以固體堿為催化劑合成水楊酸環(huán)己酯的裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及精細(xì)化工合成技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種以固體堿為催化劑合成水楊酸環(huán)己酯的裝置，本發(fā)明還提供了使用以上裝置合成水楊酸環(huán)己酯的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]水楊酸環(huán)己酯又名柳酸環(huán)己酯，C13H1603，Cyclohexyl Salicylate，外觀為無色至淡黃色透明油狀液體，沸點(diǎn)115°C /4Pa，閃點(diǎn)155°C，相對(duì)密度1.112 (25/25°C )，折光指數(shù)1.532~1.536 (20°C)。具有花香和香脂的香氣，香氣持久。水楊酸環(huán)己酯可用作花香型日化香精配方，可用于調(diào)配玉蘭、晚香玉、素心蘭、梔子、茉莉等花香型日用香精，用量在15%以內(nèi)，IFRA沒有限制規(guī)定。在日化香精中，廣泛用于用作皂用、合成洗滌劑及化妝用香精的原料，尤其與水楊酸戊酯、水楊酸己酯搭配使用后，可對(duì)花香型香精起到極為有效的修飾性效果。產(chǎn)品典型用量2-5%，但不排除特別的肥皂里含量可達(dá)10%。
[0003]水楊酸環(huán)己酯工業(yè)合成大多以濃硫酸、固體酸等催化劑作用下，水楊酸與環(huán)己醇進(jìn)行酯化反應(yīng)得到粗品，經(jīng)中和、水洗、減壓分餾制得水楊酸環(huán)己酯，該方法酯化率較低，產(chǎn)品質(zhì)量差，同時(shí)濃酸對(duì)設(shè)備的腐蝕非常嚴(yán)重，后續(xù)處理工藝復(fù)雜，大量的廢水對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染，而且，水楊酸在常壓下加熱容易分解為苯酚和二氧化碳，而苯酚的存在導(dǎo)致產(chǎn)品香氣質(zhì)量的嚴(yán)重下降。也有使用硫酸氫鈉作為催化劑，但副產(chǎn)物己醚大量產(chǎn)生，同時(shí)反應(yīng)溫度要求高，容易引起炭化，使產(chǎn)品顏色發(fā)黑，后續(xù)脫色處理非常困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種以固體堿為催化劑合成水楊酸環(huán)己酯的裝置，其生產(chǎn)工藝簡單，反應(yīng)轉(zhuǎn)化率高，三廢排放量少，可有效降低生產(chǎn)成本。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的以固體堿為催化劑合成水楊酸環(huán)己酯的裝置，包括環(huán)己醇儲(chǔ)罐，其特征在于:還包括化工物料栗、環(huán)己醇高位槽、水楊酸甲酯高位槽、酯化反應(yīng)釜、分餾塔A、螺旋板換熱器A、甲醇接收罐、自動(dòng)反沖洗精密過濾器、防腐物料栗；
所述的環(huán)己醇儲(chǔ)罐經(jīng)化工物料栗與環(huán)己醇高位槽管道連接，所述的環(huán)己醇高位槽、水楊酸甲酯高位槽與酯化反應(yīng)釜管道連接；所述的酯化反應(yīng)釜上設(shè)置有反應(yīng)釜攪拌器和用于催化劑投料的手孔；所述的酯化反應(yīng)釜與所述的分餾塔A管道連接，所述的分餾塔A經(jīng)螺旋板換熱器A與甲醇接收罐管道連接；所述的酯化反應(yīng)釜與自動(dòng)反沖洗精密過濾器管道連接；所述的自動(dòng)反沖洗精密過濾器通過防腐物料栗與所述的環(huán)己醇高位槽管道連接；所述的自動(dòng)反沖洗精密過濾器還通過管道連接有反應(yīng)粗品中間罐，所述的反應(yīng)粗品中間罐上設(shè)置有反沖氮?dú)馊肟?；所述的反應(yīng)粗品中間罐經(jīng)管道連接有水洗釜，所述的水洗釜經(jīng)物料轉(zhuǎn)移栗管道連接有靜置高位槽；所述的靜置高位槽通過管道連接有釜式精餾塔；所述的釜式精餾塔經(jīng)分餾塔B和螺旋板換熱器B連接有真空接收罐；所述真空接收罐通過管道連接有產(chǎn)品暫存罐。
[0006]所述的酯化反應(yīng)釜內(nèi)側(cè)壁上設(shè)置有U形彎管，所述的自動(dòng)反沖洗精密過濾器通過U形彎管與酯化反應(yīng)釜管道連接。
[0007]所述的環(huán)己醇儲(chǔ)罐與環(huán)己醇高位槽外壁都設(shè)置有保溫設(shè)施，所述的環(huán)己醇儲(chǔ)罐與環(huán)己醇高位槽之間的管道、環(huán)己醇高位槽與酯化反應(yīng)釜之間的管道的外壁上都設(shè)置有保溫層。
[0008]所述的自動(dòng)反沖洗精密過濾器內(nèi)裝填有絲網(wǎng)濾芯。
[0009]所述的釜式精餾塔裝填有CY700填料。
[0010]本發(fā)明還提供了使用以上裝置合成水楊酸環(huán)己酯的方法，包括以下步驟:
A、將環(huán)己醇從保溫的環(huán)己醇儲(chǔ)罐經(jīng)化工物料栗打入保溫的環(huán)己醇高位槽中備用；
B、從環(huán)己醇高位槽向酯化反應(yīng)釜內(nèi)加入環(huán)己醇，從水楊酸甲酯高位槽向酯化反應(yīng)釜內(nèi)加入水楊酸甲酯，從酯化反應(yīng)釜的手孔加入負(fù)載型固體堿催化劑，開啟酯化反應(yīng)釜攪拌機(jī)混合均勻；
C、打開蒸汽閥門對(duì)酯化反應(yīng)釜進(jìn)行升溫，控制反應(yīng)溫度120~150°C，反應(yīng)時(shí)間4~12小時(shí)；
D、滴加結(jié)束后，取樣進(jìn)行氣相色譜檢測，以后每間隔1小時(shí)取樣進(jìn)行檢測，當(dāng)水楊酸甲酯含量小于1.5%時(shí)，維持溫度繼續(xù)反應(yīng)2小時(shí)后，降溫終止反應(yīng)；
E、向酯化反應(yīng)釜通入氮?dú)猓瑢⒎磻?yīng)液用氮?dú)鈮核偷阶詣?dòng)反沖洗精密過濾器進(jìn)行過濾，過濾器液相濾液用氮?dú)鈮旱椒磻?yīng)粗品中間罐；
F、將反應(yīng)粗品中間罐內(nèi)反應(yīng)液轉(zhuǎn)移到水洗釜中，加入清水，開啟攪拌器攪拌1小時(shí)后，通過釜底退料方式將水洗后的反應(yīng)粗品用物料轉(zhuǎn)移栗打入靜置高位槽中，靜置分層2小時(shí)；
G、靜置結(jié)束后，水層通過靜置高位槽錐底放入包裝桶，待下一批次水洗時(shí)重復(fù)利用；油層轉(zhuǎn)移到釜式精餾塔中，升釜溫至50~90°C，常壓下回收殘余的副產(chǎn)物甲醇，甲醇回收結(jié)束后，升釜溫至90~120°C，開啟水噴射真空栗，在l~1.67kPa壓力下，全回流，回收過量的環(huán)己醇；所得環(huán)己醇經(jīng)釜式精餾塔自帶的冷凝器和螺旋板換熱器B冷凝后，通過真空接收罐收集環(huán)己醇放入包裝桶；環(huán)己醇回收結(jié)束后，升釜溫至120~180°C，開啟水噴射真空栗+羅茨真空栗組合真空機(jī)組，在真空壓力133?lOOOPa、塔頂溫度120?150°C、回流比1: 1?1: 12條件下進(jìn)行分餾，所得水楊酸環(huán)己酯經(jīng)釜式精餾塔自帶的冷凝器和螺旋板換熱器B冷凝后，通過真空接收罐17收集水楊酸環(huán)己酯產(chǎn)品，放入產(chǎn)品暫存罐中。
[0011 ] 所述的步驟B中，通過分餾塔A、螺旋板換熱器A，將冷凝的甲醇放入甲醇接收罐中。
[0012]所述的步驟E中，從環(huán)己醇高位槽經(jīng)防腐物料栗向自動(dòng)反沖洗精密過濾器打入環(huán)己醇，并通過反應(yīng)粗品中間罐的反沖氮?dú)馊肟谕ㄈ氲獨(dú)猓瑢⒐滔啻呋瘎┳越z網(wǎng)濾芯上加壓反沖洗至酯化反應(yīng)釜內(nèi)，直接進(jìn)行下批次反應(yīng)時(shí)套用。
[0013]本發(fā)明的技術(shù)優(yōu)點(diǎn):
1.提供了一套用于水楊酸環(huán)己酯合成的清潔生產(chǎn)裝置。該裝置可采用水楊酸甲酯和環(huán)己醇為主要原料，在固體堿催化下作用下進(jìn)行酯交換反應(yīng)，一步法制備水楊酸環(huán)己酯粗品，經(jīng)過濾、中和水洗、精餾得到水楊酸環(huán)己酯成品。
[0014]2、采用水楊酸甲酯為主要原料合成水楊酸環(huán)己酯，克服了以水楊酸為主要原料時(shí)，副反應(yīng)物苯酚的產(chǎn)生，從而防止其對(duì)產(chǎn)品香氣產(chǎn)生塑料焦糊的不良?xì)馕?，保證了產(chǎn)品香氣的純正和柔和，同時(shí)避免了殘留在產(chǎn)品中非常低含量的水楊酸所帶來最終成品顏色帶有較淡粉紅色的問題，而且產(chǎn)品帶粉紅色的脫色處理也非常困難。
[0015]3.自動(dòng)反沖洗精密過濾器可以實(shí)現(xiàn)固體催化劑的自動(dòng)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(diǎn)，具有密閉安全生產(chǎn)、操作簡單、使過濾操作可以在較長時(shí)間內(nèi)連續(xù)進(jìn)行、過濾精度高、保證產(chǎn)品質(zhì)量的特點(diǎn)，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(hù)了價(jià)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。反應(yīng)粗品中間罐上設(shè)置有反沖氮?dú)馊肟?，需要回收固體催化劑時(shí)，可以利用氮?dú)鈮毫⒐腆w催化劑壓入到酯化反應(yīng)釜中。
[0016]4.使用本發(fā)明所提供的裝置進(jìn)行生產(chǎn)，原料來源易得，反應(yīng)條件溫和，反應(yīng)轉(zhuǎn)化率高，工藝比較容易實(shí)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，屬于清潔生產(chǎn)工藝。
[0017]由于所述的酯化反應(yīng)釜上通過管道直接連接有分餾塔A，因而可以及時(shí)從反應(yīng)體系中將副產(chǎn)物甲醇從反應(yīng)釜中移出至甲醇接收罐中。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明的以固體堿為催化劑合成水楊酸環(huán)己酯的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖中:1 一環(huán)己醇儲(chǔ)罐，2—化工物料栗，3—環(huán)己醇高位槽，4一水楊酸甲酯高位槽，5—酯化反應(yīng)釜，51—反應(yīng)釜攪拌器，52—U型管，53—手孔，6—分餾塔A，6’一分餾塔B，7—螺旋板換熱器A，8—甲醇接收罐，9一自動(dòng)反沖洗精密過濾器，91 一絲網(wǎng)濾芯，10—防腐物料栗，11—反應(yīng)粗品中間_，111—反沖氮?dú)馊肟冢?2—水洗爸，13—物料轉(zhuǎn)移栗，14—靜置尚位槽，15—釜式精餾塔，16—螺旋板換熱器B，17—真空接收罐，18—產(chǎn)品暫存罐。
【具體實(shí)施方式】
[0020]如圖1可見，本發(fā)明的以固體堿為催化劑合成水楊酸環(huán)己酯的裝置，包括環(huán)己醇儲(chǔ)罐1，還包括化工物料栗2、環(huán)己醇高位槽3、水楊酸甲酯高位槽4、酯化反應(yīng)釜5、分餾塔A6、螺旋板換熱器A7、甲醇接收罐8、自動(dòng)反沖洗精密過濾器9、防腐物料栗10 ;所述的環(huán)己醇儲(chǔ)罐1經(jīng)化工物料栗2與環(huán)己醇高位槽3管道連接，所述的環(huán)己醇高位槽3、水楊酸甲酯高位槽4與酯化反應(yīng)釜5管道連接；所述的酯化反應(yīng)釜5上設(shè)置有反應(yīng)釜攪拌器51和用于催化劑投料的手孔53 ;所述的酯化反應(yīng)釜5與所述的分餾塔A6管道連接，所述的分餾塔A6經(jīng)螺旋板換熱器A7與甲醇接收罐8管道連接；所述的酯化反應(yīng)釜5與自動(dòng)反沖洗精密過濾器9管道連接；所述的自動(dòng)反沖洗精密過濾器9通過防腐物料栗10與所述的環(huán)己醇高位槽3管道連接；所述的自動(dòng)反沖洗精密過濾器9還通過管道連接有反應(yīng)粗品中間罐11，所述的反應(yīng)粗品中間罐11上設(shè)置有反沖氮?dú)馊肟?111 ;所述的反應(yīng)粗品中間罐11經(jīng)管道連接有水洗釜12，所述的水洗釜12經(jīng)物料轉(zhuǎn)移栗13管道連接有靜置高位槽14 ;所述的靜置高位槽14通過管道連接有釜式精餾塔15 ;所述的釜式精餾塔15經(jīng)分餾塔B6’和螺旋板換熱器B16連接有真空接收罐17 ;所述真空接收罐17通過管道連接有產(chǎn)品暫存罐18。
[0021]所述的環(huán)己醇儲(chǔ)罐1與環(huán)己醇高位槽3外壁都設(shè)置有保溫設(shè)施，所述的環(huán)己醇儲(chǔ)罐1與環(huán)己醇高位槽3之間的管道、環(huán)己醇高位槽3與酯化反應(yīng)釜5之間的管道的外壁上都設(shè)置有保溫層。
[0022]所述的自動(dòng)反沖洗精密過濾器9內(nèi)裝填有絲網(wǎng)濾芯91。
[0023]使用本發(fā)明生產(chǎn)水楊酸環(huán)己酯的具體步驟包括:
將環(huán)己醇從保溫的環(huán)己醇儲(chǔ)罐1經(jīng)化工物料栗2打入保溫的環(huán)己醇高位槽3中備用。
[0024]從環(huán)己醇高位槽3、水楊酸甲酯高位槽4向酯化反應(yīng)釜5內(nèi)加入環(huán)己醇、水楊酸甲酯，從酯化反應(yīng)釜5手孔53加入負(fù)