以復合催化劑催化合成新洋茉莉醛的裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種有機化合物的催化合成裝置，具體涉及一種以復合催化劑催化合成新洋茉莉醛的裝置，本發(fā)明還提供了使用該裝置合成新洋茉莉醛的方法。
【背景技術】
[0002]新洋茉莉醛，化學名稱為2 —甲基一 3 —(3，4 一亞甲二氧基苯基)丙醛，是一種具有臭氧樣頭香的鮮花香韻的名貴合成香料，既具有溫柔的兔耳草醛、紫丁香、新刈草及仙客來等的新鮮花草香氣，又具有新鮮甜瓜和西瓜樣的水果青香，可用于仙客來、茉莉、玫瑰等幾乎所有花香調(diào)香氣的調(diào)和。在調(diào)配各種高級香水、化妝品、除臭劑、液體洗滌劑、皂用香精時使用它，用量可達10%，將它與二氫茉莉酮酸甲酯配合使用，效果極佳，國際上著名的“蝶歐”(D1r)廠所生產(chǎn)的“靜靜的河”(Eau Sauvage)和“蝶歐萊拉”(D1rella)等名牌香水時，均添加了新洋茉莉醛，是一種不可缺少的名貴香料。它還可用來調(diào)配具有緩解因睡眠不足引起的壓力或記憶力減退功能的香精。另外，新洋茉莉醛有殺菌活性，而且高效、安全，對腸內(nèi)的細菌無影響，因此可用于口腔護理產(chǎn)品和食品中。
[0003]由于新洋茉莉醛的名貴和廣泛應用，國外從20世紀50年代就開始研制并使用新洋茉莉醛，核心技術掌握在少數(shù)幾家大公司手中。目前，國外的主要生產(chǎn)商為美國國際香料公司(IFF)、英國奎斯特公司(Quest)、德國哈門?雷默公司(H&R)及日本高砂公司(TAK)。我國對新洋茉莉醛的研究報道始于90年代中期，由于合成反應收率太低，采用液態(tài)堿作縮合劑對環(huán)境污染嚴重，同時以Pd / C作為選擇性加氫催化劑，產(chǎn)品成本太高，所以新洋茉莉醛在國內(nèi)還未實現(xiàn)工業(yè)化。
[0004]現(xiàn)有技術中合成新洋茉莉醛的方法主要是以洋茉莉醛為原料，與丙醛發(fā)生輕醛縮合反應，最后催化還原得到新洋茉莉醛，例如CN103880812，US300896等。其中與丙醛的縮合反應有多種方法，如常用的液體堿的乙醇溶液，但該法副反應較多，產(chǎn)率較低，且催化劑難回收，后處理復雜，并產(chǎn)生大量的廢水；利用相轉(zhuǎn)移催化法合成新洋茉莉醛，但存在相轉(zhuǎn)移催化劑價格高，不易分離等缺點，殘留在最終產(chǎn)品中的相轉(zhuǎn)移催化劑影響最后香水品質(zhì)；陰離子交換樹脂法，該反應條件溫和，產(chǎn)物易分離，但反應所需催化劑制備過程復雜，陰離子交換樹脂再生復雜，套用率低。
[0005]此外還有一種方法是由4-(2-甲基烯丙基)_1，2-苯二酚為原料來制備新洋茉莉醛，如CN102503927。該反應雖然能實現(xiàn)副產(chǎn)物的有效利用，變廢為寶，但是在進行2-甲基-3- (3，4-亞甲基二氧苯基)丙醇的制備中需要過柱才能得到目標產(chǎn)物，不適合工業(yè)生產(chǎn)，降低了其工業(yè)應用價值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術問題在于提供一種利用復合催化劑催化合成新洋茉莉醛的生產(chǎn)裝置，其生產(chǎn)工藝簡單，反應轉(zhuǎn)化率高，三廢排放量少，可有效降低生產(chǎn)成本，解決了現(xiàn)有技術的生產(chǎn)裝置工藝復雜、環(huán)境污染嚴重、生產(chǎn)成本昂貴的問題。
[0007]為解決上述技術問題，本發(fā)明的以復合催化劑催化合成新洋茉莉醛的裝置，包括氣體匯流排、壓力反應釜，還包括氮氣集裝格、氫氣集裝格，所述的氮氣集裝格與壓力反應釜管道連接；所述的氫氣集裝格和氮氣集裝格分別與氣體匯流排管道連接，所述的氣體匯流排與壓力反應釜管道連接；還包括胡椒醛高位槽、丙醛高位槽、乙醇高位槽，所述的胡椒醛高位槽、乙醇高位槽與壓力反應釜管道連接，所述的丙醛高位槽通過滴加栗與壓力反應釜管道連接；還包括與壓力反應釜管道連接的精密過濾器，所述精密過濾器經(jīng)隔膜栗與所述的乙醇高位槽管道連接；所述的精密過濾器經(jīng)管道連接有中間品高位槽，還包括與所述中間品高位槽管道連接的釜式分餾塔，所述釜式分餾塔經(jīng)冷卻裝置連接有真空接受罐。
[0008]所述的壓力反應釜上設置有復合催化劑添加手孔。
[0009]所述的壓力反應釜內(nèi)還設置有攪拌器。
[0010]所述的壓力反應釜內(nèi)壁一側設置有U型彎管，所述的精密過濾器經(jīng)U型彎管與壓力反應釜管道連接。
[0011]所述的冷卻裝置包括一級冷凝器、二級冷凝器、不凝氣冷凝器，所述的一級冷凝器、二級冷凝器、不凝氣冷凝器通過管道與釜式分餾塔串聯(lián)連接，所述的不凝氣冷凝器上設置有泄放口，所述的真空接受罐分別與二級冷凝器和不凝氣冷凝器管道連接。
[0012]所述的精密過濾器內(nèi)設置有絲網(wǎng)濾芯。
[0013]使用本裝置合成新洋茉莉醛的方法，包括以下步驟:
1)從胡椒醛高位槽中向壓力反應釜內(nèi)加入胡椒醛、從乙醇高位槽中向壓力反應釜中加入有機溶劑乙醇、然后從復合催化劑添加手孔向壓力反應釜內(nèi)投加復合催化劑；
2)開啟壓力反應釜的攪拌器，打開蒸汽閥門對壓力反應釜進行升溫；
3)壓力反應釜升溫至60?90°C時，從丙醛高位槽中向壓力反應釜內(nèi)滴加丙醛，滴加時間控制在4?8小時；
4)滴加結束后，保溫反應2?4小時，取樣檢測丙醛含量<1%時，開啟循環(huán)冷卻水閥門將壓力反應釜降溫至常溫；
5)開啟氮氣集裝格的閥門，向壓力反應釜內(nèi)通入氮氣，用氮氣置換壓力反應釜內(nèi)空氣4?6次，然后從氣體匯流排充入氮氣至壓力反應釜內(nèi)壓力至0.6Mpa，并保持釜內(nèi)壓力維持2小時內(nèi)壓力不下降；
6)待反應系統(tǒng)壓力穩(wěn)定后，打開氫氣集裝格的閥門，從氣體匯流排向壓力反應釜充入氫氣，用氫氣置換壓力反應釜內(nèi)氮氣4?6次；然后充入氫氣，調(diào)節(jié)壓力反應釜壓力至0.6Mpa，并保持釜內(nèi)壓力維持2小時內(nèi)壓力不下降；待系統(tǒng)壓力穩(wěn)定后，關閉氫氣進氣閥門，升溫至50?60°C，反應體系壓力平衡后，開啟氫氣閥門，保持反應壓力0.6Mpa，反應時間10?15小時左右；
7)反應結束，關閉氫氣閥門，從壓力反應釜的反應釜泄放口將壓力反應釜泄壓；
8)打開氮氣閥門，將反應液用氮氣壓到精密過濾器進行過濾；
9)過濾器液相濾液用氮氣壓到中間品高位槽進行下一步分餾操作；
10)過濾器固相催化劑用乙醇通過隔膜栗打入精密過濾器，反沖洗至壓力反應釜內(nèi)，供下批次反應套用；
11)將中間品高位槽中的反應粗品打入釜式分餾塔中，升釜溫至60?80°C，常壓回收甲醇，當塔頂溫度下降，無出料時，回收甲醇結束，回收的乙醇打入乙醇高位槽中套用； 12)開真空機組，在釜式分餾塔內(nèi)壓力-0.09MPa、釜溫120?180°C、回流比4:1?1:8的條件下，分餾反應粗品，當塔頂溫度下降，無出料后，降溫壓釜殘，新洋茉莉醛粗品經(jīng)分餾得到98.5wt%高含量的成品，成品氮氣保護放出至真空接受罐，用鍍PVF (聚氟乙烯)鐵桶盛裝，氮封儲存。
[0014]所述的丙醛高位槽以及通過丙醛滴加栗與壓力反應釜3連接的管道外壁設置有保溫層，保溫溫度5±5°C。
[0015]所述的壓力反應釜3容量為250?1630L，材質(zhì)為不銹鋼，設計壓力為1.6MPa，工作壓力0.5?0.6MPa0
[0016]自動反沖洗精密過濾器可以實現(xiàn)復合固體催化劑的自動過濾反沖洗，克服了轉(zhuǎn)移沉降過濾過程中的催化劑損失和被外界污染造成催化劑失活的缺點，具有密閉安全生產(chǎn)、操作簡單、使過濾操作可以在較長時間內(nèi)連續(xù)進行、過濾精度高、保證產(chǎn)品質(zhì)量的特點，減少頻繁的人工切換操作和繁重的過濾器清洗工作，避免不必要的停工，從而保護了價格昂貴的催化劑，縮短了生產(chǎn)裝置的單批操作周期，降低生產(chǎn)成本。
[0017]所述的釜式分餾塔裝填為CY700型填料。
[0018]本發(fā)明中，復合催化劑縮合反應和加氫反應良好的催化劑，具有催化活性高、選擇性好、反應條件溫和、工藝流程簡單、腐蝕性小等優(yōu)點。本發(fā)明的內(nèi)容是以胡椒醛和丙醛近似等摩爾量為原料，以Pd-KF/Al203為復合催化劑，以乙醇為有機溶劑一步合成新洋茉莉醛
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[0019]本裝置使用原料為胡椒醛、丙醛，來源易得，反應條件溫和，反應轉(zhuǎn)化率高，工藝比較容易實施，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生三廢排放量少，產(chǎn)品收率有了較大提高，同時克服了加氫過程中反應不完全和催化劑套用后失活的缺點，可控制副反應影響香氣質(zhì)量的新洋茉莉醇的含量均在0.3%以下，具有生產(chǎn)成本低，最終產(chǎn)品純度高、香氣純正的特點。
【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明的以復合催化劑合成新洋茉莉醛的裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖對本發(fā)明做進一步說明。
[0022]如圖1可見，本發(fā)明的以復合催化劑催化合成新洋茉莉醛的裝置，包括氣體匯流排2、壓力反應釜3，還包括氮氣集裝格101、氫氣集裝格102，所述的氮氣集裝格101與壓力反應釜3管道連接；所述的氫氣集裝格102和氮氣集裝格101分別與氣體匯流排2管道連接，所述的氣體匯流排2與壓力反應釜3管道連接；還包括胡椒醛高位槽4、丙醛高位槽5、乙醇高位槽7，所述的胡椒醛高位槽4、乙醇高位槽7與壓力反應釜3管道連接，所述的丙醛高位槽5通過滴加栗6與壓力反應釜3管道連接；還包括與壓力反應釜3管道連接的精密過濾器8，所述精密過濾器8經(jīng)隔膜栗9與所述的乙醇高位槽7管道連接；所述的精密過濾器8經(jīng)管道連接有中間品高位槽10，還包括與所述中間品高位槽10管道連接的釜式分餾塔11，所述釜式分餾塔11經(jīng)冷卻裝置連接有真空接受罐15。
[0023]所述的壓力反應釜3上設置有復合催化劑添加手孔31。所述的壓力反應釜3內(nèi)還設置有攪拌器32。
[0024]所述胡椒醛高位槽4內(nèi)還設置有高位槽攪拌器41，可以提高胡椒醛均勻性。
[0025]所述的壓力反應釜3內(nèi)壁一側設置有U型彎管34，所述的精密過濾器8經(jīng)U型彎管34與壓力反應釜3管道連接。
[0026]所述的冷卻裝置包括一級冷凝器12、二級冷凝器13、不凝氣冷凝器14，所述的一級冷凝器12、二級冷凝器13、不凝氣冷凝器14通過管道與釜式分餾塔11串聯(lián)連接，所述的不凝氣冷凝器14上設置有泄放口 141，所述的真空接受罐15分別與二級冷凝器13和不凝氣冷凝器14管道連接。
[0027]所述的精密過濾器8內(nèi)設置有絲網(wǎng)濾芯80。
[0028]實施例1
I)從胡椒醛高位槽4中向壓力反應釜3內(nèi)加入胡椒醛50kg、從乙醇高位槽7中向壓力反應釜3中加入有機溶劑乙醇250Kg、然后從復合催化劑添加手孔31向壓力反應釜3內(nèi)投加復合催化劑Pd-KF/Al203 0.3kg。本實施例中，壓力反應釜3容積500L。
[0029]2)開啟壓力反應釜3的攪拌器32，打開蒸汽閥門對壓力反應釜3進行升溫。
[0030]3)壓力反應釜3升溫至60?90°C時，從丙醛高位槽5中向壓力反應釜3內(nèi)滴加丙醛19kg，滴加時間控制在4?8小時。
[0031]4)滴加結束后，保溫反應2?4小時，取樣檢測丙醛含量< 1%時，開啟循環(huán)冷卻水閥門將壓力反應釜3降溫至常溫。所述冷卻水通過壁外循環(huán)對壓力反應