一种异香茅烯的综合利用方法技术

本发明专利技术公开了一种异香茅烯的综合利用方法，采用酯化‑皂化的手段将异香茅烯的异味去除，转化为带有一定香气的酯或醇，并利用反应精馏技术进一步提高酯化反应的收率；其优点在于，采用反应精馏的方式，使塔内维持一定的副产物浓度，抑制异构化反应的进行，进而提高了酯化反应的收率，减少了反应副产物，减轻三废处理的负担。塔釜得到的酯类采用振荡流反应器连续皂化，再简单处理即可得到产品，简化了后处理过程。该方法不仅解决了二氢月桂烯生产行业目前普遍存在的问题，回收利用了废物，减少了生产成本，降低了能耗，减少了污染，提高了经济价值和社会价值。

【技术实现步骤摘要】
一种异香茅烯的综合利用方法
本专利技术涉及精细化工
，特别是涉及一种异香茅烯的综合利用方法。
技术介绍
异香茅烯，分子式C10H18，CAS号为：65006-04-8，是在蒎烷异构化制二氢月桂烯过程中的主要副产物之一。异香茅烯与二氢月桂烯互为异构体，但其气味却与二氢月桂烯截然相反。异香茅烯具有强烈的刺激性味道，短时间吸入一定量的异香茅烯，会引起身体的不适，比如头晕、胸闷、流眼泪、呼吸困难等。在工业上，异香茅烯既不能作为产品直接使用，亦不能作为原料或者中间体。可以说毫无利用价值，只能作为废弃物处理。目前国内外对于异香茅烯的研究也较少。主要的研究方向都是将异香茅烯与有机酸进行酯化反应，将异香茅烯转化为酯类物质。国内学者陶武彬和萧树德在二氢月桂烯环化水合的研究中，提到了一种异香茅烯的反应方法。具体涉及在离子膜的催化作用下，使甲酸和异香茅烯发生酯化反应，生成相应的甲酸酯。所得的甲酸酯再进一步皂化，得到3,3,5-三甲基环庚醇。但由于作者的主要研究方向侧重于二氢月桂烯水合，并未对异香茅烯的酯化进行深入探究。专利US3546279公开了一种3,3,5-三甲基环庚酮的合成方法。具体涉及以异香茅烯为主要原料，合成3,3,5-三甲基环庚酮的方法。该专利中提到了在强酸性催化剂的作用下，异香茅烯可以与低级酸发生反应，生成相应的酯类。再经过皂化、氧化等后处理，得到目标产物3,3,5-三甲基环庚酮。该专利还提出，该反应过程所得的中间产物酯、醇等，均可作为日用品香精的添加剂，例如肥皂、洗涤剂等。上述合成方法可以为异香茅烯的再利用提供一些思路，但两者最终目标产物的收率均较低。反应过程产生大量的异构化产物，不符合绿色可持续发展的路线，同时较多的副产物也会给后处理带来一定的困难。因此从资源利用和经济角度考虑是不适宜的。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供一种新的收率更高、副产物更少、更经济绿色的处理和利用异香茅烯的技术方案。一种异香茅烯的综合利用方法，包括如下步骤：A、将异香茅烯加入反应精馏塔的上端进料口，将有机酸加入反应精馏塔的下端进料口，异香茅烯和有机酸在反应精馏塔中发生酯化反应；B、酯化反应生成的产物、副产物及多余的反应物经提馏段分离在塔釜得到塔釜产物，经精馏段分离在塔顶得到塔顶混合物，所述塔顶混合物包括有机酸以及副产物；C、将塔顶混合物回流到反应精馏塔内循环反应，并于塔顶得到异构烯烃。进一步优选的，所述的异香茅烯的综合利用方法中，异香茅烯和有机酸的用量摩尔比为2:3~1:3。优选的，所述的异香茅烯的综合利用方法中，所述的反应精馏塔的理论塔板数为30~60；操作压力为40~100kPa。优选的，所述的异香茅烯的综合利用方法还包括步骤：将塔釜产物与碱溶液加入振荡流反应器发生皂化反应，将反应后的混合物静置分层，上层有机相为相应的醇。进一步优选的，所述的异香茅烯的综合利用方法中，所述碱溶液为氢氧化钠溶液，浓度为10~50%；氢氧化钠与塔釜产物中的酯的摩尔比为1:1~3:2；皂化反应的温度为70~100℃。进一步优选的，所述的异香茅烯的综合利用方法中，在步骤“将反应后的混合物静置分层，上层有机相为相应的醇”之后还包括步骤：将相应的醇进行减压精馏操作，得到提纯的醇。进一步优选的，所述的异香茅烯的综合利用方法中，所述减压精馏操作的理论塔板数为15~35；操作压力为2~10kPa；回流比为1~5。优选的，所述的异香茅烯的综合利用方法中，所述的步骤A中，当使用的有机酸不是甲酸时，酯化反应使用强酸性催化剂，所述的强酸性催化剂为硫酸、磷酸、甲酸或固体酸Amberlyst15的一种。进一步优选的，所述的异香茅烯的综合利用方法中，所述的强酸性催化剂的用量为异香茅烯质量的2~5%。本专利技术技术方案提供的异香茅烯再利用的方法是采用酯化-皂化的手段将异香茅烯的异味去除，转化为带有一定香气的酯或醇，并利用反应精馏技术进一步提高酯化反应的收率；其优点在于，采用反应精馏的方式，使塔内维持一定的副产物浓度，抑制异构化反应的进行，进而提高了酯化反应的收率，减少了反应副产物，减轻三废处理的负担。塔釜得到的酯类采用振荡流反应器连续皂化，再简单处理即可得到产品，简化了后处理过程。该方法不仅解决了二氢月桂烯生产行业目前普遍存在的问题，回收利用了废物，减少了生产成本，降低了能耗，减少了污染，提高了经济价值和社会价值。具体实施方式下面结合实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。第1实施例一种异香茅烯的综合利用方法，包括以下步骤：S1、将质量分数为98%的硫酸（作为强酸性催化剂）与质量分数为85%的异香茅烯加入反应精馏塔的上端进料口，将与异香茅烯摩尔比为1:1.5的甲酸（质量分数为98%）加入反应精馏塔的下端进料口，异香茅烯和甲酸在反应精馏塔中发生酯化反应，反应精馏塔塔顶压力80kPa，理论板数40；S2、塔顶蒸汽经冷凝器冷凝后，采出上层异构化产物，甲酸全部回流并送至反应段循环反应，精馏塔塔顶回流比10:1；反应精馏塔的塔釜馏分为包括了反应得到的甲酸酯的混合物，其中甲酸酯的浓度93.3%；甲酸酯的得率为78.5%（按照原料计算）。第2实施例本实施例为第1实施例的基础上的优化。在步骤S2后还包括步骤：S3、将塔釜馏分中的甲酸酯加入振荡流反应器，与30%的NaOH溶液混合进行皂化，NaOH与甲酸酯的摩尔比为1:1.5，皂化温度70℃；S4、皂化液经过分层后，上层有机相为甲醇。本步皂化得率95.3%（按照所得的酯计算）。第3实施例本实施例为第2实施例的基础上的优化。在步骤S4后还包括步骤：S5、将上层有机相（即甲醇）存入暂存罐，暂存罐中的醇液收集到一定量后，将罐内液体送至间歇减压精馏塔进行提纯，塔顶压力为4kPa；回流比5:1；塔理论板数25。采出一定的前馏分，塔顶可收集到99%的醇类（以混合醇计算）。反应的最终得率为67.5%（按照原料计算）。第4实施例本实施例与第1实施例的不同之处在于，所用的强酸性催化剂为磷酸。第5实施例本实施例与第1实施例的不同之处在于，所用的强酸性催化剂为固体酸Amberlyst15。第6实施例本实施例与第1实施例的不同之处在于，不从反应精馏塔的上端进料口额外添加强酸性催化剂，也就是说，在不同的实施例中，只要使用的有机酸反应物为甲酸，可以添加强酸性催化剂，也可以不添加强酸性催化剂，反应物甲酸本身具有催化作用。第7实施例一种异香茅烯的综合利用方法，包括以下步骤：S1、将质量分数为85%的异香茅烯加入反应精馏塔的上端进料口，将与异香茅烯摩尔比为1:2的甲酸（质量分数为98%）加入反应精馏塔的下端进料口，异香茅烯和甲酸在反应精馏塔中发生酯化反应，反应精馏塔塔顶压力80kPa，理论板数55；S2、塔顶蒸汽经冷凝器冷凝后，采出上层异构化产物，甲酸全部回流并送至反应段循环反应，精馏塔塔顶回流比15:1；反应精馏塔的塔釜馏分为包括了反应得到的甲酸酯的混合物，其中甲酸酯的浓度92.7%；甲酸酯的得率为77.3%（按照原料计算）。S3、将塔釜馏分中的甲酸酯加入振荡流反应器，与30%的NaOH溶液混合进行皂化，NaOH与甲酸酯的摩尔比为1:2，皂化温度70℃；S4、皂化液经过分层后，上层有机相为甲醇。本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种异香茅烯的综合利用方法，其特征在于，包括如下步骤：A、将异香茅烯加入反应精馏塔的上端进料口，将有机酸加入反应精馏塔的下端进料口，异香茅烯和有机酸在反应精馏塔中发生酯化反应；B、酯化反应生成的产物、副产物及多余的反应物经提馏段分离在塔釜得到塔釜产物，经精馏段分离在塔顶得到塔顶混合物，所述塔顶混合物包括有机酸以及副产物；C、将塔顶混合物回流到反应精馏塔内循环反应，并于塔顶得到异构烯烃。

【技术特征摘要】
1.一种异香茅烯的综合利用方法，其特征在于，包括如下步骤：A、将异香茅烯加入反应精馏塔的上端进料口，将有机酸加入反应精馏塔的下端进料口，异香茅烯和有机酸在反应精馏塔中发生酯化反应；B、酯化反应生成的产物、副产物及多余的反应物经提馏段分离在塔釜得到塔釜产物，经精馏段分离在塔顶得到塔顶混合物，所述塔顶混合物包括有机酸以及副产物；C、将塔顶混合物回流到反应精馏塔内循环反应，并于塔顶得到异构烯烃。2.如权利要求1所述的异香茅烯的综合利用方法，其特征在于，所述的步骤A中，异香茅烯和有机酸的用量摩尔比为2:3~1:3。3.如权利要求1所述的异香茅烯的综合利用方法，其特征在于，所述的反应精馏塔的理论塔板数为30~60；操作压力为40~100kPa。4.如权利要求1所述的异香茅烯的综合利用方法，其特征在于，还包括步骤：将塔釜产物与碱溶液加入振荡流反应器发生皂化反应，将反应后的混合物静置分层，上...

【专利技术属性】
技术研发人员：荣德美，郑辉东，谢万露，戴春江，叶锦亮，
申请(专利权)人：广东天龙精细化工有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44