一种4-甲基-δ-癸内酯香料的生产装置 |
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| 申请号 | CN202322103955.7 | 申请日 | 2023-08-07 | 公开(公告)号 | CN220610326U | 公开(公告)日 | 2024-03-19 |
| 申请人 | 安徽华业香料股份有限公司; | 发明人 | 王天义; 范一义; 汪洋; | ||||
| 摘要 | 本实用新型公开了一种4‑甲基‑δ‑癸内酯香料的生产装置，涉及香料生产装置技术领域，包括配料锅， 丙烯酸 高位槽和二‑叔丁基过 氧 化物高位槽分别通过管道与配料锅连接；仲辛醇高位槽分别通过管道与配料锅和加成反应釜连接；配料混合物高位槽分别通过 泵 和滴加泵A与配料锅和加成反应釜连接；加成反应釜自身带有 分馏 回流装置。本实用新型以丙烯酸和仲辛醇为起始原料，经加成、分子重排、加氢和氧化扩环内酯化反应后制备4‑甲基‑δ‑癸内酯，原料易得，缩短工艺流程，提高反应的产率。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种4‑甲基‑δ‑癸内酯香料的生产装置,其特征在于，包括配料锅(1)，丙烯酸高位槽(2)和二‑叔丁基过氧化物高位槽(3)分别通过管道与配料锅(1)连接；仲辛醇高位槽(4)分别通过管道与配料锅(1)和加成反应釜(6)连接；配料混合物高位槽(5)分别通过泵和滴加泵A(7)与配料锅(1)和加成反应釜(6)连接；加成反应釜(6)自身带有分馏回流装置；叔丁醇/水接收罐(9)和釜式蒸馏塔A(10)分别通过螺旋板换热器A(8)和物料泵与加成反应釜(6)连接；仲辛醇真空接收罐(12)分别通过螺旋板换热器B(11)和物料泵与釜式蒸馏塔A(10)的塔顶和仲辛醇高位槽(4)连接；磷酸高位槽(14)和白油高位槽(15)分别通过管道重排反应釜(13)连接，重排反应釜(13)通过物料泵与釜式蒸馏塔A(10)连接，且自身带有分馏回流装置；分水接收罐(17)和水洗釜A(18)分别通过螺旋板换热器C(16)和物料泵与重排反应釜(13)连接；加氢反应釜(19)分别通过物料泵和管道与水洗釜A(18)和石油醚高位槽(20)连接；自动反冲洗精密过滤器(21)分别通过U型弯管和物料泵与加氢反应釜(19)和石油醚高位槽(20)连接；釜式蒸馏塔B(22)分别通过物料泵与自动反冲洗精密过滤器(21)和氧化反应釜(31)连接；石油醚接收罐(24)分别通过螺旋板换热器D(23)和管道与釜式蒸馏塔B(22)的塔顶和石油醚高位槽(20)连接；过氧乙酸配置釜(25)分别通过滴加泵C(29)和物料泵与双氧水高位槽(26)和过氧乙酸高位槽(30)连接；乙酸高位槽(27)和硫酸高位槽(28)分别通过管道与过氧乙酸配置釜(25)连接；氧化反应釜(31)分别通过滴加泵D(32)和物料泵与过氧乙酸高位槽(30)和水洗釜B(33)连接；釜式精馏塔(34)分别通过物料泵和螺旋板换热器E(35)与水洗釜B(33)和气液分离器(36)连接。 |
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| 说明书全文 | 一种4‑甲基‑δ‑癸内酯香料的生产装置技术领域[0001] 本实用新型涉及香料生产技术领域，具体涉及一种4‑甲基‑δ‑癸内酯香料的生产装置。 背景技术[0002] 4‑甲基‑δ‑癸内酯化学名称为四氢‑5‑甲基‑6‑戊基‑吡喃‑2‑酮，CAS编号145441‑24‑3，具有强烈而又清新的晚香玉和栀子花的香气，以及让人联想到δ‑癸内酯和椰子的典型内酯气味，是非洲兰花主要香气的关键成分，天然存在于蝴蝶兰、白色开兰花中。 [0003] 4‑甲基‑δ‑癸内酯外观为无色至微黄色液体，能溶于乙醇等大多数有机溶剂，溶于油质香料，不溶于水。4‑甲基‑δ‑癸内酯用途广泛，由于具有强烈而持久的晚香玉和茉莉香气及浓而温和的内酯香气，常用作化妆品香精的香原料，主要用于配制茉莉等花香型香精，在茉蓝型香精中用量最高可达5％。在果香‑花香型中可以提调花香之气势，如用于茉莉、依兰、铃兰、玉兰、晚香玉等花香型香精中。 [0004] 4‑甲基‑δ‑癸内酯的合成主要路线包括：一是将丙酰化合物与醛进行缩合后，经羟基保护还原、氧化、Witting反应，氢化及去除羟基保护基制备4‑甲基‑δ‑癸内酯。茉莉酮催化还原，该方法原料来源和成本存在问题。二是十一烷二酮法，将2,5‑十一烷二酮、乙醇、2％氢氧化钠溶液在氮气保护下加热回流6h，将反应液浓缩后用石油醚提取，提取液蒸除溶剂后减压蒸馏，收集113‑115℃(1.33kPa)馏分，即得二氢茉莉酮后加氢氧化制备4‑甲基‑δ‑癸内酯，该方法伴随着大量的副反应，三是由3‑氧代丁酸与溴代‑3‑壬酮为起始原料来制备。因此现有的合成方法有些路线较长，存在着成本高，反应条件苛刻，操作复杂以及总产率低等缺点，使得4‑甲基‑δ‑癸内酯的合成和应用具有较大的局限性。 实用新型内容 [0005] 本实用新型的目的在于提供一种4‑甲基‑δ‑癸内酯香料的生产装置，提供一种高含量、高产率且工艺流程相对简单的4‑甲基‑δ‑癸内酯香料的合成方法。以丙烯酸和仲辛醇为起始原料，经加成、分子重排、加氢和氧化扩环内酯化反应后制备4‑甲基‑δ‑癸内酯，原料易得，缩短工艺流程，提高反应的产率。 [0006] 本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现： [0007] 一种4‑甲基‑δ‑癸内酯香料的生产装置,包括配料锅，丙烯酸高位槽和二‑叔丁基过氧化物高位槽分别通过管道与配料锅连接；仲辛醇高位槽分别通过管道与配料锅和加成反应釜连接；配料混合物高位槽分别通过泵和滴加泵A与配料锅和加成反应釜连接；加成反应釜自身带有分馏回流装置；叔丁醇/水接收罐和釜式蒸馏塔A分别通过螺旋板换热器A和物料泵与加成反应釜连接；仲辛醇真空接收罐分别通过螺旋板换热器B和物料泵与釜式蒸馏塔A的塔顶和仲辛醇高位槽连接；磷酸高位槽和白油高位槽分别通过管道重排反应釜连接，重排反应釜通过物料泵与釜式蒸馏塔A连接，且自身带有分馏回流装置；分水接收罐和水洗釜A分别通过螺旋板换热器C和物料泵与重排反应釜连接；加氢反应釜分别通过物料泵和管道与水洗釜A和石油醚高位槽连接；自动反冲洗精密过滤器分别通过U型弯管和物料泵与加氢反应釜和石油醚高位槽连接；釜式蒸馏塔B分别通过物料泵与自动反冲洗精密过滤器和氧化反应釜连接；石油醚接收罐分别通过螺旋板换热器D和管道与釜式蒸馏塔B的塔顶和石油醚高位槽连接；过氧乙酸配置釜分别通过滴加泵C和物料泵与双氧水高位槽和过氧乙酸高位槽连接；乙酸高位槽和硫酸高位槽分别通过管道与过氧乙酸配置釜连接；氧化反应釜分别通过滴加泵D和物料泵与过氧乙酸高位槽和水洗釜B连接；釜式精馏塔分别通过物料泵和螺旋板换热器E与水洗釜B和气液分离器连接；低沸真空接收罐和产品暂存罐分别通过管道和产品真空接收罐与气液分离器连接。 [0008] 一种4‑甲基‑δ‑癸内酯香料的生产方法，包括以下步骤： [0009] S1、从仲辛醇高位槽向配料锅中计量加入仲辛醇，开启搅拌锅冷冻盐水阀门和搅拌器，控制搅拌锅温度在20±5℃，然后分别从丙烯酸高位槽和二‑叔丁基过氧化物高位槽分别计量加入丙烯酸和二‑叔丁基过氧化物，搅拌均匀，得到配料混合物，泵送到配料混合物高位槽中备用； [0011] S3、通过滴加泵A，将步骤S1得到配料混合物滴加到加成反应釜中，控制滴加温度在150±5℃，滴加时间控制在8‑12h，从加成反应釜的塔顶将副产物水和叔丁醇通过螺旋板换热器A冷凝后，收集到叔丁醇/水接收罐中，集中进行分水处理分出水层后，得到副产物叔丁醇； [0012] S4、滴加结束后，继续保持温度搅拌反应1‑2h，结束反应，将反应液用泵转移到釜式蒸馏塔A中； [0013] S5、开启釜式分馏塔A的蒸汽阀门，开启真空泵，加热升温，于塔顶温度90‑120℃，真空压力为6667Pa条件下，减压蒸馏回收仲辛醇，仲辛醇通过螺旋板换热器B冷凝后，经仲辛醇真空接收罐收集后，用泵转移到仲辛醇高位槽中进行套用；待塔顶温度下降或塔顶不出料时，回收仲辛醇结束，将釜底反应液用泵转移到重排反应釜中； [0014] S6、开启重排反应釜的搅拌器和蒸汽阀门，升温至釜温80‑120℃，从白油高位槽向自带蒸馏塔的重排反应釜中计量加入白油，再从磷酸高位槽向重排反应釜中缓慢计量加入磷酸，反应时间4‑8h，反应过程中保持回流，从重排反应釜的塔顶将副产物水通过螺旋板换热器C冷凝后，收集到分水接收罐中； [0015] S7、重排反应结束后，继续保持温度搅拌回流30min，终止反应，将反应液转移到水洗釜A中，加入清水进行洗涤，静置分层2h，分出水层，油层用泵转移到加氢反应釜中； [0016] S8、向加氢反应釜内一次性装填加氢催化剂，再从溶剂石油醚高位槽中计量向加氢反应釜内加入石油醚，然后通入氮气进行置换3‑5次，再通入氢气稳定在反应釜压力0.5‑2.0Mpa，开启蒸汽阀门对加氢反应釜进行升温至釜温30‑80℃，持续通入氢气进行加氢，反应时间4‑12h，加氢结束后，降温泄压终止反应； [0017] S9、通过自动反冲洗精密过滤器将固相的加氢催化剂反冲洗进加氢反应釜内重复套用，液相的反应液转移到釜式蒸馏塔B中； [0018] S10、开启蒸汽阀门，对釜式蒸馏塔B进行升温，至釜温60‑100℃，于塔顶温度60‑90℃，常压条件下，回收石油醚，转移到石油醚高位槽中套用，待塔顶温度下降或塔顶不出料时，回收石油醚结束，将釜底反应液用泵转移到氧化反应釜中； [0019] S11、开启过氧乙酸配置釜的搅拌器和冷却水阀门，控制釜温在30℃以下，分别从乙酸高位槽和双氧水高位槽向过氧乙酸配置釜中计量加入乙酸和双氧水，再从硫酸高位槽向过氧乙酸配置釜中缓慢计量加入硫酸，搅拌均匀，泵送到过氧乙酸高位槽备用； [0020] S12、开启氧化反应釜的搅拌器和冷却水阀门，控制釜温在30℃以下，再从过氧乙酸高位槽中，通过滴加泵D向氧化反应釜中滴加过氧乙酸，滴加温度控制在25‑30℃，滴加时间4‑12h，滴加结束后，继续保温反应1‑2h，加入清水终止反应，将反应液泵送至水洗釜B中； [0022] S14、开启釜式精馏塔的蒸汽阀门，开启真空泵，加热升温，于塔顶温度80‑120℃，真空压力为6667Pa条件下，减压蒸馏收集残余乙酸等低沸物质，通过螺旋板换热器E冷凝后，经气液分离器收集到低沸真空接收罐中，然后开高真空，于塔顶温度90‑130℃，真空压力为1333Pa条件下，减压蒸馏4‑甲基‑δ‑癸内酯，通过螺旋板换热器E35冷凝后，经气液分离器收集到产品真空接收罐后，转移到产品暂存罐中。 [0023] 作为本实用新型进一步的方案：配料锅、丙烯酸高位槽和配料混合物高位槽均保温20±5℃。 [0024] 作为本实用新型进一步的方案：步骤S1中配料混合物的丙烯酸与仲辛醇的摩尔比为1:2‑1:5；丙烯酸与二‑叔丁基过氧化物的摩尔比为1:0.1‑1:0.5。 [0025] 作为本实用新型进一步的方案：步骤S2中仲辛醇与步骤S1中丙烯酸的摩尔比为1:1‑5:1。 [0026] 作为本实用新型进一步的方案：步骤S6中白油与γ‑甲基癸内酯的体积比为0.1:1‑0.5:1，酸催化剂与γ‑甲基癸内酯的质量比为0.05:1‑0.5:1。 [0028] 作为本实用新型进一步的方案：步骤S8中加氢催化剂为5％钯炭或雷尼镍的一种，石油醚与2‑己基环戊烯酮的体积比为1:1‑5:1，优选的体积比为1:1‑2:1。 [0029] 作为本实用新型进一步的方案：步骤S12中过氧乙酸与3‑甲基‑2‑戊基环戊酮的摩尔比为1:1‑3:1。 [0031] 本实用新型的有益效果： [0032] 本实用新型适用于以仲辛醇和丙烯酸为起始原料，经加成反应、分子重排、加氢和氧化扩环内酯化反应后生产4‑甲基‑δ‑癸内酯合成香料，采用自动反冲洗过滤技术实现固液分离，工艺流程相对简短，且原料易得，总收率提高。附图说明 [0033] 下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。 [0034] 图1为本实用新型提供的4‑甲基‑δ‑癸内酯香料的生产装置的示意图。 [0035] 图中：1、配料锅；2、丙烯酸高位槽；3、二‑叔丁基过氧化物高位槽；4、仲辛醇高位槽；5、配料混合物高位槽；6、加成反应釜；7、滴加泵A；8、螺旋板换热器A；9、叔丁醇/水接收罐；10、釜式蒸馏塔A；11、螺旋板换热器B；12、仲辛醇真空接收罐；13、重排反应釜；14、磷酸高位槽；15、白油高位槽；16、螺旋板换热器C；17、分水接收罐；18、水洗釜A；19、加氢反应釜；20、石油醚高位槽；21、自动反冲洗精密过滤器；22、釜式蒸馏塔B；23、螺旋板换热器D；24、石油醚接收罐；25、过氧乙酸配置釜；26、双氧水高位槽；27、乙酸高位槽；28、硫酸高位槽；29、滴加泵C；30、过氧乙酸高位槽；31、氧化反应釜；32、滴加泵D；33、水洗釜B；34、釜式精馏塔； 35、螺旋板换热器E；36、气液分离器；37、低沸真空接收罐；38、产品真空接收罐；39、产品暂存罐。 具体实施方式[0036] 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。 [0037] 实施例1 [0038] 请参阅图1所示，一种4‑甲基‑δ‑癸内酯香料的生产装置,包括配料锅1，丙烯酸高位槽2和二‑叔丁基过氧化物高位槽3分别通过管道与配料锅1连接；仲辛醇高位槽4分别通过管道与配料锅1和加成反应釜6连接；配料混合物高位槽5分别通过泵和滴加泵A7与配料锅1和加成反应釜6连接；加成反应釜6自身带有分馏回流装置；叔丁醇/水接收罐9和釜式蒸馏塔A10分别通过螺旋板换热器A8和物料泵与加成反应釜6连接；仲辛醇真空接收罐12分别通过螺旋板换热器B11和物料泵与釜式蒸馏塔A10的塔顶和仲辛醇高位槽4连接；磷酸高位槽14和白油高位槽15分别通过管道重排反应釜13连接，重排反应釜13通过物料泵与釜式蒸馏塔A10连接，且自身带有分馏回流装置；分水接收罐17和水洗釜A18分别通过螺旋板换热器C16和物料泵与重排反应釜13连接；加氢反应釜19分别通过物料泵和管道与水洗釜A18和石油醚高位槽20连接；自动反冲洗精密过滤器21分别通过U型弯管和物料泵与加氢反应釜19和石油醚高位槽20连接；釜式蒸馏塔B22分别通过物料泵与自动反冲洗精密过滤器21和氧化反应釜31连接；石油醚接收罐24分别通过螺旋板换热器D23和管道与釜式蒸馏塔B22的塔顶和石油醚高位槽20连接；过氧乙酸配置釜25分别通过滴加泵C29和物料泵与双氧水高位槽26和过氧乙酸高位槽30连接；乙酸高位槽27和硫酸高位槽28分别通过管道与过氧乙酸配置釜25连接；氧化反应釜31分别通过滴加泵D32和物料泵与过氧乙酸高位槽30和水洗釜B33连接；釜式精馏塔34分别通过物料泵和螺旋板换热器E35与水洗釜B33和气液分离器36连接；低沸真空接收罐37和产品暂存罐39分别通过管道和产品真空接收罐38与气液分离器 36连接。 [0039] 实施例2 [0040] 在实施例1的基础上，请参阅图1所示，本实用新型为一种4‑甲基‑δ‑癸内酯香料的生产方法，包括以下步骤： [0041] S1、从仲辛醇高位槽4向配料锅1中计量加入仲辛醇，开启搅拌锅1冷冻盐水阀门和搅拌器，控制搅拌锅温度在20±5℃，然后分别从丙烯酸高位槽2和二‑叔丁基过氧化物高位槽3分别计量加入丙烯酸和二‑叔丁基过氧化物，搅拌均匀，得到配料混合物，泵送到配料混合物高位槽5中备用； [0042] S2、从仲辛醇高位槽4向自带分馏塔的加成反应釜6中计量加入仲辛醇，开启加成反应釜6的蒸汽阀门，开启搅拌器，将加成反应釜6升温并维持在120‑160℃； [0043] S3、通过滴加泵A7，将步骤S1得到配料混合物滴加到加成反应釜6中，控制滴加温度在150±5℃，滴加时间控制在8‑12h，从加成反应釜6的塔顶将副产物水和叔丁醇通过螺旋板换热器A8冷凝后，收集到叔丁醇/水接收罐9中，集中进行分水处理分出水层后，得到副产物叔丁醇； [0044] S4、滴加结束后，继续保持温度搅拌反应1‑2h，结束反应，将反应液用泵转移到釜式蒸馏塔A10中； [0045] S5、开启釜式分馏塔A10的蒸汽阀门，开启真空泵，加热升温，于塔顶温度90‑120℃，真空压力为6667Pa条件下，减压蒸馏回收仲辛醇，仲辛醇通过螺旋板换热器B11冷凝后，经仲辛醇真空接收罐12收集后，用泵转移到仲辛醇高位槽4中进行套用；待塔顶温度下降或塔顶不出料时，回收仲辛醇结束，将釜底反应液用泵转移到重排反应釜13中； [0046] S6、开启重排反应釜13的搅拌器和蒸汽阀门，升温至釜温80‑120℃，从白油高位槽15向自带蒸馏塔的重排反应釜13中计量加入白油，再从磷酸高位槽14向重排反应釜13中缓慢计量加入磷酸，反应时间4‑8h，反应过程中保持回流，从重排反应釜13的塔顶将副产物水通过螺旋板换热器C16冷凝后，收集到分水接收罐17中； [0047] S7、重排反应结束后，继续保持温度搅拌回流30min，终止反应，将反应液转移到水洗釜A18中，加入清水进行洗涤，静置分层2h，分出水层，油层用泵转移到加氢反应釜19中； [0048] S8、向加氢反应釜19内一次性装填加氢催化剂，再从溶剂石油醚高位槽20中计量向加氢反应釜19内加入石油醚，然后通入氮气进行置换3‑5次，再通入氢气稳定在反应釜压力0.5‑2.0Mpa，开启蒸汽阀门对加氢反应釜19进行升温至釜温30‑80℃，持续通入氢气进行加氢，反应时间4‑12h，加氢结束后，降温泄压终止反应； [0049] S9、通过自动反冲洗精密过滤器21将固相的加氢催化剂反冲洗进加氢反应釜19内重复套用，液相的反应液转移到釜式蒸馏塔B22中； [0050] S10、开启蒸汽阀门，对釜式蒸馏塔B22进行升温，至釜温60‑100℃，于塔顶温度60‑90℃，常压条件下，回收石油醚，转移到石油醚高位槽20中套用，待塔顶温度下降或塔顶不出料时，回收石油醚结束，将釜底反应液用泵转移到氧化反应釜31中； [0051] S11、开启过氧乙酸配置釜25的搅拌器和冷却水阀门，控制釜温在30℃以下，分别从乙酸高位槽27和双氧水高位槽26向过氧乙酸配置釜25中计量加入乙酸和双氧水，再从硫酸高位槽28向过氧乙酸配置釜25中缓慢计量加入硫酸，搅拌均匀，泵送到过氧乙酸高位槽30备用； [0052] S12、开启氧化反应釜31的搅拌器和冷却水阀门，控制釜温在30℃以下，再从过氧乙酸高位槽30中，通过滴加泵D32向氧化反应釜31中滴加过氧乙酸，滴加温度控制在25‑30℃，滴加时间4‑12h，滴加结束后，继续保温反应1‑2h，加入清水终止反应，将反应液泵送至水洗釜B33中； [0053] S13、向水洗釜B33中计量加入清水，开启搅拌器进行水洗三次，静置2h，一次水洗分出的乙酸水集中进行乙酸提纯处理，二次和三次水洗分出的水层进入污水处理站处理，分出的油层泵送至釜式精馏塔34中； [0054] S14、开启釜式精馏塔34的蒸汽阀门，开启真空泵，加热升温，于塔顶温度80‑120℃，真空压力为6667Pa条件下，减压蒸馏收集残余乙酸等低沸物质，通过螺旋板换热器E35冷凝后，经气液分离器36收集到低沸真空接收罐37中，然后开高真空，于塔顶温度90‑130℃，真空压力为1333Pa条件下，减压蒸馏4‑甲基‑δ‑癸内酯，通过螺旋板换热器E35冷凝后，经气液分离器36收集到产品真空接收罐38后，转移到产品暂存罐39中。 [0055] 配料锅1、丙烯酸高位槽2和配料混合物高位槽5均保温20±5℃。 [0056] 步骤S1中配料混合物的丙烯酸与仲辛醇的摩尔比为1:2‑1:5；优选的摩尔比为1：2.5～1:3.5；丙烯酸与二‑叔丁基过氧化物的摩尔比为1:0.1‑1:0.5；优选的摩尔比为1: 0.10～1:0.15。 [0057] 步骤S2中仲辛醇与步骤S1中丙烯酸的摩尔比为1:1‑5:1；优选的摩尔比为3.5：1～4.0:1。 [0059] 步骤S6中白油与γ‑甲基癸内酯的体积比为0.1:1‑0.5:1；优选的体积比为0.1:1～0.15:1，酸催化剂与γ‑甲基癸内酯的质量比为0.05:1‑0.5:1；优选的质量比为0.05:1～0.1:1。 [0060] 所述步骤S6中重排反应釜13的材质为搪瓷或904不锈钢中的一种，重排反应釜自带的蒸馏塔材质为石墨。 [0061] 步骤S8中加氢催化剂为5％钯炭或雷尼镍的一种，石油醚与2‑己基环戊烯酮的体积比为1:1‑5:1，优选的体积比为1:1‑2:1；优选的体积比为1:1～2:1。 [0062] 步骤S12中过氧乙酸与3‑甲基‑2‑戊基环戊酮的摩尔比为1:1‑3:1；优选的摩尔比为1:1～1.5:1。 [0063] 所述的釜式蒸馏塔A内填充cy700不锈钢波纹填料。 [0064] 本实用新型的工作原理：适用于以仲辛醇和丙烯酸为起始原料，经加成反应、分子重排、加氢和氧化扩环内酯化反应后生产4‑甲基‑δ‑癸内酯合成香料，采用自动反冲洗过滤技术实现固液分离，工艺流程相对简短，且原料易得，总收率提高。 |
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