CN112934160B - 喹禾糠酯中间体合成用反应釜及工艺 - Google Patents

喹禾糠酯中间体合成用反应釜及工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN112934160B
CN112934160B CN202110252687.8A CN202110252687A CN112934160B CN 112934160 B CN112934160 B CN 112934160B CN 202110252687 A CN202110252687 A CN 202110252687A CN 112934160 B CN112934160 B CN 112934160B
Authority
CN
China
Prior art keywords
pipe
water
oil
communicated
tank
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110252687.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112934160A (zh
Inventor
赵文泽
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shandong Vocational College of Industry
Original Assignee
Shandong Vocational College of Industry
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shandong Vocational College of Industry filed Critical Shandong Vocational College of Industry
Priority to CN202110252687.8A priority Critical patent/CN112934160B/zh
Publication of CN112934160A publication Critical patent/CN112934160A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112934160B publication Critical patent/CN112934160B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/28Moving reactors, e.g. rotary drums
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D405/00Heterocyclic compounds containing both one or more hetero rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms, and one or more rings having nitrogen as the only ring hetero atom
    • C07D405/02Heterocyclic compounds containing both one or more hetero rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms, and one or more rings having nitrogen as the only ring hetero atom containing two hetero rings
    • C07D405/12Heterocyclic compounds containing both one or more hetero rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms, and one or more rings having nitrogen as the only ring hetero atom containing two hetero rings linked by a chain containing hetero atoms as chain links

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

本发明公开了一种喹禾糠酯中间体合成用反应釜及工艺,喹禾糠酯中间体合成用反应釜,包括球罐、分水装置、电机以及底座。喹禾糠酯中间体合成工艺,包括以下步骤:A、将L‑乳酸、带水剂、四氢糠醇、催化剂添加至反应釜内部;B、2~4h后停止反应,冷却至室温;C、将反应釜内部混合物排出,脱溶处理,得到醇酯混合物;D、减压蒸馏,得到L‑乳酸四氢糠酯。本发明L‑乳酸四氢糠酯的合成方法具有对环境污染小、反应条件吻合、对设备腐蚀小、成本低、产品化学纯度和光学纯度高的优点。

Description

喹禾糠酯中间体合成用反应釜及工艺
技术领域
本发明属于化工技术领域,具体涉及为喹禾糠酯中间体合成用反应釜及工艺。
背景技术
喹禾糠酯是高效芳氧苯氧羧酸类手性除草剂,对一年生和多年生的禾本科杂草有
优良的防效,可用来取代草甘膦、草特膦等对环境污染大的有机磷除草剂,广泛应用
于小麦、马铃薯、大豆、油菜、棉花、亚麻、甜菜和豌豆等双子叶作物田中,具有高
效、易降解、对环境污染小等优点,原粉价格 80-90 万/吨,市场前景广阔。L-乳酸四氢糠酯和(S)- 2-(4-甲基苯基) ) 磺酸四氢糠酯是合成喹禾糠酯的二个关键中间体,它们的工艺开发将会提升国内农药产业结构,为国家节约大量外汇,经济效益将十分明显。同时也给其他芳氧苯氧丙酸酯类除草剂的合成起到一定的借鉴作用。
国外在合成喹禾糠酯时一般是以 2-氯丙酸或 L-乳酸为原料,以 2-氯丙酸为原料,要通过化学拆分的方法来合成它,在实际生产中对环境污染大,且光学纯度不高。因此采用 L-乳酸为原料,已经工业化的路线有两条。
二条工艺路线中,两条工艺路线的化学式参考说明书附图。采用路线一合成,合成工艺比较简单,其缺点是合成收率较低,生产成本高,产品含量和光学纯度较低,产品外观差;采用路线二具有对环境污染小、反应条件温和、成本低、产品化学纯度和光学纯度高等优点,能一次性使产品含量达到88.0%以上,易于实现工业化。因此,选择路线二较为切实可行。
从路线二可知,喹禾糠酯的合成要涉及到L-乳酸四氢糠酯和 (S)-2-(4-甲基苯基)磺酸四氢糠酯是合成喹禾糠酯二个关键中间体合成。
合成 L-乳酸四氢糠酯合成的传统制备方法,采用浓硫酸为催化剂,虽然浓硫酸价格低廉,但存在反应选择性差(乳酸易发生分子内和分子间脱水)、碳化、反应时间长、产率低、产品色度差、后处理复杂、严重腐蚀设备和三废排放严重等问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是:克服现有技术的不足,提供一种喹禾糠酯中间体合成用反应釜及工艺,本发明L-乳酸四氢糠酯的合成方法具有对环境污染小、反应条件吻合、对设备腐蚀小、成本低、产品化学纯度和光学纯度高的优点。
本发明解决现有技术存在的问题所采用的技术方案是:
喹禾糠酯中间体合成用反应釜,包括球罐、分水装置、电机以及底座。
所述的球罐内部设有球状腔体,球状腔体内壁上均布有若干个搅拌板,球罐上下两端分别设有进料口以及出料口。
所述的球罐上方设有与其转动连接的上端块,上端块下端的连接管插设于进料口内部,上端块内部设有垂直的进料通道,进料通道下端与进料口贯通连接,进料通道上端贯通连接有总进料管,总进料管上设有阀门,总进料管末端分别与若干个进料支管以及稳压管贯通连接。
所述的球罐下方设有与其转动连接的下端块,下端块中心设有垂直的下料通道,所述的下料通道与出料口贯通连接,下端块外部设有与下料通道贯通连接的出料管。
所述的下端块下方设有第二伸缩装置,第二伸缩装置活塞杆末端穿设至下料通道内部、并固定有堵板,堵板上升至最高点时,将出料口密封,堵板降落至最低点时,位于出料管下方。
所述的球罐外侧圆周面中心套设有齿环,电机输出轴上固定有皮带轮,皮带轮与齿环之间共同套设有同步带。
分水装置通过蒸汽管、回液管与上端块内部的进料通道贯通连接。
球罐外部转动连接有支撑架。
上端块、下端块、分水装置、支撑架、电机均与底座固定连接。
优选的,所述的支撑架包括套设于球罐外部的两条滑环以及若干根连接杆,两条滑环分别设置于齿环上下两侧,连接杆将滑环与底座固定连接。
优选的,所述的上端块内部设有水平布置的滑槽,滑槽与进料通道贯通连接。
滑槽内部滑动设有分配块,分配块上沿其滑动方向并列布置有通孔以及气孔,垂直布置的通孔直径大于等于进料通道直径,气孔底部敞口布置,气孔背向通孔的一端设有水平布置的气道,气道将气孔与滑槽贯通连接。
通孔与气孔之间间隔的距离大于通孔的直径。
上端块外部设有与滑槽贯通连接的高压气进气管,高压气进气管与滑槽贯通连接处与气道相对。
所述的滑槽内部设有弹簧,所述的弹簧位于分配块背离高压气进气管的一端。
在弹簧的推动下,通孔轴线与进料通道轴线重合。
优选的,所述的上端块外部固定有第一伸缩装置,所述的第一伸缩装置活塞杆末端穿设至滑槽内部,第一伸缩装置活塞杆末端与分配块朝向弹簧的一端固定连接。
优选的,所述的上端块底面凸设有若干个密封齿,密封齿插设于球罐内壁中。
所述的上端块外壁设有与进料通道贯通连接的回液口以及排气口,回液口以及排气口与进料通道贯通连接处位于滑槽上方。
蒸汽管与排气口贯通连接,回液管与回液口贯通连接。
优选的,所述的分水装置包括贯通连接的油水分离罐以及冷凝罐,冷凝罐位于油水分离罐上方。
蒸汽管与冷凝罐贯通连接,回液管与油水分离罐贯通连接,回液管上串联有泵。
油水分离罐底部下方贯通连接排水管,所述的排水管上设有阀门。
优选的,所述的排水管与油水分离罐接口处设有浮板,浮板密度小于水的密度、大于分离出的油液的密度。
浮板底部设有闷盖,闷盖插入至排水管与油水分离罐接口内部。
浮板外部围绕有若干片限位板,限位板底部与油水分离罐内部底面固定连接。
浮板圆周面外部固定有若干个滑块,滑块滑动设置于相邻两个限位板之间。
油水分离罐外部设有两个对称布置的第三伸缩装置,所述的第三伸缩装置活塞杆末端穿设至油水分离罐内部、并固定有压板,压板朝向浮板的一端为斜面,压板压在浮板上。
喹禾糠酯中间体合成工艺,包括以下步骤:
A、将L-乳酸、带水剂、四氢糠醇、催化剂对甲苯硫酸添加至反应釜内部;
B、2~4h后停止反应,冷却至室温;
C、将反应釜内部混合物排出,脱溶处理,得到醇酯混合物;
D、减压蒸馏,得到L-乳酸四氢糠酯。
优选的,步骤A中,L-乳酸与四氢糠醇的摩尔比为2.5:1,催化剂用量为L-乳酸物质的量的3.0%,带水剂采用苯。
优选的:
A、L-乳酸、四氢糠醇、催化剂分别通过各自的进料支管添加至球罐内部;
B、电机通过同步带带动球罐旋转,搅拌板对球罐内部的混合物进行搅拌,使其发生酯化反应;
C、酯化反应过程中产生的水以及一部分油质气化,通过蒸汽管排入至冷凝罐内部,冷凝成液态后流入至油水分离罐中;
D、由于油与水的密度不同,油水分离罐内部的液体静止后出现分层,水跟油进行分离,当水面高度达到阈值时,第三伸缩装置控制压板回缩,浮板上浮,水通过排水管排出,直至浮板重新将排水管密封;
E、开启泵,将油水分离罐内部剩余的油液通过回液管重新泵入至球罐内部;
F、反应完成后,第二伸缩装置控制堵板下移,出料口与出料管贯通连接,球罐内部的混合物通过出料管排出;
G、高压气进气管向滑槽内部通入高压气,高压气不参与球罐内部化合物的反应,高压气推动分配块,使得气孔与进料口贯通连接,高压气流入至球罐内部,增加球罐内部压力,利于球罐排料。
与现有技术相比,本发明所具有的有益效果:
(1)与传统的合成的方法相比,具有对环境污染小、反应条件温和、对设备腐蚀小、成本低、产品化学纯度和光学纯度高等优点。
(2)L-乳酸四氢糠酯的产率有45%提升至80.3%。
(3)优化后L-乳酸四氢糠酯的合成方法以对甲苯磺酸作为催化剂,产率提高35.5%,降低了生产成本,对设备腐蚀性小,反应时间仅为3.5 h,产品化学纯度和光学纯度高。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明喹禾糠酯中间体合成用反应釜外形图,
图2为本发明球罐支撑架局部剖视图,
图3为本发明球罐外形图,
图4为本发明球罐中心水平剖视图,
图5为本发明球罐中心第一垂直剖视图,
图6为本发明球罐中心第二剖视图,
图7为图5中分配块滑动后示意图,
图8为图5中B处局部放大图,
图9为本发明分水装置外形图,
图10为本发明分水装置第一垂直剖视图,
图11为本发明分水装置第二垂直剖视图,
图12为图11中A处局部放大图,
图13为背景技术中合成路线一的化学式,
图14为背景技术中合成路线二的化学式,
图15为L-乳酸四氢糠酯合成反应机理的化学式。
图中:1-球罐、101-齿环、102-搅拌板、103-进料口、104-出料口、2-上端块、201-滑槽、202-进料通道、203-密封齿、204-回液口、205-排气口、3-总进料管、301-阀门、302-进料支管、303-稳压管、4-高压气进气管、5-分配块、501-通孔、502-气孔、503-气道、6-第一伸缩装置、7-弹簧、8-下端块、801-出料管、802-下料通道、9-第二伸缩装置、901-堵板、10-支撑架、1001-滑环、1002-连接杆、11-电机、1101-皮带轮、12-同步带、13-油水分离罐、1301-排水管、1302-限位板、14-冷凝罐、15-蒸汽管、16-回液管、1601-泵、17-浮板、1701-滑块、1702-闷盖、18-第三伸缩装置、1801-压板、19-底座。
具体实施方式
附图为该喹禾糠酯中间体合成用反应釜及工艺的最佳实施例,下面结合附图对本发明进一步详细的说明。
由附图1所示,喹禾糠酯中间体合成用反应釜,包括球罐1、分水装置、电机11以及底座19。
所述的球罐1内部设有球状腔体,球状腔体内壁上均布有若干个搅拌板102。由附图4至附图6所示,搅拌板102为弧形板,同时与球罐1轴线之间的夹角为10°至30°,与球罐1径向夹角为10°至30°,有利于将球罐1内部原料搅拌的同时使其上下翻滚,提高混合效率。球罐1上下两端分别设有进料口103以及出料口104。
所述的球罐1上方设有与其转动连接的上端块2,上端块2下端的连接管插设于进料口103内部,连接管与球罐1同轴布置,因此上端块2不影响球罐1的旋转。为了增加球罐1的密封性,上端块2的连接管外壁与球罐1内壁之间设有转动密封。
由附图7所示,上端块2内部设有垂直的进料通道202,进料通道202下端与进料口103贯通连接,进料通道202上端贯通连接有总进料管3,总进料管3上设有阀门301,总进料管3末端分别与若干个进料支管302以及稳压管303贯通连接。阀门301可采用手动或电控,不同的物料通过不同的进料支管302进入,填料时稳压罐303将球罐1内部与外部贯通连接,确保球罐1内部压力不会提高,影响进料。
所述的上端块2内部设有水平布置的滑槽201,滑槽201与进料通道202相互垂直贯通连接。
滑槽201内部滑动设有分配块5,分配块5四个端面与滑槽201的内壁均接触。分配块5上沿其滑动方向并列布置有通孔501以及气孔502,垂直布置的通孔501直径大于等于进料通道202直径,气孔502底部敞口布置。气孔502背向通孔501的一端设有水平布置的气道503,气道503将气孔502与滑槽201贯通连接。
通孔501与气孔502之间间隔的距离大于通孔501的直径,即滑动分配块5,使通孔501与进料通道202贯通连接变为通孔501与进料通道202完全隔绝后,气孔502下端才与进料口103贯通连接。
上端块2外部设有与滑槽201贯通连接的高压气进气管4,高压气进气管4与滑槽201贯通连接处与气道503相对,高压气进气管4注入的高压气通过气道503、气孔502注入到球罐1内部。
为了便于分配块5复位,通孔501与进料通道202贯通连接。所述的滑槽201内部设有弹簧7,所述的弹簧7位于分配块5背离高压气进气管4的一端,在弹簧7的推动下,通孔501轴线与进料通道202轴线重合,分配块5复位。
所述的上端块2外部固定有第一伸缩装置6,所述的第一伸缩装置6活塞杆末端穿设至滑槽201内部,第一伸缩装置6活塞杆末端与分配块5朝向弹簧7的一端固定连接。第一伸缩装置6可采用电缸、气缸、液压缸。
为了进一步增加上端块2与球罐1之间的密封性,所述的上端块2底面凸设有若干个密封齿203,球罐1顶面内凹有与其想匹配的凹槽,密封齿203插设于球罐1顶面的内壁的凹槽内部,密封齿203与凹槽形成一个迷宫密封。
由于球罐1内部物质进行酯化反应时,产生水蒸气,水蒸气中又携带一些油质,这时需要进行油水分离,水排出,油重新注入到球罐1内部。因此,在上端块2外壁设有与进料通道202贯通连接的回液口204以及排气口205,回液口204以及排气口205与进料通道202贯通连接处位于滑槽201上方。蒸汽管15与排气口205贯通连接,回液管16与回液口204贯通连接。
所述的分水装置包括贯通连接的油水分离罐13以及冷凝罐14,冷凝罐14位于油水分离罐13上方。
蒸汽管15与冷凝罐14贯通连接,回液管16与油水分离罐13贯通连接,回液管16上串联有泵1601。
油水分离罐13底部下方贯通连接排水管1301,所述的排水管1301上设有阀门。
所述的排水管1301与油水分离罐13接口处设有浮板17,浮板17密度小于水的密度、大于分离出的油液的密度。
浮板17底部设有闷盖1702,闷盖1702插入至排水管1301与油水分离罐13接口内部,将排水管1301堵死。
浮板17外部围绕有若干片限位板1302,限位板1302底部与油水分离罐13内部底面固定连接,浮板17与限位板1302之间上下滑动。
浮板17圆周面外部固定有若干个滑块1701,滑块1701滑动设置于相邻两个限位板1302之间,此两个限位板1302顶部之间通过连接板固定连接,这样有效的保证滑块1701不会高出限位板1302,避免液位过高,浮板17脱离限位板1302。
油水分离罐13外部设有两个对称布置的第三伸缩装置18,第三伸缩装置18可以选择电缸、液压缸或气缸。所述的第三伸缩装置18活塞杆末端穿设至油水分离罐13内部、并固定有压板1801,压板1801朝向浮板17的一端为斜面,压板1801压在浮板17上。
所述的球罐1下方设有与其同轴且转动连接的下端块8,下端块8中心设有垂直的下料通道802,所述的下料通道802与出料口104贯通连接,下端块8外部设有与下料通道802贯通连接的出料管801。
所述的下端块8下方设有第二伸缩装置9,第二伸缩装置9活塞杆末端穿设至下料通道802内部、并固定有堵板901。堵板901上升至最高点时,将出料口104密封,堵板901降落至最低点时,位于出料管801下方。
所述的球罐1外侧圆周面中心套设有齿环101,电机11输出轴上固定有皮带轮1101,皮带轮1101与齿环101之间共同套设有同步带12。
分水装置通过蒸汽管15、回液管16与上端块2内部的进料通道202贯通连接。
球罐1外部转动连接有支撑架10,所述的支撑架10包括套设于球罐1外部的两条滑环1001以及若干根连接杆1002,两条滑环1001分别设置于齿环101上下两侧,连接杆1002将滑环1001与底座19固定连接。
上端块2、下端块8、分水装置、电机11均与底座19固定连接。
喹禾糠酯中间体合成用反应釜的使用方法如下,包括以下步骤:
A、L-乳酸、四氢糠醇、催化剂对甲苯硫酸分别通过各自的进料支管302添加至球罐1内部;
B、电机11通过同步带12带动球罐1旋转,搅拌板102对球罐1内部的混合物进行搅拌,使其发生酯化反应;
C、酯化反应过程中产生的水以及一部分油质气化,通过蒸汽管15排入至冷凝罐14内部,冷凝成液态后流入至油水分离罐13中;
D、由于油与水的密度不同,油水分离罐13内部的液体静止后出现分层,水跟油进行分离,当水面高度达到阈值时,第三伸缩装置18控制压板1801回缩,浮板17上浮,水通过排水管1301排出,直至浮板17重新将排水管1301密封;
E、开启泵1601,将油水分离罐13内部剩余的油液通过回液管16重新泵入至球罐1内部;
F、反应完成后,第二伸缩装置9控制堵板901下移,出料口104与出料管801贯通连接,球罐1内部的混合物通过出料管801排出;
G、高压气进气管4向滑槽201内部通入高压气,高压气不参与球罐1内部化合物的反应,高压气推动分配块5,使得气孔502与进料口103贯通连接,高压气流入至球罐1内部,增加球罐1内部压力,利于球罐1排料。
喹禾糠酯中间体合成工艺,包括以下步骤:
A、将L-乳酸、带水剂、四氢糠醇、催化剂对甲苯硫酸添加至反应釜内部;
B、2~4h后停止反应,冷却至室温;
C、将反应釜内部混合物排出,脱溶处理,得到醇酯混合物;
D、减压蒸馏,得到L-乳酸四氢糠酯。
合成 L-乳酸四氢糠醇酯的理论依据为脂肪酸与醇的酯化反应进行较慢,因为酯化反应为可逆,当反应达到平衡时,即行停止。所以,反应过程中,必须使用过量的醇使平衡右移以提高收率。酯化反应一般使用酸来作催化剂,以加快反应速率。酸的作用是把羧酸的羰基质子化,使羰基碳带有更多的正电性,醇就容易发生亲核加成,形成一个四面体中间物,然后质子转移,消除水,再消除质子,形成酯。这个反应过程,是羰基发生加成,再消除,是加成-消除过程,总的结果是羧基碳上由一个亲核试剂置换了羟基,是羧基的亲核取代反应。其反应机理由附图15所示。
通过实验,选定催化剂、带水剂、乳酸和醇的摩尔比、催化剂的用量和反应时间 5个工艺参数考察对 L-乳酸四氢糠酯收率的影响。
1、催化剂对反应收率的影响:
醇酸的摩尔比为 2 : 1,带水剂为环己烷,催化剂按 L-乳酸摩尔数的 2.0%投料,回流反应 5.0 h,改变催化剂的种类,考察其对产品收率的影响,结果见表1:
表1:催化剂对反应收率的影响
序号 催化剂 收率/% 含量/%
1 对甲苯磺酸 60.5 98.7
2 浓硫酸 55.8 98.7
3 732型强酸性阳离子交换树脂 50.2 98.7
4 氯化锌 45.6 98.7
5 硫酸氢钠 42.7 98.7
6 硫酸铁铵 38.6 98.7
由表1可知,适合的催化剂是对甲苯磺酸。
2、带水剂对反应收率的影响:
醇酸的摩尔比为 2 : 1,用对甲苯磺酸作催化剂,催化剂按 L-乳酸摩尔数的 2%
投料,回流反应 5.0 h。改变带水剂的种类,考察其对产品收率的影响,结果见表2:
表2:带水剂对反应收率的影响
序号 带水剂 收率/% 含量/%
1 环已烷 60.5 98.7
2 62.5 98.7
3 四氯化碳 59.1 98.6
4 甲苯 54.3 98.5
由表2可知,合适的带水剂是苯。
3、催化剂用量对反应收率的影响:
醇酸的摩尔比为 2 : 1,用对甲苯磺酸作催化剂,苯作带水剂,回流反应 5.0 h。
改变催化剂的用量,考察其对产品收率的影响,结果见表3。
表3:催化剂的用量对反应收率的影响
序号 催化剂用量/% 收率/% 含量/%
1 1.0 50.7 98.7
2 2.0 62.5 98.7
3 3.0 74.2 98.6
4 4.0 71.5 98.7
5 5.0 66.2 98.6
由表3可知,当催化剂用量超过 3.0%,酯化收率不但不再增加,反而呈下降趋势。其原因可能是:催化剂用量的增大导致了乳酸和目标产物以及乳酸自身的反应机率,从而降低了乳酸和醇反应的几率。所以,催化剂的最佳用量为 L-乳酸摩尔数的3.0%。
4、醇酸摩尔比对反应收率的影响
用对甲苯磺酸作催化剂,苯作带水剂,催化剂用量按 L-乳酸摩尔数的 3.0%投料,回流反应 5.0 h。改变醇酸摩尔比,考察其对产品收率的影响,结果见表4:
表4:醇酸摩尔比对反应收率的影响
序号 醇酸摩尔比 收率/% 含量/%
1 2:1 74.2 98.7
2 2.5:1 78.3 98.7
3 3:1 75.8 98.6
4 3.5:1 72.4 98.6
由表4可知,随着醇酸摩尔比的增大,酯化收率逐渐增大,最后又下降,主要
原因是:酯化反应是可逆反应,增大醇的用量,有利于反应向生成酯的方向进行,从
而提高了产率。但是醇过多,不仅造成生产成本增加,而且会使乳酸浓度太低,不利
于酯化收率的提高,所以,最适宜的醇酸摩尔比为 2.5 : 1。
5、反应时间对反应收率的影响:
用对甲苯磺酸作催化剂,醇酸的摩尔比为 2.5 : 1,苯作带水剂,催化剂用量L-乳酸摩尔数 3.0%投料,改变反应时间,考察其对产品收率的影响,结果见表5:
表5:反应时间对反应收率的影响
序号 反应时间/h 收率/% 含量/%
1 3 77.1 98.6
2 3.5 80.3 98.7
3 4 78.8 98.7
4 4.5 78.6 98.7
5 5 78.3 98.7
由表5可知,随着反应时间的增长,酯化收率明显提高,超过 3.5h后,再延长反应时间,反而收率有所下降。原因可能是:反应达到一定的程度后,延长反应时间,会生成副产物,导致产率的降低。所以,最适宜的反应时间为 3.5h。
同时,实验证明 L-乳酸四氢糠酯的比旋光度不受上述 5 个工艺参数的影响。
通过实验可得L-乳酸四氢糠酯的优化工艺条件:将 L-乳酸(90.0%)、带水剂[苯]、一定量的四氢糠醇和催化剂对甲苯磺酸分别加入到装有搅拌器、分水器和温度计的三颈烧瓶中,醇酸的摩尔比为 2.5 : 1,催化剂用量按 L-乳酸物质的量的 3.0%投料,回流分水下,3.5 h 后停止反应,冷却到室温,脱溶,得到醇酯的混合物,油泵减压蒸馏,得到L-乳酸四氢糠酯(含量92.5%),粗酯收率 85.4%,再减压蒸馏,收集127~129.0 ˚C /37mmHg。精酯收率 80.3%,化学纯度 98.7%,光学纯度 98.8%。比旋光度:[ α ] D20 = -12.53(c=1.00,EtOH)。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明,但是本发明并不限于上述实施方式,在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (9)

1.喹禾糠酯中间体合成用反应釜,其特征在于:
包括球罐(1)、分水装置、电机(11)以及底座(19),
所述的球罐(1)内部设有球状腔体,球状腔体内壁上均布有若干个搅拌板(102),球罐(1)上下两端分别设有进料口(103)以及出料口(104),
所述的球罐(1)上方设有与其转动连接的上端块(2),上端块(2)下端的连接管插设于进料口(103)内部,上端块(2)内部设有垂直的进料通道(202),进料通道(202)下端与进料口(103)贯通连接,进料通道(202)上端贯通连接有总进料管(3),总进料管(3)上设有阀门(301),总进料管(3)末端分别与若干个进料支管(302)以及稳压管(303)贯通连接,
所述的上端块(2)内部设有水平布置的滑槽(201),滑槽(201)与进料通道(202)贯通连接,
滑槽(201)内部滑动设有分配块(5),分配块(5)上沿其滑动方向并列布置有通孔(501)以及气孔(502),垂直布置的通孔(501)直径大于等于进料通道(202)直径,气孔(502)底部敞口布置,气孔(502)背向通孔(501)的一端设有水平布置的气道(503),气道(503)将气孔(502)与滑槽(201)贯通连接,
通孔(501)与气孔(502)之间间隔的距离大于通孔(501)的直径,
上端块(2)外部设有与滑槽(201)贯通连接的高压气进气管(4),高压气进气管(4)与滑槽(201)贯通连接处与气道(503)相对,
所述的滑槽(201)内部设有弹簧(7),所述的弹簧(7)位于分配块(5)背离高压气进气管(4)的一端,
在弹簧(7)的推动下,通孔(501)轴线与进料通道(202)轴线重合,
所述的球罐(1)下方设有与其转动连接的下端块(8),下端块(8)中心设有垂直的下料通道(802),所述的下料通道(802)与出料口(104)贯通连接,下端块(8)外部设有与下料通道(802)贯通连接的出料管(801),
所述的下端块(8)下方设有第二伸缩装置(9),第二伸缩装置(9)活塞杆末端穿设至下料通道(802)内部、并固定有堵板(901),堵板(901)上升至最高点时,将出料口(104)密封,堵板(901)降落至最低点时,位于出料管(801)下方,
所述的球罐(1)外侧圆周面中心套设有齿环(101),电机(11)输出轴上固定有皮带轮(1101),皮带轮(1101)与齿环(101)之间共同套设有同步带(12),
分水装置通过蒸汽管(15)、回液管(16)与上端块(2)内部的进料通道(202)贯通连接,
球罐(1)外部转动连接有支撑架(10),
上端块(2)、下端块(8)、分水装置、支撑架(10)、电机(11)均与底座(19)固定连接。
2.根据权利要求1所述的喹禾糠酯中间体合成用反应釜,其特征在于:
所述的支撑架(10)包括套设于球罐(1)外部的两条滑环(1001)以及若干根连接杆(1002),两条滑环(1001)分别设置于齿环(101)上下两侧,连接杆(1002)将滑环(1001)与底座(19)固定连接。
3.根据权利要求2所述的喹禾糠酯中间体合成用反应釜,其特征在于:
所述的上端块(2)外部固定有第一伸缩装置(6),所述的第一伸缩装置(6)活塞杆末端穿设至滑槽(201)内部,第一伸缩装置(6)活塞杆末端与分配块(5)朝向弹簧(7)的一端固定连接。
4.根据权利要求1或2或3所述的喹禾糠酯中间体合成用反应釜,其特征在于:
所述的上端块(2)底面凸设有若干个密封齿(203),密封齿(203)插设于球罐(1)内壁中,
所述的上端块(2)外壁设有与进料通道(202)贯通连接的回液口(204)以及排气口(205),回液口(204)以及排气口(205)与进料通道(202)贯通连接处位于滑槽(201)上方,
蒸汽管(15)与排气口(205)贯通连接,回液管(16)与回液口(204)贯通连接。
5.根据权利要求4 所述的喹禾糠酯中间体合成用反应釜,其特征在于:
所述的分水装置包括贯通连接的油水分离罐(13)以及冷凝罐(14),冷凝罐(14)位于油水分离罐(13)上方,
蒸汽管(15)与冷凝罐(14)贯通连接,回液管(16)与油水分离罐(13)贯通连接,回液管(16)上串联有泵(1601),
油水分离罐(13)底部下方贯通连接排水管(1301),所述的排水管(1301)上设有阀门。
6.根据权利要求5所述的喹禾糠酯中间体合成用反应釜,其特征在于:
所述的排水管(1301)与油水分离罐(13)接口处设有浮板(17),浮板(17)密度小于水的密度、大于分离出的油液的密度,
浮板(17)底部设有闷盖(1702),闷盖(1702)插入至排水管(1301)与油水分离罐(13)接口内部,
浮板(17)外部围绕有若干片限位板(1302),限位板(1302)底部与油水分离罐(13)内部底面固定连接,
浮板(17)圆周面外部固定有若干个滑块(1701),滑块(1701)滑动设置于相邻两个限位板(1302)之间,
油水分离罐(13)外部设有两个对称布置的第三伸缩装置(18),所述的第三伸缩装置(18)活塞杆末端穿设至油水分离罐(13)内部、并固定有压板(1801),压板(1801)朝向浮板(17)的一端为斜面,压板(1801)压在浮板(17)上。
7.根据权利要求1所述的喹禾糠酯中间体合成用反应釜的喹禾糠酯中间体合成工艺,其特征在于,包括以下步骤:
A、将L-乳酸、带水剂、四氢糠醇、催化剂对甲苯磺酸添加至反应釜内部;
B、2~4h后停止反应,冷却至室温;
C、将反应釜内部混合物排出,脱溶处理,得到醇酯混合物;
D、减压蒸馏,得到L-乳酸四氢糠酯。
8.根据权利要求7所述的喹禾糠酯中间体合成工艺,其特征在于:
步骤A中,L-乳酸与四氢糠醇的摩尔比为2.5:1,催化剂用量为L-乳酸物质的量的3.0%,
带水剂采用苯。
9.根据权利要求8所述的喹禾糠酯中间体合成工艺,其特征在于:
A、L-乳酸、四氢糠醇、催化剂分别通过各自的进料支管(302)添加至球罐(1)内部;
B、电机(11)通过同步带(12)带动球罐(1)旋转,搅拌板(102)对球罐(1)内部的混合物进行搅拌,使其发生酯化反应;
C、酯化反应过程中产生的水以及一部分油质气化,通过蒸汽管(15)排入至冷凝罐(14)内部,冷凝成液态后流入至油水分离罐(13)中;
D、由于油与水的密度不同,油水分离罐(13)内部的液体静止后出现分层,水跟油进行分离,当水面高度达到阈值时,第三伸缩装置(18)控制压板(1801)回缩,浮板(17)上浮,水通过排水管(1301)排出,直至浮板(17)重新将排水管(1301)密封;
E、开启泵(1601),将油水分离罐(13)内部剩余的油液通过回液管(16)重新泵入至球罐(1)内部;
F、反应完成后,第二伸缩装置(9)控制堵板(901)下移,出料口(104)与出料管(801)贯通连接,球罐(1)内部的混合物通过出料管(801)排出;
G、高压气进气管(4)向滑槽(201)内部通入高压气,高压气不参与球罐(1)内部化合物的反应,高压气推动分配块(5),使得气孔(502)与进料口(103)贯通连接,高压气流入至球罐(1)内部,增加球罐(1)内部压力,利于球罐(1)排料。
CN202110252687.8A 2021-03-09 2021-03-09 喹禾糠酯中间体合成用反应釜及工艺 Active CN112934160B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110252687.8A CN112934160B (zh) 2021-03-09 2021-03-09 喹禾糠酯中间体合成用反应釜及工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110252687.8A CN112934160B (zh) 2021-03-09 2021-03-09 喹禾糠酯中间体合成用反应釜及工艺

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112934160A CN112934160A (zh) 2021-06-11
CN112934160B true CN112934160B (zh) 2022-05-03

Family

ID=76228842

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110252687.8A Active CN112934160B (zh) 2021-03-09 2021-03-09 喹禾糠酯中间体合成用反应釜及工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112934160B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114225730B (zh) * 2021-12-24 2024-04-26 湖北省吉美化妆品有限公司 乳液类护肤品乳化装置及乳化工艺

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU7433296A (en) * 1995-10-18 1997-05-07 Randy Aulbaugh Chemical separation and reaction apparatus
CN104338503A (zh) * 2013-07-30 2015-02-11 常州市松盛香料有限公司 利用硫酸氢钠催化制备丁二酸二乙酯的装置
CN207385438U (zh) * 2017-10-31 2018-05-22 深州市联富塑胶科技有限公司 新型高压电加热反应釜

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU7433296A (en) * 1995-10-18 1997-05-07 Randy Aulbaugh Chemical separation and reaction apparatus
CN104338503A (zh) * 2013-07-30 2015-02-11 常州市松盛香料有限公司 利用硫酸氢钠催化制备丁二酸二乙酯的装置
CN207385438U (zh) * 2017-10-31 2018-05-22 深州市联富塑胶科技有限公司 新型高压电加热反应釜

Also Published As

Publication number Publication date
CN112934160A (zh) 2021-06-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112934160B (zh) 喹禾糠酯中间体合成用反应釜及工艺
CN214765341U (zh) 球罐式反应釜
CN212732158U (zh) 一种对苯二胺生产用反应釜
CN210737293U (zh) 一种沥青加热罐
CN110790667A (zh) 一种用于合成油酸异辛酯的连续酯化工艺
CN115722154A (zh) 一种巴豆酸生产系统及工艺
CN105601539A (zh) 一种脂肪族或环族二氨基甲酸酯的反应及提纯系统及工艺
CN219051283U (zh) 一种液体肥料的自动生产装置
CN216630748U (zh) 高纯度苯基乙酰乙酸乙酯的生产装置
CN210512463U (zh) 一种ddgs饲料干燥装置
CN208829569U (zh) 一种用于合成三氟乙醇的装置
CN217910329U (zh) 一种二乙基甲苯二胺合成装置
CN214514588U (zh) 2,4-二叔丁基苯酚生产系统
CN212189113U (zh) 一种癸酸亚锡的合成装置
CN211099071U (zh) 一种用于合成油酸异辛酯的连续酯化设备
CN201280531Y (zh) 一种制备三甲胺的生产装置
CN215586482U (zh) 一种用于乙螨唑的合成反应系统
CN217265577U (zh) 一种夹套式u型焦油木醋收集装置
CN112076700A (zh) 一种酯化釜及其应用方法
CN209348633U (zh) 一种离子液体制备生物柴油反应器
CN115611762B (zh) 一种除草剂的连续化生产工艺
CN211216630U (zh) 一种木糖液制备糠醛的压力反应萃取装置
CN219815883U (zh) 一种水性乳液生产用搅拌装置
CN214106778U (zh) 一种生产亚磷酸三甲酯的处理装置
CN214916082U (zh) 一种异辛烷生产用高效混合装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant