一种反应精馏合成γ-十一内酯合成香料的生产装置的制作方法

本实用新型属于化工设备技术领域，具体涉及一种反应精馏合成γ-十一内酯合成香料的生产装置。

背景技术：

γ-十一内酯，俗称丙位十一内酯、桃醛、十四醛，CAS号为104-67-6，化学名称为5-庚基二氢-2(3H)-呋喃酮，天然存在于桃子、杏子、桂花、大豆水解蛋白、奶油、鸡蛋果花等中。γ-十一内酯常压沸点297℃，溶于乙醇(1mL溶于5mL 60％乙醇)、苄醇、苯甲酸苄酯、丙二醇、碱液、大多数非挥发性油和矿物油，几不溶于甘油和水。为无色透明至微黄色黏稠液体，具有强烈的果香香气，有桃子和杏仁样的香气。

γ-十一内酯合成香料被广泛用于以果香为基调尤其是需要含有桃香的食用香精中，并适合于以浓郁果花香为基调的日化香精中。γ-十一内酯用于日化香精配方中，主要用以调配紫丁香、茉莉、紫罗兰等花香型香精和幻想型香精，在桂花、铃兰、橙花、白玫瑰、金合欢等香型的日用香料中均常使用，用量在5％以内，IFRA没有限制规定。同时，γ-十一内酯也可用作食品添加剂，列入我国GB2760《食品添加剂使用标准》中，欧洲理事会将γ-十一内酯列入可用于食品中而不危害人体健康的人造食用香料表中，并给出其ADI为1.25mg/kg，被FEMA认定为GRAS，FEMA编号3091，并经美国食品及药物管理局批准食用，在食用香精配方中，主要用以调配桃子、杏子、李子、樱桃、草莓等香精。

γ-十一内酯作为最常用的香料之一，是内酯类系列合成香料中最为重要，也是使用量和销售量最大的产品，在整个香料行业中的使用范围和使用量仅次于香豆素等少数几个的单一品种香料，近年来的需求量逐渐扩大。

使用辛醇同丙烯酸或丙烯酸甲酯在自由基引发剂存在下进行自由基加成反应制取γ-内酯，这是目前形成生产规模的γ-十一内酯合成路线。以辛醇和丙烯酸为起始原料，以二-叔丁基过氧化物为引发剂，加入反应溶剂，先采用“一锅煮”的方式，游离基加成合成γ-十一内酯粗品，蒸馏回收反应溶剂，然后通过精馏提纯制备γ-十一内酯，在此工艺过程中，副产物不能够及时从反应体系中分离出来，导致反应收率下降，反应时间延长，且产品中含有低沸点杂质的油脂气味、高沸点杂质和异构体的油耗不良气息，从而影响γ-十一内酯的最终产品香气质量。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术中不足，提供一种反应精馏合成γ-十一内酯合成香料的生产装置，提高反应速度、提升反应效率，充分利用反应热以节约能源，降低能源消耗。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种反应精馏合成γ-十一内酯合成香料的生产装置，包括丙烯酸高位槽、二-叔丁基过氧化物高位槽和辛醇高位槽，所述的丙烯酸高位槽和二-叔丁基过氧化物高位槽分别通过管道与配料锅连接，辛醇高位槽分别通过管道与配料锅和预热器连接；

所述的配料锅通过管道与计量泵连接，计量泵通过反应精馏塔反应区低沸点进料口与反应精馏塔连接；

所述的反应精馏塔自上而下分为塔顶、精馏段、反应区、提馏段、塔底；

预热器通过反应精馏塔反应区高沸点进料口与反应精馏塔连接；

气液分离器A通过螺旋板换热器A与反应精馏塔塔顶连接，叔丁醇/水暂存罐通过真空接收罐A与气液分离器A连接；

气液分离器B通过螺旋板换热器B与反应精馏塔精馏段侧线连接，再沸器分别通过管道与反应精馏塔提馏段连接、通过物料泵A与反应精馏塔连接，真空接收罐B分别通过管道与气液分离器B连接、通过物料泵B与预热器连接，粗品高位槽分别通过物流泵A与反应精馏塔塔底连接、通过管道与釜式精馏塔塔釜连接，釜式精馏塔塔体通过管道与釜式精馏塔塔釜连接，二级冷凝器通过一级冷凝器与釜式精馏塔体的塔顶连接，气液分离器C通过管道与二级冷凝器连接，产品暂存罐通过真空接收罐C与气液分离器C连接，真空接收罐D分别通过管道与气液分离器C连接、通过物料泵C与预热器连接。

与现有技术相比，本实用新型具有以下技术效果：

本实用新型提供的生产装置，以辛醇和丙烯酸为原料，反应精馏合成γ-十一内酯的游离基加成过程中，采用反应精馏技术，将反应设备和精馏设备结合在同一设备中进行，节省了设备投资，同时，将副产物水、叔丁醇和副反应产生的低沸点杂质，及时从反应体系中分离出去，提高反应速度、提升反应效率、利用反应热节约能源、降低能源消耗、再经香气整理工艺，除掉普通分馏方法不能分离的杂质，尤其是对产品香气产生重大影响的γ-内酯异构体，最终得到99％以上、香气纯正柔和的食用香料级γ-十一内酯合成香料产品。

附图说明

图1为本实用新型提供的反应精馏合成γ-十一内酯合成香料的生产装置示意图；

图中标号说明：1-丙烯酸高位槽，2-二-叔丁基过氧化物高位槽，3-辛醇高位槽，4-配料锅，5-计量泵，6-预热器，7-反应精馏塔，8-反应精馏塔反应区低沸点进料口，9-反应精馏塔反应区高沸点进料口，10-螺旋板换热器A，11-气液分离器A，12-真空接收罐A，13-叔丁醇/水暂存罐，14-螺旋板换热器B，15-气液分离器B，16-真空接收罐B，17-物料泵A，18-再沸器，19-物料泵B，20-粗品高位槽，21-釜式精馏塔塔釜，22-釜式精馏塔塔体，23-一级冷凝器，24-二级冷凝器，25-气液分离器C，26-真空接收罐C，27-真空接收罐D，28-产品暂存罐，29-物料泵C。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体附图，进一步阐明本实用新型。

结合图1所示，本实用新型提供了一种反应精馏合成γ-十一内酯合成香料的生产装置，所述的生产装置包括丙烯酸高位槽1、二-叔丁基过氧化物高位槽2和辛醇高位槽3，所述的丙烯酸高位槽1和二-叔丁基过氧化物高位槽2分别通过管道与配料锅4连接，辛醇高位槽3分别通过管道与配料锅4和预热器6连接；

所述的配料锅4通过管道与计量泵5连接，计量泵5通过反应精馏塔反应区低沸点进料口8与反应精馏塔7连接；

所述的反应精馏塔7自上而下分为塔顶、精馏段、反应区、提馏段、塔底；

预热器6通过反应精馏塔反应区高沸点进料口9与反应精馏塔7连接；

气液分离器A 11通过螺旋板换热器A 10与反应精馏塔7塔顶连接，叔丁醇/水暂存罐13通过真空接收罐A 12与气液分离器A 11连接；

气液分离器B 15通过螺旋板换热器B 14与反应精馏塔7精馏段侧线连接，再沸器18分别通过管道与反应精馏塔7提馏段连接、通过物料泵A 17与反应精馏塔7连接，真空接收罐B 16分别通过管道与气液分离器B 15连接、通过物料泵B 19与预热器6连接，粗品高位槽20分别通过物流泵A 17与反应精馏塔7塔底连接、通过管道与釜式精馏塔塔釜21连接，釜式精馏塔塔体22通过管道与釜式精馏塔塔釜21连接，二级冷凝器24通过一级冷凝器23与釜式精馏塔体22的塔顶连接，气液分离器C 25通过管道与二级冷凝器24连接，产品暂存罐28通过真空接收罐C 26与气液分离器C 25连接，真空接收罐D 27分别通过管道与气液分离器C 25连接、通过物料泵C 29与预热器6连接。

本实用新型提供的反应精馏合成γ-十一内酯合成香料的生产装置的具体应用包括：

(a)开启保温装置，保持配料锅4温度为20±5℃，分别从辛醇高位槽3、丙烯酸高位槽1和二-叔丁基过氧化物高位槽2，利用高位压差，通过管道放料，将辛醇、丙烯酸和二-叔丁基过氧化物按照配料比例计量，加入到配料锅4中，开启配料锅搅拌器，将配料混合物混合均匀；

(b)从辛醇高位槽3利用高位压差，通过管道放料，将辛醇按照配料比例计量，放料到预热器6中，开启蒸汽阀门，将预热器6升温至150～180℃；

(c)将预热器6中的辛醇通过泵送入到反应精馏塔7反应区的高沸点进料口9，将(a)步中的配料锅4的配料混合物通过计量泵5，以滴加方式打入到反应精馏塔7反应区的低沸点进料口8，滴加时间控制在5～10小时；

(d)开启真空泵，从反应精馏塔7的精馏段的塔顶，通过螺旋板换热器A 10冷凝，经气液分离器A 11、真空接收罐A 12收集副产物叔丁醇和水到叔丁醇/水暂存罐13中。开启再沸器18的蒸汽阀门进行升温，反应精馏塔7的塔底收集的物料通过再沸器18循环打入到反应精馏塔。开启回流比控制器，从反应精馏塔7的精馏段侧线，通过螺旋板换热器B 14冷凝，经气液分离器B 15、真空接收罐B 16收集过量的未参与反应的辛醇，从反应精馏塔7的塔底收集γ-十一内酯粗品。

(e)将(d)步分离出的辛醇，通过物料泵B 19转移到预热器6中，继续参与反应。收集的γ-十一内酯粗品通过物料泵A 17打入到粗品高位槽20中。

(f)将(d)步分离出的γ-十一内酯粗品，通过粗品高位槽20利用高位压差，计量转移到釜式精馏塔塔釜21，进一步分离提纯，去除沸点相近、难以分离的异构体和高沸点杂质。开启蒸汽阀门对釜式精馏塔塔釜21进行升温，开启低真空，釜式精馏塔塔体22的塔顶温度95～125℃，3333～6667Pa压力条件下，收集低沸点杂质、副产品2-壬酮和残余的未参与反应的辛醇，当塔顶温度下降或无出料时，结束收集低沸点杂质和辛醇。收集的副产品2-壬酮放料到包装桶中，收集的辛醇通过一级冷凝器23、二级冷凝器冷凝24后，经气液分离器C 25、真空接收罐D 27，通过物料泵C 29打入到预热器6中循环使用。

(g)当(f)步结束后，开启高真空，釜式精馏塔塔体22的塔顶温度105～145℃，1000～1333Pa压力条件下，回流比1:1～1:12条件下进行分馏，通过一级冷凝器23、二级冷凝器冷凝24后，经气液分离器C 25、真空接收罐C 26收集副产物丙烯酸辛酯后，收集的副产物丙烯酸辛酯放料到包装中，收集γ-十一内酯，收集的γ-十一内酯放料到产品暂存罐28中，得到含量达到99％、符合食用香精调香要求的γ-十一内酯产品。当塔顶温度下降或无出料时，结束精馏，降温，压釜残。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的特点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围内。本实用新型要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。