一种由重质松节油直接合成异长叶烷酮的设备的制造方法
【技术领域】
[〇〇〇1] 本实用新型涉及一种由重质松节油直接合成异长叶烷酮的设备。
【背景技术】
[0002]我国重油年产量约8000吨，产量十分可观。目前重油主要被当作锅炉燃料烧掉，少量用作溶剂、煤浮选剂和油毛毡粘合剂等。这不仅使资源遭到浪费，而且影响到各松香厂的经济效益。重油是一种很宝贵的资源，其中含有大量的倍半萜烯，主要有长叶烯、石竹烯、柏木烯、a-檀香烯等。我国各地所产的重油中倍半萜烯的含量在66. 9% — 99. 5%之间，其中长叶烯的含量最高，为45 % — 65%。重油中的各种倍半萜烯都是合成香料和合成其它精细产品的理想原料。倍半萜烯的许多含氧衍生物如醇、酮、酯等都因其有重要且有价值的香气性质而久负盛名，且因其分子量大，香气停留时间长，所合成的大多是名贵的定香剂或保香剂。
[0003]异长叶烷酮具有广藿香和持久的香根香韵木香、琥珀香气，可以多种日化香精中广泛使用。它也能替代香精中某些具有木香-龙涎香气的组分。异长叶烷酮是异长叶烯的氧化产物，随着反应条件和所用氧化剂的不同，产物酮有三种不同的异构体。
[0004]目前异长叶烷烯制备异长叶烷酮的方法主要有2种。第一种是用长叶烯在酸性催化剂下发生异构反应，生产异长叶烯，然后由异长叶烯在氧化剂存在下氧化成异长叶烷酮。以异长叶烯为原料合成异长叶烷酮的研究在国内外均有报道，也是目前工业化生产中比较常用的方法。但是此方法中长叶烯异构成异长叶烯均有采用硫酸作为催化剂，采用硫酸催化剂危险性较大，且不容易处理，污染环境。国内邹志平等人采用重质松节油直接合成异长叶烯（《重质松节油直接异构制备异长叶烯的研究》，摘自《生物质化学工程》，2007年11月第41卷第6期），采用超强酸类催化剂，虽然这种方法得率高但是反应温度过高需要在190-200°C之间，存在耗能大、催化剂不易得等缺点，不适合规模化生产。第二种是采用一步法直接由长叶烯合成异长叶烷酮，1996年，国内王植材等人采用一步法进行研究（《一步法合成异长叶烷酮及其衍生物》，摘自《应用化学》1996年2月第13卷第1期），但产率均不理想，而且采用硫酸作为催化剂，污染环境。并且存在合成过程中使用甲酸甲酯、苯等有毒溶剂及高浓度双氧水及设备要求苛刻、生产风险高等一系列问题。
[0005]以上现有使用重质松节油制备异长叶烷酮的工艺均需要分步骤进行，有的需要先由重质松节油分馏出长叶烯在进行制备，有的需要后继再将异长叶烯氧化为异长叶烷酮，因此其生产设备需要间歇式分步工作，生产效率低，所需的生产设备不仅复杂而且成本也高。且现有反应器散热慢，温度很难控制，容易导致副产物的增加。
[0006]因此提供一种能够进行异长叶烷酮连续生产且可控温度的由重质松节油直接合成异长叶烷酮设备己成为当务之亟。
【实用新型内容】
[0007]本实用新型提供一种由重质松节油直接合成异长叶烷酮的设备，其克服了现有由重质松节油原料进行异长叶烷酮生产工艺中使用的设备需要分布间歇操作生产且无法对反应温度进行控制的缺点，实现了由重质松节油原料直接生产异长叶烷酮设备的一体化及控温，极大地提高了生产效率，降低了副产物的产量，节约了生产成本。
[0008]本实用新型的技术方案如下：
[0009]—种由重质松节油直接合成异长叶烷酮的设备，包括物料输送设备、多级反应设备、水洗分层装置和蒸馏塔。所述多级反应设备包括2个或2个以上装有氢型阳离子树脂催化剂的固定床，该固定床上带有温度控制器，两两固定床间依次通过管道将上一个固定床的出料口与下一个固定床的进料口进行连接；水洗分层装置包括一个以上由水洗塔和分层器组成的处理单元，水洗塔的出料口通过连接管道与分层器的进料口连接，连接管道上带有输送栗；物料输送设备包括第一管道、第二管道和第三管道，第一管道连接于多级反应设备的第一个固定床的进料口与原料罐之间用于输送原料，第二管道连接于多级反应设备的最后一个固定床的出料口和水洗塔进料口之间，第三管道连接于分层器和蒸馏塔之间，该第一管道、第二管道和第三管道上均带有输送栗。
[〇〇1〇] 传统由重质松节油制备异长叶烷酮工艺中所需要将重质松节油分馏得到长叶烯、长叶烯异化为异长叶及异长叶被氧化得异长叶烷酮共3个步骤分开，并在不同的多级反应设备中完成。该由重质松节油直接合成异长叶烷酮的设备可以实现由重质松节油到异长叶烷酮的一体化生产过程即无需将重质松节油分馏得到长叶烯的步骤，且能让异构和氧化反应在一个多级反应设备中继续，实现异构和氧化反应的循环进行，其生产效率极高，可以节省很多生产成本。且由于采用的是多个固定床连接组成的多级反应设备，较之现有使用的单个反应器而言，其散热速度更快，反应温度可以很好地得到控制，有效降低了副产物的产生。加之所述固定床由于采用了氢型阳离子树脂催化剂作为催化剂，较之传统的采用硫酸作为催化剂更加环保。
[〇〇11] 所述第一管道上还安装有位于输送栗和多级反应设备的第一个固定床之间的混合器。混合器可对物料均匀混合，使物料可以充分接触，以使反应完全。
[0012]所述多级反应设备包括一级固定床、二级固定床和三级固定床，所述第二管道上还旁接有由设置在该管道上的输送栗出口回流连接至一级固定床的进料口的回流管道。让经一到三级固定床反应的反应完全的物料的一部分返回一级固定床能够让一级固定床中的反应不剧烈，保证了生产产物的稳定性。
[0013]—级固定床的筒身直径为300mm-600mm，长度为1500-2500mm ;二级固定床的筒身直径为600mm-1000mm，长度为2500_3000mm ;三级固定床的筒身直径为400mm-600mm，长度为1500-2000mm。上述3个尺寸的固定床可以使得反应更加快速且完全。
[0014]一级固定床为反应温度40-60 °C的固定床，二级固定床为反应温度50— 80 °C的固定床，三级固定床为反应温度40—60 °C的固定床。上述不同温度设置的固定床的综合运用，可以让反应更充分、效率更高。经过一级固定床后，物料的反应率为10% -30% ;经二级固定床后，物料的反应率为70% — 90% ;进入固定床后，物料反应完全。
[0015]所述多级反应设备由两个以上由水洗塔和分层器构成的处理单元组成，相邻两个处理单元间通过连接管道将上一组处理单元的分层器的出料口与下一组处理单元的水洗塔的进料口进行连接，连接管道上带有输送栗。多次水洗和分层使得产物异长叶烷酮纯度更尚。
[0016]所述第一管道上还安装有位于输送栗和原料罐之间的流量计，用于控制物料的输送量，以控制反应进度。
[0017]所述设备的各部件连接于自动控制系统上。自动控制系统的应用，具有安全、环保、生产效率高的优点。
[0018]与现有技术相比，本实用新型申请具有以下优点：
[0019]1)淘汰了传统的采用间歇式反应工艺，可在一个反应设备中完成异构和氧化反应，操作简单且效率提高1倍以上；
[0020]2)连续多级固定床的应用，让物料在三个固定床中分步反应，使得反应可以温和，温度容易控制。这种方法解决了自动控制系统的生产中散热速度慢、温度难控制的等问题；
[0021]3)使用了带有新型环保的氢型阳离子树脂催化剂的固定床进行生产，其催化效果好并且催化剂可循环重复使用，不同于传统使用的硫酸，减少了环境的污染，安全环保；
[0022]4