CN112934160B - 喹禾糠酯中间体合成用反应釜及工艺 - Google Patents
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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
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 | 苯 | 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。
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Citations (3)
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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 |
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