CN210885877U - 一种高含量环格蓬酯合成香料的生产装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高含量环格蓬酯合成香料的生产装置，采用本装置可得到高含量环格蓬酯合成香料，缩短了工艺流程，提高反应的产率。采用重氮乙酸乙酯与环己醇为起始原料，经O‑H插入反应、皂化和酸化得到环己氧基乙酸后，再以固体酸催化与烯丙醇缩合后，生产环格蓬酯合成香料，大大缩短了反应时间，提高了本质安全性。采用自动反冲洗过滤技术实现无水碳酸钠干燥脱水操作的固液分离，工艺流程相对简短。

Description

一种高含量环格蓬酯合成香料的生产装置

技术领域

本实用新型属于有机合成的生产装置技术领域，具体涉及一种高含量环格蓬酯合成香料的生产装置。

背景技术

环格蓬酯，CAS号68901-15-5，化学名称环己氧基乙酸烯丙酯，是一种重要的环格蓬酯类合成香料，无色液体，具有强烈的格蓬似的青香香气，并伴有果香香韵，广泛应用于日化香精配方中，主要用于皂用香精、合成洗涤剂香精配方中，用量为0.1％，也可用于香水、化妆品、空气清新剂等各种产品的加香。

传统的环格蓬酯生产方法为，首先通过Williamson反应制备环己氧基乙酸, 收率在80％左右,然后以硫酸、高氯酸、对甲苯磺酸等作催化剂,与丙烯醇经酯化反应得到环格蓬酯；合成环己氧基乙酸这一中间体就成为制备环己氧基乙酸烯丙酯的关键，合成环己氧基乙酸首先需要制备环己氧基钠,目前报道主要有3 种方法:一是以金属钠作为反应试剂，与环己醇反应脱氢制备环己醇钠,再在二甲苯作为溶剂与氯乙酸反应脱氯化钠制备环己氧基乙酸，反应要求在无水体系下进行,工艺难度大,使用金属钠危险性高,很难实现工业化生产；二是以氢化钠作为反应试剂,在四氢呋喃作为溶剂下和环己醇反应生产醇钠后，再在二甲基亚砜溶液下与氯乙酸反应生成环己氧基乙酸钠，然后在强酸条件下酸化制备环己氧基乙酸，反应采用了氢化钠，对反应体系要求极其严格，要求反应体系无水、低温、使用大量有机溶剂,且有氢气产生，反应条件苛刻，操作繁杂,原料成本高，不适宜于工业化规模生产；三是以NaOH作为反应催化剂,氯乙酸钠和环己醇反应生成环己氧基乙酸钠，然后经酸化后得到环己氧基乙酸，采用该路线反应收率低,反应时间长，后处理难度大，不适宜于工业化生产。另外酯化反应步骤中采用的酸催化剂硫酸等作为传统酯化催化剂价格低廉,催化效果较好而沿用至今,但它对设备腐蚀严重,含酸废水污染环境。

实用新型内容

本实用新型提供的一种高含量环格蓬酯合成香料的生产装置，缩短了工艺流程，提高反应的产率。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现：

一种高含量环格蓬酯合成香料的生产装置，包括：配料锅、重氮乙酸乙酯高位槽、二氯乙烷高位槽、30％重氮乙酸乙酯-二氯乙烷高位槽、环己醇高位槽、反应釜、滴加泵、自动反冲洗精密过滤器A、釜式蒸馏塔、冷凝器A、二氯乙烷接收罐、环己醇真空接收罐、氢氧化钠溶液配置釜、浓盐酸地槽、盐酸溶液配置釜、饱和氯化钠溶液配置釜、10％氢氧化钠溶液高位槽、15％盐酸高位槽、饱和氯化钠高位槽、酸化釜、环己氧基乙酸高位槽、烯丙醇高位槽、环己烷高位槽、酯化反应釜、螺旋板换热器、环己烷/水接收罐、自动反冲洗精密过滤器B、洗涤釜、釜式精馏塔、冷凝器B、烯丙醇真空接收罐、产品真空接收罐、产品暂存罐；

所述的配料锅分别通过管道与重氮乙酸乙酯高位槽和二氯乙烷高位槽连接；30％重氮乙酸乙酯-二氯乙烷高位槽分别通过物料泵和滴加泵与配料锅和反应釜连接；反应釜设置有固相催化剂手孔投料口和氮气接口；反应釜分别通过管道与二氯乙烷高位槽和环己醇高位槽连接；自动反冲洗精密过滤器A分别通过反应釜内U型管、物料泵和管道与反应釜、二氯乙烷高位槽和釜式蒸馏塔的蒸馏釜连接；二氯乙烷接收罐分别通过冷凝器A和物料泵与釜式蒸馏塔的塔顶和二氯乙烷高位槽连接；环己醇真空接收罐分别通过冷凝器A和物料泵与釜式蒸馏塔的塔顶和环己醇高位槽连接；10％氢氧化钠溶液高位槽分别通过防腐物料泵和管道与氢氧化钠溶液配置釜和酸化釜连接；浓盐酸地槽通过防腐物料泵与盐酸溶液配置釜连接；15％盐酸高位槽分别通过防腐物料泵和管道与盐酸溶液配置釜和酸化釜连接；饱和氯化钠高位槽分别通过物料泵和管道与饱和氯化钠溶液配置釜和酸化釜连接；酸化釜分别通过物料泵与饱和氯化钠溶液配置釜和环己氧基乙酸高位槽连接；环己氧基乙酸高位槽、烯丙醇高位槽和环己烷高位槽分别通过管道与酯化反应釜连接；环己烷/水接收罐通过螺旋板换热器与酯化反应釜自带的蒸馏塔塔顶连接；自动反冲洗精密过滤器B分别通过酯化反应釜内U 型管、物料泵和管道与酯化反应釜、环己烷高位槽和洗涤釜连接；洗涤釜分别通过管道和物料泵与10％氢氧化钠溶液高位槽和釜式精馏塔的精馏釜连接；烯丙醇真空接收罐分别通过冷凝器B和物料泵与釜式精馏塔的塔顶和烯丙醇高位槽连接；产品真空接收罐分别通过冷凝器B和管道与釜式精馏塔的塔顶和产品暂存罐连接。

进一步，所述的釜式蒸馏塔内填充cy500不锈钢波纹填料。

进一步，所述的所述的釜式精馏塔内填充cy700不锈钢波纹填料。

进一步，环己烷和水的共沸物收集到环己烷/水接收罐中后，经萃取精馏分水处理后打入环己烷高位槽循环利用。

固相催化剂的自动反冲洗过滤采取以下方式处理：

固体铑系催化剂和固体酸催化剂的自动反冲洗过滤采取以下方式处理：从溶剂高位槽用化工打料泵向脱水釜自动反冲洗精密过滤器打入反应溶剂，并通过反应液暂存槽的氮气入口通入氮气，将固体铑系催化剂或固体酸催化剂加压反冲洗至釜内，进行下批次操作时套用。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的高含量环格蓬酯合成香料的生产装置，采用本装置可得到高含量环格蓬酯合成香料，缩短了工艺流程，提高反应的产率。采用重氮乙酸乙酯与环己醇为起始原料，经O-H插入反应、皂化和酸化得到环己氧基乙酸后，再以固体酸催化与烯丙醇缩合后，生产环格蓬酯合成香料，大大缩短了反应时间，提高了本质安全性。采用自动反冲洗过滤技术实现无水碳酸钠干燥脱水操作的固液分离，工艺流程相对简短。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的具体实施方式中予以详细说明。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型高含量环格蓬酯合成香料的生产装置的示意图；

图中标号说明：1、配料锅，2、重氮乙酸乙酯高位槽，3、二氯乙烷高位槽， 4、30％重氮乙酸乙酯-二氯乙烷高位槽，5、环己醇高位槽，6、反应釜，7、滴加泵，8、自动反冲洗精密过滤器A，9、釜式蒸馏塔，10、冷凝器A，11、二氯乙烷接收罐，12、环己醇真空接收罐，13、氢氧化钠溶液配置釜，14、浓盐酸地槽，15、盐酸溶液配置釜，16、饱和氯化钠溶液配置釜，17、10％氢氧化钠溶液高位槽，18、15％盐酸高位槽，19、饱和氯化钠高位槽，20、酸化釜，21、环己氧基乙酸高位槽，22、烯丙醇高位槽，23、环己烷高位槽，24、酯化反应釜， 25、螺旋板换热器，26、环己烷/水接收罐，27、自动反冲洗精密过滤器B，28、洗涤釜，29、釜式精馏塔，30、冷凝器B，31、烯丙醇真空接收罐，32、产品真空接收罐，33、产品暂存罐。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1所示，一种高含量环格蓬酯合成香料的生产装置，包括：配料锅1、重氮乙酸乙酯高位槽2、二氯乙烷高位槽3、30％重氮乙酸乙酯-二氯乙烷高位槽4、环己醇高位槽5、反应釜6、滴加泵7、自动反冲洗精密过滤器A8、釜式蒸馏塔9、冷凝器A10、二氯乙烷接收罐11、环己醇真空接收罐12、氢氧化钠溶液配置釜13、浓盐酸地槽14、盐酸溶液配置釜15、饱和氯化钠溶液配置釜16、10％氢氧化钠溶液高位槽17、15％盐酸高位槽18、饱和氯化钠高位槽19、酸化釜20、环己氧基乙酸高位槽21、烯丙醇高位槽22、环己烷高位槽23、酯化反应釜24、螺旋板换热器25、环己烷/水接收罐26、自动反冲洗精密过滤器 B27、洗涤釜28、釜式精馏塔29、冷凝器B30、烯丙醇真空接收罐31、产品真空接收罐32、产品暂存罐33；

所述的配料锅1分别通过管道与重氮乙酸乙酯高位槽2和二氯乙烷高位槽 3连接；30％重氮乙酸乙酯-二氯乙烷高位槽4分别通过物料泵和滴加泵7与配料锅1和反应釜6连接；反应釜6设置有固相催化剂手孔投料口和氮气接口；反应釜6分别通过管道与二氯乙烷高位槽3和环己醇高位槽5连接；自动反冲洗精密过滤器A 8分别通过反应釜6内U型管、物料泵和管道与反应釜6、二氯乙烷高位槽3和釜式蒸馏塔9的蒸馏釜连接；二氯乙烷接收罐11分别通过冷凝器A10和物料泵与釜式蒸馏塔9的塔顶和二氯乙烷高位槽3连接；环己醇真空接收罐12分别通过冷凝器A10和物料泵与釜式蒸馏塔9的塔顶和环己醇高位槽5连接；10％氢氧化钠溶液高位槽17分别通过防腐物料泵和管道与氢氧化钠溶液配置釜13和酸化釜20连接；浓盐酸地槽14通过防腐物料泵与盐酸溶液配置釜15 连接；15％盐酸高位槽18分别通过防腐物料泵和管道与盐酸溶液配置釜15和酸化釜20连接；饱和氯化钠高位槽19分别通过物料泵和管道与饱和氯化钠溶液配置釜16和酸化釜20连接；酸化釜20分别通过物料泵与饱和氯化钠溶液配置釜16和环己氧基乙酸高位槽21连接；环己氧基乙酸高位槽21、烯丙醇高位槽 22和环己烷高位槽23分别通过管道与酯化反应釜24连接；环己烷/水接收罐26通过螺旋板换热器25与酯化反应釜24自带的蒸馏塔塔顶连接；自动反冲洗精密过滤器B27分别通过酯化反应釜24内U型管、物料泵和管道与酯化反应釜 24、环己烷高位槽23和洗涤釜28连接；洗涤釜28分别通过管道和物料泵与10％氢氧化钠溶液高位槽17和釜式精馏塔29的精馏釜连接；烯丙醇真空接收罐31 分别通过冷凝器B30和物料泵与釜式精馏塔29的塔顶和烯丙醇高位槽22连接；产品真空接收罐32分别通过冷凝器B30和管道与釜式精馏塔29的塔顶和产品暂存罐33连接。

所述的釜式蒸馏塔9内填充cy500不锈钢波纹填料。所述的所述的釜式精馏塔29内填充cy700不锈钢波纹填料。

环己烷和水的共沸物收集到环己烷/水接收罐26中后，经萃取精馏分水处理后打入环己烷高位槽23循环利用。

该高含量环格蓬酯合成香料的生产装置的生产方法，具体如下：

S1：分别从重氮乙酸乙酯高位槽2和二氯乙烷高位槽3，计量向配料锅1中加入重氮乙酸乙酯和二氯乙烷，开启搅拌器，搅拌均匀，配置成30％重氮乙酸乙酯-二氯乙烷溶液，转移到30％重氮乙酸乙酯-二氯乙烷高位槽4中备用；

S2：先通过手孔向反应釜6中投入固体铑系催化剂，然后分别通过二氯乙烷高位槽3和环己醇高位槽5，计量向反应釜6中加入二氯乙烷和环己醇，开启搅拌器，从反应釜6氮气入口持续向反应釜6中通入氮气；

S3：打开反应釜6蒸汽阀门开始加热至釜温60-80℃，从30％重氮乙酸乙酯 -二氯乙烷高位槽4，通过滴加泵7向反应釜6滴加步骤S1配置的重氮乙酸乙酯 -二氯乙烷溶液，滴加时间控制在4-8h，滴加结束后继续保温反应2-4h后，结束反应，开启循环冷却水将反应釜6釜温降低至室温；

S4：通过自动反冲洗精密过滤器A8对反应液进行过滤，液相的反应液通过氮气压力压送到釜式蒸馏塔9的蒸馏釜中，从二氯乙烷高位槽3将二氯乙烷反冲洗固相催化剂至反应釜6内进行下一批次的反应套用；

S5：开启釜式蒸馏塔9的蒸馏法蒸汽阀门，将釜温升高至57-60℃，常压回收二氯乙烷，经冷凝器A10冷凝后收集到二氯乙烷接收罐11后转移到二氯乙烷高位槽3循环利用，当塔顶不出料或塔顶温度下降时，结束回收二氯乙烷。开启低真空，减压回收过量的环己醇，经冷凝器A10冷凝后收集到环己醇真空接收罐12后转移到环己醇高位槽5中循环利用；

S6：将釜式蒸馏塔9内的釜底反应液，通过入物料泵转移到酸化釜20中；

S7：先向氢氧化钠溶液配置釜13中计量加入清水，开启搅拌器，从手孔称重计量投入氢氧化钠，搅拌均匀，配置成10％氢氧化钠溶液，利用防腐物料泵打入到10％氢氧化钠溶液高位槽17中备用；

S8：向盐酸溶液配置釜15中计量加入清水，开启搅拌器，再利用防腐物料泵从浓盐酸地槽14中，向盐酸溶液配置釜15计量加入浓盐酸，搅拌均匀，配置成15％盐酸溶液，利用防腐物料泵打入到15％盐酸高位槽18中备用；

S9：向饱和氯化钠溶液配置釜16中计量加入清水，开启搅拌器，从手孔称重计量投入氯化钠，搅拌，配置成饱和氯化钠溶液，转移到饱和氯化钠高位槽 19中备用；

S10：从10％氢氧化钠溶液高位槽17，将步骤S7配置的10％氢氧化钠溶液计量加入到酸化釜20中，开启酸化釜20蒸汽阀门，将釜温升高至60℃，反应3-5h 后结束反应，将釜温降低至室温；

S11：从15％盐酸高位槽18，将步骤S8配置的15％盐酸计量加入到酸化釜 20中，调节酸化釜20中反应液的pH值，至反应液pH＝2.5-3.0为止；静置分层 2h，分出水层送至污水处理站进行处理；

S12：从饱和氯化钠高位槽19，将步骤S9配置的饱和氯化钠计量向酸化釜 20内的油层加入饱和氯化钠溶液进行洗涤3次，分出第一次洗涤水层送往污水处理站处理，后二次洗涤分层的水层用物料泵打入到饱和氯化钠溶液配置釜16 中循环使用。经饱和氯化钠溶液洗涤后的油层，得到环己氧基乙酸，打入到转移到环己氧基乙酸高位槽15中；

S13：分别从烯丙醇高位槽22和环己烷高位槽23，向带塔的酯化反应釜24 内计量加入烯丙醇和带水剂环己烷，通过手孔加入固体酸催化剂和阻聚剂，再从环己氧基乙酸高位槽21将步骤S12得到的环己氧基乙酸转移到酯化反应釜24 中，开启酯化反应釜24蒸汽阀门，将釜温升至60-65℃，反应2-4h，反应过程中，及时从酯化反应釜24的塔顶及时分出环己烷和水，经螺旋板换热器25冷凝后，将环己烷和水的共沸物收集到环己烷/水接收罐26中，待集中分离提纯环己烷循环利用；

S14：经气相色谱检测环己氧基乙酸的含量在0.5％以下时，结束反应，通过自动反冲洗过滤器B27将固相反冲洗至酯化反应釜24内进行下批次的操作，得到液相的环格蓬酯粗品，转移到洗涤釜28中；

S15：从10％氢氧化钠溶液高位槽17向洗涤釜28计量加入10％氢氧化钠溶液，开启搅拌器，搅拌1-2h，静置分层，分出水层转移到污水处理站进行处理，油层计量加入清水洗涤3次，静置分层，分出水层转移到污水处理站处理，油层转移到釜式精馏塔29的精馏釜中；

S16：开启精馏釜蒸汽阀门，将精馏釜升温，开启低真空，减压蒸馏收集过量的烯丙醇，回收的烯丙醇经冷凝器B30冷凝后，收集到烯丙醇真空接收罐31，转移到烯丙醇高位槽22循环套用，再开启高真空，减压蒸馏收集环格蓬酯，经冷凝器B30冷凝，收集到产品真空接收罐32后，转移到产品暂存罐33中，得到环格蓬酯香料产品；

S17：从产品暂存罐33取样经过检测，环格蓬酯香料产品的纯度含量达到99.29％，烯丙醇含量0.03％。

本实用新型提供了一种以采用重氮乙酸乙酯与环己醇为起始原料，经O-H 插入反应、皂化和酸化得到环己氧基乙酸后，再以固体酸催化与烯丙醇缩合后，生产环格蓬酯合成香料大大缩短了反应时间，提高了本质安全性，且生产得到的环格蓬酯含量高达99％以上，其中烯丙醇含量控制在0.1％以下，避免烯丙醇含量过高所导致的在最终的化妆品中缓发的刺激性问题。另外固体酸催化剂 Yb-MoO₃/Al₂O₃-ZrO₂具有容易与液相反应体系分离、不腐蚀设备、后处理简单的优点，克服了现有液体酸对设备腐蚀和含酸废水污染环境的问题，而且选择性高，在较低温度下即可进行，节省了能耗，减少了副反应的发生，能大大提高生产效率，制备的环格蓬酯收率高达98％以上，具有强烈的格蓬香气和果香香气，香气纯正柔和。

以上内容仅仅是对本实用新型结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种高含量环格蓬酯合成香料的生产装置，其特征在于：包括：配料锅(1)、重氮乙酸乙酯高位槽(2)、二氯乙烷高位槽(3)、30％重氮乙酸乙酯-二氯乙烷高位槽(4)、环己醇高位槽(5)、反应釜(6)、滴加泵(7)、自动反冲洗精密过滤器A(8)、釜式蒸馏塔(9)、冷凝器A(10)、二氯乙烷接收罐(11)、环己醇真空接收罐(12)、氢氧化钠溶液配置釜(13)、浓盐酸地槽(14)、盐酸溶液配置釜(15)、饱和氯化钠溶液配置釜(16)、10％氢氧化钠溶液高位槽(17)、15％盐酸高位槽(18)、饱和氯化钠高位槽(19)、酸化釜(20)、环己氧基乙酸高位槽(21)、烯丙醇高位槽(22)、环己烷高位槽(23)、酯化反应釜(24)、螺旋板换热器(25)环己烷/水接收罐(26)、自动反冲洗精密过滤器B(27)、洗涤釜(28)、釜式精馏塔(29)、冷凝器B(30)、烯丙醇真空接收罐(31)、产品真空接收罐(32)、产品暂存罐(33)；

所述的配料锅(1)分别通过管道与重氮乙酸乙酯高位槽(2)和二氯乙烷高位槽(3)连接；30％重氮乙酸乙酯-二氯乙烷高位槽(4)分别通过物料泵和滴加泵(7)与配料锅(1)和反应釜(6)连接；反应釜(6)设置有固相催化剂手孔投料口和氮气接口；反应釜(6)分别通过管道与二氯乙烷高位槽(3)和环己醇高位槽(5)连接；自动反冲洗精密过滤器A(8)分别通过反应釜(6)内U型管、物料泵和管道与反应釜(6)、二氯乙烷高位槽(3)和釜式蒸馏塔(9)的蒸馏釜连接；二氯乙烷接收罐(11)分别通过冷凝器A(10)和物料泵与釜式蒸馏塔(9)的塔顶和二氯乙烷高位槽(3)连接；环己醇真空接收罐(12)分别通过冷凝器A(10)和物料泵与釜式蒸馏塔(9)的塔顶和环己醇高位槽(5)连接；10％氢氧化钠溶液高位槽(17)分别通过防腐物料泵和管道与氢氧化钠溶液配置釜(13)和酸化釜(20)连接；浓盐酸地槽(14)通过防腐物料泵与盐酸溶液配置釜(15)连接；15％盐酸高位槽(18)分别通过防腐物料泵和管道与盐酸溶液配置釜(15)和酸化釜(20)连接；饱和氯化钠高位槽(19)分别通过物料泵和管道与饱和氯化钠溶液配置釜(16)和酸化釜(20)连接；酸化釜(20)分别通过物料泵与饱和氯化钠溶液配置釜(16)和环己氧基乙酸高位槽(21)连接；环己氧基乙酸高位槽(21)、烯丙醇高位槽(22)和环己烷高位槽(23)分别通过管道与酯化反应釜(24)连接；环己烷/水接收罐(26)通过螺旋板换热器(25)与酯化反应釜(24)自带的蒸馏塔塔顶连接；自动反冲洗精密过滤器B(27)分别通过酯化反应釜(24)内U型管、物料泵和管道与酯化反应釜(24)、环己烷高位槽(23)和洗涤釜(28)连接；洗涤釜(28)分别通过管道和物料泵与10％氢氧化钠溶液高位槽(17)和釜式精馏塔(29)的精馏釜连接；烯丙醇真空接收罐(31)分别通过冷凝器B(30)和物料泵与釜式精馏塔(29)的塔顶和烯丙醇高位槽(22)连接；产品真空接收罐(32)分别通过冷凝器B(30)和管道与釜式精馏塔(29)的塔顶和产品暂存罐(33)连接。

2.根据权利要求1所述的一种高含量环格蓬酯合成香料的生产装置，其特征在于：所述的釜式蒸馏塔(9)内填充cy500不锈钢波纹填料。

3.根据权利要求1所述的一种高含量环格蓬酯合成香料的生产装置，其特征在于：所述的釜式精馏塔(29)内填充cy700不锈钢波纹填料。

4.根据权利要求1所述的一种高含量环格蓬酯合成香料的生产装置，其特征在于：环己烷和水的共沸物收集到环己烷/水接收罐(26)中后，经萃取精馏分水处理后打入环己烷高位槽(23)循环利用。

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