的，反应物料在所述管式反应器的壳程内发生皂化反应，而气相物流在所述管式反应器的管程内加热反应物料；
步骤S4：所述气相物流部分冷凝得到粗品小茴香油收集于所述副产品收集槽内，未冷凝的部分进入所述箱式冷凝器内冷凝结晶生成粗品龙脑；
具体的，所述气相物流在加热反应物料过程中，部分冷凝由所述气相进口24排出，并收集于所述副产品收集槽5内，回收得到粗品小茴香油；未冷凝的部分由所述气相出口25排至所述箱式冷凝器4内，冷凝得到粗品龙脑。
经检测，粗品龙脑的收率为95.4％。
实施例3
一种草酸龙脑酯连续皂化汽提得到粗品龙脑的方法，包括如下步骤：
步骤S1：将草酸龙脑酯和烧碱溶液按比例混合；
具体的，烧碱溶液的溶度为20％，草酸龙脑酯和烧碱溶液的摩尔比为1:2；所述草酸龙脑酯输送装置11、所述碱液输送装置12分别将草酸龙脑酯、烧碱溶液按计量输送至所述静态混合器13，在所述静态混合器13内混合均匀；
步骤S2：将混合反应原料输送至所述管式反应器2内进行皂化反应，控制反应温度为100℃，反应时间为3小时；
具体的，所述反应物料在所述管式反应器2的壳程内进行皂化反应，反应物料由所述物料进口22进入，沿所述挡板213的路径流动，由所述反应液出口23流出；
具体的，所述反应物料在所述管式反应器2的壳程内进行皂化反应，反应物料由所述物料进口22进入，沿所述挡板213的路径流动，由所述反应液出口23流出；
步骤S3：皂化反应液经所述反应液出口23进入所述汽提塔3内，与所述汽提塔3内的汽提气逆流接触形成气相物流，所述气相物流作为所述管式反应器内反应物料的加热热源；
具体的，反应物料在所述管式反应器的壳程内发生皂化反应，而气相物流在所述管式反应器的管程内加热反应物料；
步骤S4：所述气相物流部分冷凝得到粗品小茴香油收集于所述副产品收集槽内，未冷凝的部分进入所述箱式冷凝器内冷凝结晶生成粗品龙脑；
具体的，所述气相物流在加热反应物料过程中，部分冷凝由所述气相进口24排出，并收集于所述副产品收集槽5内，回收得到粗品小茴香油；未冷凝的部分由所述气相出口25排至所述箱式冷凝器4内，冷凝得到粗品龙脑。
经检测，粗品龙脑的收率为95.7％。
与现有技术相比，本发明提供的草酸龙脑酯连续皂化汽提得到粗品龙脑的方法及装置，具有如下有益效果：
一、所述草酸龙脑酯连续皂化汽提得到粗品龙脑的装置，将所述汽提塔与所述管式反应器结合，在所述汽提塔内反应生成的气相物流经初步冷凝分离得到粗品小茴香油，可减少粗品龙脑结晶的负荷，提高粗品龙脑的回收率，经检测，粗品龙脑的收率可达95％以上。
二、所述管式反应器与所述汽提塔结合，使反应分离操作连续，提高了生产效率。
三、采用汽提气作为热源加热反应物料，节约了能耗；且在所述汽提塔内反应生成的气相物流经初步冷凝分离得到粗品小茴香油，减少了粗品龙脑结晶的负荷，进一步节约了能耗。与相关技术中间歇式皂化反应相比，能耗可节约30％左右。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种草酸龙脑酯连续皂化汽提得到粗品龙脑的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1：将反应物料草酸龙脑酯和烧碱溶液按比例混合；
步骤S2：提供管式反应器，将步骤S1的混合反应物料输送至所述管式反应器内进行皂化反应；
步骤S3：提供汽提塔，所述管式反应器内的皂化反应液流入所述汽提塔内，与所述汽提塔内的汽提气逆流接触形成气相物流，所述气相物流作为所述管式反应器内反应物料的加热源；
步骤S4：提供副产品收集槽和箱式冷凝器，所述气相物流部分冷凝得到粗品小茴香油收集于所述副产品收集槽内，未冷凝的部分进入所述箱式冷凝器内冷凝结晶生成粗品龙脑。
2.根据权利要求1所述的草酸龙脑酯连续皂化汽提得到粗品龙脑的方法，其特征在于，步骤S2中，控制皂化反应的温度为80-110℃，反应时间为1-5小时。
3.根据权利要求1所述的草酸龙脑酯连续皂化汽提得到粗品龙脑的方法，其特征在于，混合反应物料在所述管式反应器的壳程内发生皂化反应，所述气相物流在所述管式反应器的管程内加热反应物料。
4.根据权利要求3所述的草酸龙脑酯连续皂化汽提得到粗品龙脑的方法，其特征在于，所述管式反应器还包括设于其壳程内用于强化反应物料传质传热且减少反应物料返混的挡板。
5.根据权利要求1所述的草酸龙脑酯连续皂化汽提得到粗品龙脑的方法，其特征在于，所述草酸龙脑酯与所述烧碱溶液的摩尔比为1:2-3。
6.根据权利要求5所述的草酸龙脑酯连续皂化汽提得到粗品龙脑的方法，其特征在于，所述烧碱溶液的浓度为20-40％。
7.根据权利要求1所述的草酸龙脑酯连续皂化汽提得到粗品龙脑的方法，其特征在于，所述汽提塔为板式塔或填料塔，其理论塔板数为2-50块。
8.根据权利要求1所述的草酸龙脑酯连续皂化汽提得到粗品龙脑的方法，其特征在于，所述箱式冷凝器至少为两台，多台所述箱式冷凝器并联连接且可切换。
9.根据权利要求1所述的草酸龙脑酯连续皂化汽提得到粗品龙脑的方法，其特征在于，步骤S1中，采用进料系统将反应物料混合并输送至所述管式反应器内，所述进料系统包括草酸龙脑酯输送装置、碱液输送装置及静态混合器，所述草酸龙脑酯输送装置、碱液输送装置与所述静态混合器的进口端连接，草酸龙脑酯和烧碱在所述静态混合器内混合后输送至所述管式反应器内。
10.一种草酸龙脑酯连续皂化汽提得到粗品龙脑的装置，其特征在于，包括管式反应器、汽提塔、箱式冷凝器及副产品收集槽，所述管式反应器包括反应器本体、设于所述反应器本体的物料进口、反应液出口、气相进口及气相出口，所述汽提塔包括塔体、设于所述塔体的进液口、重合油出口、汽提气入口及汽提气出口，所述反应液出口与所述进液口连接，所述汽提气出口与所述气相进口连接，且所述气相进口与所述副产品收集槽连接，所述气相出口与所述箱式冷凝器连接。
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