CN1291956C - 由长叶烯制取异长叶烯的方法及其制备装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种由长叶烯制取异长叶烯的方法及其制备装置，是以大孔强酸性阳离子交换树脂为催化剂，按长叶烯与大孔强酸性阳离子交换树脂质量比，将长叶烯加入大孔强酸性阳离子交换树脂，反应后过滤除去作为催化剂的大孔强酸性阳离子交换树脂，得到异长叶烯；装置由反应器和加热夹套组成，加热夹套套设在反应器上，加热夹套由夹套体和线圈形加热元件组成，线圈形加热元件设在夹套体上；本发明具有耐磨性能好，抗氧化性能好，交换速度快，抗有机物污染能力强，可以对大的有机离子进行交换，易于再生等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种异长叶烯的方法及其制备装置，尤其涉及一种由长叶烯制取异长叶烯的方法及其制备装置。
背景技术
异长叶烯(Isolongifolene)是一种广泛应用于化妆品和日用化学品的香料，有木香、龙涎香和岩兰草油香味，具有加香、定香、增香作用，还是异长叶烷酮等香料的原料。异长叶烯是由长叶烯经碳正离子进行Wagner-Meerwein重排异构反应得到的。目前，生产工艺中使用硫酸和冰乙酸做反应催化剂造成设备腐蚀严重、生产成本高、对环境造成严重污染等问题。另外其产品的纯度只能达到80％，不能满足香料行业的要求。徐景士等用TiO2/S2O82-固体超强酸催化长叶烯异构化反应，使长叶烯转化率达到100％，异长叶烯得率达到95.6％，但催化剂的回收利用和重复使用效果不理想，难以工业化实施。杨毅融等用阳离子交换树脂为催化剂，将55％-75％的长叶烯异构化反应，其最佳结果使异长叶烯含量只能达到69.1％。
技术方案
本发明提供一种催化剂的回收利用或重复使用、易于工业化生产且长叶烯转化率和异长叶烯得率高的由长叶烯制取异长叶烯的方法及其制备装置。
本发明采用如下技术方案：
本发明所述方法如下：
一种由长叶烯制取异长叶烯的方法，是以孔径大于8nm的大孔强酸性阳离子交换树脂为催化剂，按长叶烯与大孔强酸性阳离子交换树脂之比为100∶(1-50)的质量比，将长叶烯加入大孔强酸性阳离子交换树脂，在40-80℃下反应0.5小时以上，过滤除去作为催化剂的大孔强酸性阳离子交换树脂，得到异长叶烯。
本发明所述装置如下：
一种用于异长叶烯的制备装置，其特征在于由反应器和加热夹套组成，加热夹套套设在反应器上，在反应器上设有原料液入口和反应液出口，在反应器内设有大孔强酸性阳离子交换树脂，加热夹套由夹套体和线圈形加热元件组成，线圈形加热元件设在夹套体上。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
(1)本发明选用了大孔强酸性阳离子交换树脂，该树脂不同于普通的无孔型离子交换树脂，反应物能在孔内被吸附、滞留、反应、交换。反应的选择性、转化率都高于其他类型的离子交换树脂。大孔强酸性阳离子交换树脂与通常的凝胶型离子交换树脂一样，都是带有离子交换基团和具有网状结构的高分子化合物。它们的区别在于骨架结构不同。凝胶型共聚体中交联形成的是分子链之间的网状微孔，其网孔直径一般在2～4nm。大孔共聚体具有类似多孔海绵的孔结构，孔直径一般为20～100nm以上。因此在有机溶剂中，它的分子网的扩大并不显著，所以大孔离子交换树脂比凝胶离子交换树脂具有更多的优点：①耐磨性能好；②抗氧化性能好；③交换速度快；④抗有机物污染能力强；⑤可以对大的有机离子进行交换；⑥易于再生，且再生剂用量少。本发明使用大孔强酸性阳离子交换树脂进行长叶烯的异构反应，在相同反应条件下，与其它阳离子交换树脂比，有以下优点：①选择性好，使异长叶烯产品的含量可以达到98％，而通常普通的阳离子交换树脂只能达到60％。②反应温度低，可以在80℃以下反应，节约了能源，反应副产物少，使产物分馏简便，节约了设备投资。③对于高纯度异长叶烯(含量达90％以上)，还没有生产技术能制备生产，使用普通的阳离子交换树脂无法实现，本发明选择使用了大孔阳离子交换树脂，由于具有大孔结构，所以能达到这一特有的催化效果。④耐磨性好，抗氧化，抗污染，交换速度快，无需再生，能长期使用，降低了生产成本。⑤本发明选择在40～80℃下反应，即用100份的长叶烯(98％)，1～50份的大孔强酸性阳离子交换树脂，在40～80℃，搅拌反应0.5～15h，静止过滤后取样用气相色谱分析，分析结果；异长叶烯含量96～98％，异构副产物含量2～4％。
(2)本发明使用从中国马尾松松脂中分离得到的高纯度长叶烯，用大孔强酸性阳离子交换树脂为异构化反应催化剂，在80℃下低温反应，基本保持了原有的天然纯正品质，反应产物含量高。
(3)本发明的工艺过程中无三废产生，催化剂能反复多次重复使用。反应过程能采用间歇式反应器和连续反应器反应。节约了生产成本，提高了产品质量。
(4)本发明所述制备装置，能够实现上述条件下的反应，可使长叶烯得到连续转化，异长叶烯连续获得，实现了连续生产，从而使本发明适合于工业化生产。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图。
具体实施方式
实施例1
一种由长叶烯制取异长叶烯的方法，是以孔径大于8nm的大孔强酸性阳离子交换树脂为催化剂，按长叶烯与大孔强酸性阳离子交换树脂之比为100∶(1-50)的质量比，将长叶烯加入大孔强酸性阳离子交换树脂，在40-80℃下反应0.5小时以上，过滤除去作为催化剂的大孔强酸性阳离子交换树脂，得到异长叶烯。在本实施例中，以含有81％-98％的长叶烯作为原料，按长叶烯与大孔强酸性阳离子交换树脂之比为100∶(1-50)的质量比，将上述原料加入孔径介于20～100nm的大孔强酸性阳离子交换树脂搅拌反应0.5-15小时，上述81％-98％的长叶烯是从中国马尾松松脂中分离得到。
实施例2
一种用于异长叶烯的制备装置，由反应器2和加热夹套3组成，加热夹套3套设在反应器2上，在反应器2上设有原料液入口21和反应液出口22，在反应器2内设有大孔强酸性阳离子交换树脂4，加热夹套3由夹套体和线圈形加热元件31组成，线圈形加热元件31设在夹套体上，上述线圈形加热元件31为加热线圈，或者，线圈形加热元件31为线圈形加热管，在反应器2的原料液入口21上连通有高位槽1，在反应器2反应液出口22上连通有储液槽5。
实施例3
一种由长叶烯制取异长叶烯的方法，是将100份的含有81％的长叶烯，1份的大孔强酸性阳离子交换树脂(沧州宝恩化工有限公司生产D001型)。在80℃下反应0.5小时，取样气相色谱分析，长叶烯含量未测到，异长叶烯80％。
实施例4
一种由长叶烯制取异长叶烯的方法，是将100份的含有98％的长叶烯，21份的大孔强酸性阳离子交换树脂(杭州争光树脂有限公司生产CD550型)在75℃下搅拌反应10小时，取样气相色谱分析，长叶烯含量未测到，异长叶烯含量96％。
实施例5
一种由长叶烯制取异长叶烯的方法，是将100份的含有90％的长叶烯，30份的大孔强酸性阳离子交换树脂(山东东大化学工业(集团)公司生产D001MB型)在70℃下搅拌反应4小时，取样气相色谱分析，长叶烯未测到，异长叶烯含量89％。
实施例6
一种由长叶烯制取异长叶烯的方法，是将100份的含有86％的长叶烯，50份的大孔强酸性阳离子交换树脂(南开大学化工厂生产NKC-9型)在65℃搅拌反应0.5小时，取样色谱分析，长叶烯未测到，异长叶烯含量85％。
实施例7
一种由长叶烯制取异长叶烯的方法，是将100份的含有90％的长叶烯，1份大孔强酸性阳离子交换树脂(江苏苏青水处理工程集团有限公司生产D002型)在40℃下搅拌反应15小时，取样色谱分析，长叶烯未测到，异长叶烯含量89％。
实施例8
一种由长叶烯制取异长叶烯的方法，是将大孔强酸性阳离子交换树脂(南开大学化工厂生产D072型)加入一个可以加热恒温的内置大孔强酸性阳离子交换树脂的连续反应器固定床，用含81％的长叶烯在40℃下以1ml/min的流量通过反应器。取样色谱分析，长叶烯未测到，异长叶烯含量80％。
实施例9
一种由长叶烯制取异长叶烯的方法，是将大孔强酸性阳离子交换树脂(杭州争光树脂有限公司生产CD650型)加入一个可以加热恒温的内置大孔强酸性阳离子交换树脂的连续反应器固定床，用含98％的长叶烯，在80℃下，以70ml/min的流量通过反应器，取样色谱分析，长叶烯未测到，异长叶烯含量98％。
实施例10
一种由长叶烯制取异长叶烯的方法，是将大孔强酸性阳离子交换树脂(南开大学化工厂生产NKC-9型)，加入一个可以加热恒温的内置大孔强酸性阳离子交换树脂的连续化反应器固定床，用含89％的长叶烯在80℃下，以20ml/min的流量通过反应器，取样色谱分析，长叶烯未测到，异长叶烯含量88％。
Claims (7)
1、一种由长叶烯制取异长叶烯的方法，其特征在于以孔径大于8nm的大孔强酸性阳离子交换树脂为催化剂，按长叶烯与大孔强酸性阳离子交换树脂之比为100∶(1-50)的质量比，将长叶烯加入大孔强酸性阳离子交换树脂，在40-80℃下反应0.5小时以上，过滤除去作为催化剂的大孔强酸性阳离子交换树脂，得到异长叶烯。
2、根据权利要求1所述的由长叶烯制取异长叶烯的方法，其特征在于以含有81％-98％的长叶烯作为原料，按长叶烯与大孔强酸性阳离子交换树脂之比为100∶(1-50)的质量比，将上述原料加入孔径介于20～100nm的大孔强酸性阳离子交换树脂搅拌反应0.5-15小时。
3、根据权利要求2所述的由长叶烯制取异长叶烯的方法，其特征在于81％-98％的长叶烯是从中国马尾松松脂中分离得到。
4、一种用于实施权利要求1所述方法的制备装置，其特征在于由反应器(2)和加热夹套(3)组成，加热夹套(3)套设在反应器(2)上，在反应器(2)上设有原料液入口(21)和反应液出口(22)，在反应器(2)内设有大孔强酸性阳离子交换树脂(4)，加热夹套(3)由夹套体和线圈形加热元件(31)组成，线圈形加热元件(31)设在夹套体上。
5、根据权利要求4所述的制备装置，其特征在于线圈形加热元件(31)为加热线圈。
6、根据权利要求4所述的制备装置，其特征在于线圈形加热元件(31)为线圈形加热管。
7、根据权利要求4、5或6所述的制备装置，其特征在于在反应器(2)的原料液入口(21)上连通有高位槽(1)，在反应器(2)反应液出口(22)上连通有储液槽(5)。
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