技術領域:
本發明涉及精細化工技術領域,具體涉及一種氫化法合成銀醛香料的生產方法。
背景技術:
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銀醛是芳香族鈴蘭類香料中的一種,在自然界中未見有存在報道。銀醛具有強烈而清新的鈴蘭花香,因此廣泛應用于花香型香精中,清甜花香香精均可適量使用,以增強青鮮花香頭香以及和潤持久之感,尤其適宜用于鈴蘭、丁香、橙花燈眾多花香型香精配方中,還能賦予新鮮的青香香氣,與紫羅蘭酮類和玫瑰類香料有較好的香氣協調性。也可微量用作食用香料,用于柑橘及多種果香型中。
目前國內沒有銀醛的批量生產,國際上僅國際香料、瑞士奇華頓等少數企業有生產。銀醛生產的主要工藝路線包括:
一是是采用異丁基苯在大量lewis酸存在下與甲基丙烯醛反應,一步制備α-甲基對異丁基苯丙醛,此方法的收率只有10%,同時采用大量的四氯化鈦和三氟化硼乙醚絡合物作為反應物料,水解后產生的廢水量巨大,造成環境污染。
二是采用異丁苯、丁酸酐、甲基丙烯醛在大量的三氟醋酸下進行反應,然后蒸出異丁苯+丁酸+三氟醋酸混合物,反應物質在甲醇中堿性水解得到銀醛,該方法由于大量使用價格非常昂貴的三氟醋酸和丁酸酐,生產成本太高。
三是以異丁苯在甲醛、濃鹽酸和氯化氫存在下進行氯甲基化反應,再和烏洛托品進行sommelet反應得到對異丁基苯甲醛,再與丙醛堿性縮合后進行選擇性加氫,制備銀醛,該方法收率只有20%。
但由于上述工藝方法的氫化反應不可能做到絕對的選擇性,因而常含有一些未被還原的不飽和的醛和少許的2-甲基-3(4-(2-甲基丙基)苯基)丙醇等雜質,從而影響銀醛的香氣質量,而且產品難以純化,導致香氣含有雜氣。
技術實現要素:
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本發明所要解決的技術問題在于提供一種生產成本低、產品收率和純度高且香氣純正柔和,完全符合香精香料調香要求的氫化法合成銀醛香料的生產方法。
本發明所要解決的技術問題采用以下的技術方案來實現:
一種氫化法合成銀醛香料的生產方法,包括以下步驟:
a)向碳酸鉀攪拌釜中計量加入清水,然后由手孔向碳酸鉀攪拌釜中投入定量的碳酸鉀,開啟攪拌器,制備30%碳酸鉀溶液,并打入到碳酸鉀高位槽中備用;
b)向加氫反應釜內一次性定量投入鈀碳催化劑,然后分別從乙醇高位槽、對異丁基-β-氯-α-甲基苯丙烯醛高位槽、碳酸鉀高位槽計量向加氫反應釜中加入乙醇、對異丁基-β-氯-α-甲基苯丙烯醛和碳酸鉀溶液;
c)密閉加氫反應釜,用氮氣進行置換4~6次,然后充入氮氣至壓力0.6mpa,待系統壓力穩定后,用氫氣進行置換4~6次,然后充入氫氣,調節加氫反應釜壓力至0.5mpa;
d)系統壓力穩定后,關閉氫氣進氣閥門,升溫至55~60℃,反應體系壓力平衡后,開啟氫氣閥門,保持反應壓力0.5mpa,反應時間15~30h;
e)反應15h后,每間隔4h取樣進行色譜檢測,當對異丁基-β-氯-α-甲基苯丙烯醛含量≤0.5%時,結束反應,泄壓;
f)將反應液利用氮氣壓力送到精密過濾器進行過濾,過濾器液相濾液用氮氣壓送到蒸餾釜,過濾器固相催化劑用乙醇通過隔膜泵打入精密過濾器,反沖洗至加氫反應釜內,進行下批次加氫反應;
g)開啟蒸汽閥門對蒸餾釜進行升溫,常壓、釜溫60~90℃下回收乙醇,回收的乙醇利用物料泵打入到乙醇高位槽中進行套用,蒸餾釜釜液利用氮氣壓力送至洗滌釜;
h)向洗滌釜中加入清水和二氯乙烷,開啟攪拌器,水洗時間2~4h,靜置分層2~4h,水層送污水處理站進行處理,油層打入到銀醛粗品高位槽中;
i)從銀醛粗品高位槽中計量加入銀醛粗品到釜式精餾塔的精餾釜中,開啟蒸汽閥門對精餾釜進行升溫,常壓、釜溫70~85℃下回收二氯乙烷,收集到的二氯乙烷通過物料泵打入到二氯乙烷高位槽中進行套用,待塔頂溫度下降或無出料時結束回收二氯乙烷;
j)二氯乙烷回收結束后,將釜溫升高至120~150℃,開啟真空泵,在塔頂溫度120~125℃,667~1000pa壓力,回流比1:1~1:10條件下進行分餾收集銀醛產品,當塔頂溫度下降或無出料時,結束精餾,降溫,壓釜殘。
所述步驟b)中加氫反應釜材質為不銹鋼,容積為250~1600l,設計壓力0~5mpa。
所述步驟b)中加氫鈀碳催化劑的鈀含量為5%,在加氫反應釜中一次性裝填5kg。
所述步驟b)中乙醇與對異丁基-β-氯-α-甲基苯丙烯醛的配料質量比為1.0:1~5.0:1,30%碳酸鉀溶液與對異丁基-β-氯-α-甲基苯丙烯醛的配料質量比為1.0:1~5.0:1。
所述步驟b)中乙醇與對異丁基-β-氯-α-甲基苯丙烯醛的配料質量比優選2.5:1~3.5:1,30%碳酸鉀與對異丁基-β-氯-α-甲基苯丙烯醛的配料質量比優選2.0:1~2.5:1。
所述步驟f)中自動反沖洗過濾器絲網濾芯上濾除的固相催化劑采取以下方式處理:從乙醇高位槽用化工打料泵向過濾器打入乙醇,并通過反應液暫存槽的氮氣入口通入氮氣,將固相催化劑加壓反沖洗至反應釜內,進行下批次反應時套用。
所述步驟h)中二氯乙烷和清水與蒸餾釜釜液的質量比均為0.5:1~2:1。
所述步驟h)中二氯乙烷和清水與蒸餾釜釜液的質量比均優先0.5:1~1:1。
所述步驟i)中釜式精餾塔內填充cy700不銹鋼波紋填料。
本發明的有益效果是:本發明以對異丁基-β-氯-α-甲基苯丙烯醛進行選擇性加氫合成銀醛,反應產率高,以乙醇作為加氫反應的有機溶劑,克服了加氫過程中反應不完全或過度加氫以及催化劑套用后失活的缺點,可控制副反應間位銀醛和鄰位銀醛的含量在0.2%以下,銀醛成品中的2-甲基-3(4-(2-甲基丙基)苯基)丙醇含量控制在0.2%以下,使最終產品單峰含量達到98.5%以上,最終產品的香氣純正柔和,符合香精香料調香的要求。
具體實施方式:
為了使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解,下面結合具體實施例,進一步闡述本發明。
實施例1
a)向1000l碳酸鉀攪拌釜中計量加入350kg清水,然后由手孔中向碳酸鉀攪拌釜中投入定量的150kg碳酸鉀,開啟攪拌器,制備30%碳酸鉀溶液,打入到碳酸鉀高位槽中備用。
b)向500l加氫反應釜內一次性定量投入5g5%鈀碳催化劑。然后,分別從乙醇高位槽、對異丁基-β-氯-α-甲基苯丙烯醛高位槽、碳酸鉀高位槽,計量向加氫反應釜中加入65kg乙醇、130kg對異丁基-β-氯-α-甲基苯丙烯醛和30%碳酸鉀溶液160kg。
c)密閉加氫反應釜,用氮氣進行置換4~6次,然后充入氮氣至壓力0.6mpa,待系統壓力穩定后,用氫氣進行置換4~6次,然后充入氫氣,調節加氫反應釜壓力至0.5mpa。
d)系統壓力穩定后,關閉氫氣進氣閥門,升溫至50~60℃,反應體系壓力平衡后,開啟氫氣閥門,保持反應壓力0.5mpa,反應時間15~30h。
e)反應15h后,每間隔4h取樣進行色譜檢測,當對異丁基-β-氯-α-甲基苯丙烯醛含量≤0.5%時,結束反應,泄壓。
f)將反應液利用氮氣壓力送到精密過濾器進行過濾。過濾器液相濾液用氮氣壓送到銀醛蒸餾釜,過濾器固相催化劑用乙醇通過隔膜泵打入精密過濾器,反沖洗至加氫反應釜內,進行下批次加氫反應。
g)開啟蒸汽閥門對蒸餾釜進行升溫,常壓、釜溫60~90℃下,回收乙醇,回收的乙醇利用物料泵打入到乙醇高位槽中進行套用,蒸餾釜釜液利用氮氣壓力送至洗滌釜。
h)向洗滌釜中加入100kg清水和100kg二氯乙烷,開啟攪拌器,水洗時間2h,靜置分層2h,水層送污水處理站進行處理,油層打入到銀醛粗品高位槽中。
i)從銀醛粗品高位槽中,計量加入銀醛粗品到釜式精餾塔的精餾釜中,開啟蒸汽閥門對精餾釜進行升溫,常壓、釜溫70~85℃下回收二氯乙烷,收集到的二氯乙烷通過物料泵打入到二氯乙烷高位槽中進行套用,待塔頂溫度下降或無出料時結束回收二氯乙烷。
j)二氯乙烷回收結束后,將釜溫升高至120~150℃,開啟真空泵,在塔頂溫度120~125℃,667~1000pa壓力,回流比1:1~1:10條件下進行分餾條件下收集銀醛產品,當塔頂溫度下降或無出料時,結束精餾,降溫,壓釜殘。
所制產品為無色至微黃色透明液體,具有強烈而又清新的花香,鈴蘭似的香韻,經氣相色譜分析產物純度為98.87%,檢測折光指數(20℃)為1.5066,相對密度(25℃)為0.9374。
實施例2
a)向1000l碳酸鉀攪拌釜中計量加入350kg清水,然后由手孔中向碳酸鉀攪拌釜中投入定量的150kg碳酸鉀,開啟攪拌器,制備30%碳酸鉀溶液,打入到碳酸鉀高位槽中備用。
b)向1600l加氫反應釜內一次性定量投入5g5%鈀碳催化劑。然后,分別從乙醇高位槽、對異丁基-β-氯-α-甲基苯丙烯醛高位槽、碳酸鉀高位槽,計量向加氫反應釜中加入195kg乙醇、390kg對異丁基-β-氯-α-甲基苯丙烯醛和30%碳酸鉀溶液480kg。
c)密閉加氫反應釜,用氮氣進行置換4~6次,然后充入氮氣至壓力0.6mpa,待系統壓力穩定后,用氫氣進行置換4~6次,然后充入氫氣,調節加氫反應釜壓力至0.5mpa。
d)系統壓力穩定后,關閉氫氣進氣閥門,升溫至50~60℃,反應體系壓力平衡后,開啟氫氣閥門,保持反應壓力0.5mpa,反應時間15~30h。
e)反應15h后,每間隔4h取樣進行色譜檢測,當對異丁基-β-氯-α-甲基苯丙烯醛含量≤0.5%時,結束反應,泄壓。
f)將反應液利用氮氣壓力送到精密過濾器進行過濾。過濾器液相濾液用氮氣壓送到銀醛蒸餾釜,過濾器固相催化劑用乙醇通過隔膜泵打入精密過濾器,反沖洗至加氫反應釜內,進行下批次加氫反應。
g)開啟蒸汽閥門對蒸餾釜進行升溫,常壓、釜溫60~90℃下,回收乙醇,回收的乙醇利用物料泵打入到乙醇高位槽中進行套用,蒸餾釜釜液利用氮氣壓力送至洗滌釜。
h)向洗滌釜中加入300kg清水和300kg二氯乙烷,開啟攪拌器,水洗時間2h,靜置分層2h,水層送污水處理站進行處理,油層打入到銀醛粗品高位槽中。
i)從銀醛粗品高位槽中,計量加入銀醛粗品到釜式精餾塔的精餾釜中,開啟蒸汽閥門對精餾釜進行升溫,常壓、釜溫70~85℃下,回收二氯乙烷,收集到的二氯乙烷通過物料泵打入到二氯乙烷高位槽中進行套用,待塔頂溫度下降或無出料時結束回收二氯乙烷。
j)二氯乙烷回收結束后,將釜溫升高至120~150℃,開啟真空泵,在塔頂溫度120~125℃,667~1000pa壓力,回流比1:1~1:10條件下進行分餾條件下收集銀醛產品,當塔頂溫度下降或無出料時,結束精餾,降溫,壓釜殘。
所制產品為無色至微黃色透明液體,具有強烈而又清新的花香,鈴蘭似的香韻,經氣相色譜分析產物純度為98.69%,檢測折光指數(20℃)為1.5068,相對密度(25℃)為0.9366。
產品檢測gc條件為:色譜柱hp-5(30mx0.32mmx0.25um);檢測器fid,溫度250℃;進樣:進樣量約0.2ul,分流比1:100,進樣口溫度250℃;載氣:n2,流速20l/min,柱前壓34.47kpa;色譜爐溫度:線性程序升溫從120℃~190℃,速率為5℃/min;然后從190℃~250℃,速率為10℃/min,保留10min。
以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特征和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解,本發明不受上述實施例的限制,上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理,在不脫離本發明精神和范圍的前提下,本發明還會有各種變化和改進,這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。