一种生产异龙脑的方法
【专利摘要】本发明提供一种生产异龙脑的方法，它是在液流强化浸没式固定床反应器组成的强化径向流反应系统（IRR）内进行，采用一定量的复合固体酸催化剂，以莰烯和水为原料，与复合溶剂按一定比例配置，在IRR反应-分离系统中，发生水合反应，得到异龙脑产品。反应温度为40～90℃，催化剂质量为首次装填液体物料总质量的15%-50%，莰烯、水和复合溶剂的比例为1:（0.15～2）:（0.5～4），反应压力为0.1～0.3MPa，反应停留时间为40-70min。反应后的物料经过分离、离子交换后，溶剂和未反应的物料返回反应器，产品去储存。本发明工业可靠性好，莰烯单程转化率高，异龙脑选择性好，单位产品能耗仅为传统固定床工艺的60％左右。
【专利说明】一种生产异龙脑的方法
发明领域
[0001]本发明涉及一种生产异龙脑的方法。
【背景技术】
[0002]异龙脑又称异莰醇，外观为白色半透明的晶体，有着特殊的气味，是冰片的同分异构体，分子式为CltlH18O,分子量154.25，熔点208-214°C。异龙脑是合成樟脑的中间体，在香料和医药等领域也有着 广泛的应用。
[0003]目前工业上异龙脑合成方法主要有间接法和直接法两种工艺:
[0004]第一种是莰烯和醋酸酯化反应生成乙酸异龙脑酯，之后皂化生成异龙脑；第二种是在酸性催化剂作用下莰烯直接水合生成异龙脑。间接法工艺较成熟，但是过程复杂，原料消耗高；直接法虽简化了步骤，节省了原料，但转化率和选择性相对较低。因此选择合适的反应器、水合溶剂和催化剂是提高该反应效率的关键。
[0005]中国专利CN1408696A公开了一种以硫酸为催化剂一步水合制异龙脑的方法，采用搅拌釜反应器，该法简化了合成步骤，降低了原料使用量，但由于硫酸腐蚀性强，对设备的材质要求较高，且后续分离的难度较大，易对环境造成污染。
[0006]中国专利ZL90104209.9公开了一种以干型大孔强酸性阳离子交换树脂为催化剂合成异龙脑的方法，采用连续分离循环反应器，以二丙酮醇和丙酮为溶剂，在反应温度89°C下，反应50h后，莰烯的转化率95.2 %，异龙脑产率73 %，水合莰烯为16.9 % ;反应80h后，莰烯的转化率98.1%，异龙脑产率85.1%，水合莰烯为8.8%。该法虽然获得了较高的莰烯转化率和异龙脑收率，但反应时间过长，反应效率偏低。
[0007]中国专利ZL89109500也公开了一种以天然丝光沸石为催化剂合成异龙脑的方法，采用连续分离循环反应器，在温度为65°C下，反应50h、120h、200h后，莰烯的转化率分别为52%、75%、90%，异龙脑的的选择性为92.9%。该法虽然具有较高的莰烯转化率和异龙脑的选择性，但是反应时间长，能耗高，而且天然丝光沸石的结构、组成受产地影响较大，其性能的不稳定和波动会导致生产难以稳定。另外，采用连续分离循环反应器需要加入大量的溶剂，操作复杂，反应时间长，工业实际生产成本将会较高。
[0008]中国专利CN101973851A公开了一种以合成分子筛为催化剂合成异龙脑的方法，采用固定床反应器，在反应温度120-180°C下反应，莰烯的转化率80%-90%，异龙脑的选择性73.3%-86.4%,该方法未使用溶剂,环境上较为友好,降低了下游工段的分离难度,但是反应温度较高，选择性较低，工业上也会造成较高的生产成本。
[0009]此外，中国专利CN203112713U也公开了一种莰烯水合制异龙脑的反应装置，该装置相较于传统莰烯水合反应及分离装置，在固定床反应器与分离系统之间增加了膜分离装置，该装置可浓缩反应液，提高异龙脑的含量，减少了后续能耗，但是由于产品混合物中通常均含有少量细小的催化剂颗粒，它们极易对分离膜材料和组件造成堵塞，因此工业实际应用时会出现麻烦。
[0010]因此，有必要发明转化率、选择性更高，环境更友好、能耗和生产成本更低、工业上可靠性更强的异龙脑生产方法，以满足现代工业生产的需要。
【发明内容】
[0011]本发明的目的是解决上述背景方法中的不足，提出一种异龙脑新的工艺合成方法。本发明的方法是:在中低温、低压(或常压)下，以莰烯为原料，采用一定量的低粘度复合溶剂，并以复合固体酸为催化剂，直接催化水合得到异龙脑。该反应在专门设计的液流强化浸没式固定床反应器(参见专利申请CN201110422157.X)中进行，连续操作。
[0012]本发明所述的液流强化浸没式固定床反应器组成的强化径向流反应系统(以下简称IRR)如附图1所示。它主要由下列单元组成:反应器；催化剂床层M-1 ;液相强制循环回路V-1~3，E-l、L-l、L-2 ;产物分离系统S-1 ;离子交换系统T-1 ;喷射混合器J-1 ;以及系统管道等。
[0013]本发明的技术方案如下:
[0014]一种异龙脑生产方法，它是在液流强化浸没式固定床反应器中进行，它包括下列步骤:
[0015]步骤1.将一定质量配比的莰烯、水和低粘度复合溶剂由进料管I送入反应器中，催化剂床层M-1中安装一定量的复合固体酸催化剂，反应器中的物料经过物料循环泵P-1，第一流量计L-1计量和换热器E-1换热后，由喷射混合器J-1喷入催化剂床层M-1的内腔中，由于反应器中的油水两相可能发生分离作用，出现反应器中上部油相较多而下部水相较多的情况，因此，在喷射混合器J-1的喷嘴周边设有吸入管8，在J-1工作时它具有负压自吸作用，此时，上部油相将通过吸入管8被吸入喷射混合器J-1中与循环的射流液体(水相较多)混合后一道进入催化 剂床层M-1内腔；
[0016]步骤2.物料在M-1内腔中由于高度湍流而充分混合，由于催化剂床层M-1内外压差的作用，混合液将以辐射的方式以较高速度从催化剂床层内侧穿过催化剂床层M-1后进入反应器筒状罐R-1内侧与催化剂床层M-1之间的空间，从而完成一次化学反应过程，之后，混合液(已反应的以及尚未反应的物料混合物)将通过反应器底部管道7在循环泵P-1驱动下进入下一轮反应循环，每小时循环量为液体总物料量的15-30倍；
[0017]步骤3.反应器中物料反应一定时间后，由第三阀门V-3和第二流量计L-2进行控制速率出料，出料的速率依据物料在反应器中的平均停留时间而定，进入下一工段的分离单元S-1中进行分离，分离单元S-1主要包括油水分相系统和精馏系统，反应后的物料，若分相，则先经过油水分相系统，水相直接进入反应系统再利用，油相则进入精馏系统中进行产品的分离和提纯；
[0018]步骤4.经分离单元S-1分离后的产品由产品管道6排出，并送去储存罐，而分离出的溶剂、水和部分尚未反应的莰烯则由混合物管道5进入离子交换系统T-1进行离子交换，以除去物料中可能存在的金属离子，以免其影响催化剂的活性，从离子交换系统T-1流出的物料再进入反应器中继续循环反应，同时由进料管I补充反应原料，以维持反应器内物料守恒。
[0019]上述的异龙脑生产方法，所述的液流强化浸没式固定床反应器是专利申请号CN201110422157.X公开的液流强化浸没式固定床反应器。
[0020]上述的异龙脑生产方法，所述的固体酸催化剂主要包括强酸性阳离子交换树脂和分子筛，其中强酸性阳离子交换树脂催化剂为Amberlystl5、Amberlyst35、Amberlyst36、D72 或 NKC-9 等，酸性分子筛催化剂为 HZSM-5、HZSM-22、ZSM-35、MCM-41、MCM-48、丝光沸石、Ηβ -沸石Ηβ -沸石或HY-沸石等；而复合固体酸催化剂是指采用上述两类固体酸催化剂中的两种或者两种以上，按不同配比(根据要求配制)混合后而得，催化剂量可根据催化剂床层的厚度和高度确定，一般选择首次装填总液体物料质量的15%-50%。
[0021]上述的异龙脑生产方法，所述的低粘度复合有机溶剂X可以是氯仿，甲基乙基酮，丙酮，硝基甲烧，二甲基甲酰胺，乙腈，硝基乙烧，氯乙腈等两种或两种以上的复配物(比例不限)，以提高反应速率、降低反应温度和过程能耗。
[0022]上述的异龙脑生产方法，所述的一定原料质量配比为:莰烯:水:溶剂=1:(0.15 ~2): (0.5 ~4)，优选为 1: (0.15 ~I): (I ~2)。
[0023]上述的异龙脑生产方法，所述的莰烯水合反应温度为40°C -90 °C,优选550C -85°C，压力为0.1-0.3MPa，优选0.1-0.2MPa,反应停留时间为30min_70min，优选为40min-60mino
[0024]上述的异龙脑生产方法，所述的自吸接口 8，是针对物料分相而设置，其上接口位于反应器外壁母线的上部1/3-1/4处，通过法兰和管道与喷射器的低压区接口相连，在反应器工作时，保证自吸接口 8始终位于反应器主体物料的上层液相中，以便上层液相(在水合反应时通常为油相)通过该接口被吸入喷射器与循环液(在水合反应时通常为水相)混合，进入催化剂床层循环反应。
[0025]本发明的优点:
[0026]1.由于采用低粘度有机复合溶剂，水合反应条件更为温和，反应温度可在40-90°C之间；压力为 0.1-0.3MPa。
[0027]2.所采用复合固体酸催化剂，可有效获得比单纯一种固体酸催化剂更高的选择性和转化率，同时又避免了液体酸催化剂对系统的腐蚀和污染。复合固体酸催化剂主要包括强酸性阳离子交换树脂和分子筛，其中树脂催化剂，如Amberlyst 15、Amberlyst35>Amberlyst36、D72, NKC-9 等，酸性分子筛催化剂，如 HZSM-5、HZSM-22、ZSM-35、MCM-41、MCM-48、丝光沸石、Ηβ -沸石、HY-沸石等，复合固体酸催化剂，即采用上述两类固体酸催化剂中的两种或者两种以上，按不同配比(根据要求配制)混合后而得。
[0028]3.所采用的复合有机溶剂为氯仿，甲基乙基酮，丙酮，硝基甲烷，二甲基甲酰胺，乙腈，硝基乙烷，氯乙腈等两种或两种以上的复配物，配合使用复合固体酸催化剂和新型反应器，可在低温下实现快速反应，有效抑制异构化，比单纯采用一种溶剂时异构化现象会减轻许多。这样可使反应转化率和选择性都得到提高，莰烯单程转化率可达到9%-16%，异龙脑选择性可达到98.6%-99.4%，完成全过程反应的时间比单纯一种溶剂缩短20%以上。
[0029]4.本发明针对水合反应过程可能发生的物料分相，设置了自吸口 8，这是针对油水两相反应专设的设备结构，是一种结构简单但十分有效的油水混合结构，它可有效防止大型液流强化浸没式固定床反应器内由于重力作用在催化剂床层外侧空间油水两相可能出现的分层，从而影响反应效率。
[0030]5.本发明在系统中专设阳离子交换单元，该单元含有两座离子交换柱，可切换使用。其作用是将反应体系物料中含有的阳离子尤其是金属离子置换截留，以防其进入催化剂床层而影响催化剂活性。【专利附图】
【附图说明】
[0031]图1为本发明异龙脑合成反应的流程示意图，其中:I为进料口，R-1为反应器筒状罐，M-1为催化剂固定床层，￥-1、￥-2、￥-3、￥-4为阀门，1^-1为第一流量计、L-2为第二流量计，E-1为换热器，P-1为循环泵，S-1为产品分离系统(包括油水分离，溶剂与物料的分离，未反应物料与产品的分离等)，T-1为离子交换系统，J-1为喷射器，D-1为扩散管，2、3、7为循环管道，4为出口管，5为物料返回管，6为产品出口管，8为自吸口。
【具体实施方式】
[0032]实施例1
[0033]在反应系统IRR中，液流强化浸没式固定床反应器体积为2m3(其中长径比为3:1)，莰烯、水和溶剂按照质量比1:1:2进入反应器中进行反应(总质量为1.4t)。催化剂床层中装填Amberlystl5和HZSM-5两种固体催化剂的复合物，两种催化剂质量比为1: 1，总质量为首次填料总液体物料质量的35%(约490kg)。溶剂为氯仿和甲基乙基酮的复配物，摩尔比为1:0.5。反应温度为55°C，压力为0.1MPa，反应物料在反应器中的平均停留时间为55min。自吸接口 8设置在反应器外壁母线上方1/3处。循环泵P-1每小时的循环量为反应器内总物料(包括溶剂)的20倍(约30m3/h)。反应后的物料通过管道4和阀门V-3排出，排出的速度为1.3t/h，排出液进入后续分离单元S-1进行产品与溶剂、水、莰烯的分步分离(首先排出的物料经过分相器，分离油相和水相，油相则进入精馏系统继续分离得到产品)，取出产品，溶剂、水、莰烯则继续被引入离子交换系统T-1进行去阳离子处理，之后物料将再次被送入反应器进行下一次循环反应。通过分析，可确定单位时间内已反应掉的水和莰烯的质量，同时以相同的速率由管道I向反应器中加入相等的水和莰烯原料。经系统稳定后测定，该系统的莰烯单程转化率高达9.7%，异龙脑的选择性为99.4%。
[0034]实施例2`[0035]在相同于实施例1的反应系统IRR中，液流强化浸没式固定床反应器体积为4m3(其中长径比为2.5:1)，莰烯、水和溶剂按照质量比1:0.15:2 (总质量为2.8t)进入反应器中进行反应。催化剂床层中装填催化剂Amberlyst35、D72和ZSM-35三种固体催化剂的复合物，三种催化剂质量比为1:0.5:1，总质量为首次装填总液体物料质量的28%(约790kg)。溶剂为氯仿、硝基乙烷和乙腈的复配物，摩尔比为1:0.5:0.5。反应温度为45°C，压力为
0.12MPa。反应物料在反应器中的平均停留时间为lh。自吸接口 8设置在反应器外壁母线上方1/3处。循环泵P-1每小时的循环量为反应器内总物料(包括溶剂)的15倍(约45m3/h)。反应后的物料通过管道4和阀门V-3排出，排出的速度为2.8t/h，进入后续分离单元S-1进行产品与溶剂、水、莰烯的分步分离(首先排出的物料经过分相器，分离油相和水相，油相则进入精馏系统继续分离得到产品)，取出产品，溶剂、水、莰烯则继续被引入离子交换系统T-1进行去阳离子处理，之后物料将再次被送入反应器进行下一次循环反应。通过分析，可确定单位时间内已反应掉的水和莰烯的质量，同时以相同的速率由管道I向反应器中加入相等的水和莰烯原料。经系统稳定后测定，该系统的莰烯单程转化率达10.2%，异龙脑的选择性为99.2%。
[0036]实施例3[0037]在相同于实施例1的反应系统IRR中，液流强化浸没式固定床反应器体积为3m3(其中长径比为4:1)。莰烯、水和溶剂按照质量比1:0.15:1 (约2.1t)进入反应器中进行反应。催化剂床层中装填催化剂Amberlyst36、NKC-9和MCM-41三种固体催化剂的复合物，三种催化剂质量比为1:1:1，总质量为首次装填总液体物料质量的25% (约530kg)溶剂为二甲基甲酰胺、氯乙腈和硝基甲烷的复配物，摩尔比为1:0.5:1。反应温度为88°C，压力为
0.25MPa，反应物料在反应器中的平均停留时间为65min。循环泵P-1每小时的循环量为反应器内总物料(包括溶剂)的16倍(约32t/h)。反应后的物料通过管道4和阀门V-3排出，排出的速度为2t/h，进入后续分离单元S-1进行产品与溶剂、水、莰烯的分步分离(物料在该配比时不会分层，所以直接进入精馏系统中将溶剂、水、莰烯与产品分离)，取出产品，溶剂、水、莰烯则继续被引入离子交换系统T-1进行去阳离子处理，之后物料将再次被送入反应器R-1进行下一次循环反应。通过分析，可确定单位时间内已反应掉的水和莰烯的质量，同时以相同的速率由管道I向反应器中加入相等的水和莰烯原料。经系统稳定后测定，该系统的莰烯的单程转化率达15.7%，异龙脑的选择性为98.6%。
[0038]实施例4
[0039]在相同于实施例1的反应系统IRR中，液流强化浸没式固定床反应器体积为3.5m3(其中长径比为3:1)。莰烯、水和溶剂按照质量比1:0.5:2 (总质量约为2t)进入反应器中进行反应。催化剂床层中装填催化剂Amberlyst36、NKC-9、HY-沸石和MCM-48四种固体催化剂的复合物，四种催化剂质量比为1:0.5:1:1，总质量为首次装填总液体物料质量的50%(约It)。溶剂为氯仿、甲基乙基酮、二甲基甲酰胺和乙腈的复配物，摩尔比为1:0.5:0.5:1。反应温度为55°C，压力为0.2MPa，反应物料在反应器中的平均停留时间为40min.。自吸接口 8设置在反应器外壁母线上方1/3处。循环泵P-1每小时的循环量为反应器内总物料(包括溶剂)的18倍(36m3/h)。反应后的物料通过管道4和阀门V-3排出，排出的速度为3t/h，进入后续分离单元S-1进行产品与溶剂、水、莰烯的分步分离(首先排出的物料经过分相器，分离油相和水相，油相则进入精馏系统继续分离得到产品)，取出产品，溶剂、水、莰烯则继续被引入离子交换系统T-1`进行去阳离子处理，之后物料将再次被送入反应器R-1进行下一次循环反应。通过分析，可确定单位时间内已反应掉的水和莰烯的质量，同时以相同的速率由管道I向反应器中加入相等的水和莰烯原料。经系统稳定后测定，该系统的莰烯单程转化率达9.2%，异龙脑的选择性为99.1%。
[0040]实施例5
[0041]在相同于实施例1的反应系统IRR中，液流强化浸没式固定床反应器体积为0.5m3(其中长径比为4:1)。莰烯、水和溶剂按照质量比1:2:2 (总质量约为0.3t)进入反应器中进行反应。催化剂床层中装填催化剂Amberlystl5、Amberlyst36、丝光沸石和HY-沸石四种固体催化剂的复合物，四种催化剂质量比为1:1:1:1，总质量为总液体物料质量的40% (约120kg)。溶剂为氯仿、甲基乙基酮、二甲基甲酰胺和硝基甲烷的复配物，摩尔比为1:0.5:0.5:1。反应温度为50°C，压力为0.25MPa。反应物料在反应器中的平均停留时间为45min。自吸接口 8设置在反应器外壁母线上方1/4处。循环泵P_1每小时的循环量为反应器内总物料(包括溶剂)的20倍(约6m3/h)。反应后的物料通过管道4和阀门V-3由出料口 5排出，排出的速度为0.4t/h，进入后续分离单元S-1进行产品与溶剂、水、莰烯的分步分离(首先排出的物料经过分相器，分离油相和水相，油相则进入精馏系统继续分离得到产品)，产品取出，溶剂、水、莰烯则继续被引入离子交换系统T-1进行去阳离子处理，之后物料将再次被送入反应器R-1进行下一次循环反应。通过分析，可确定单位时间内已反应掉的水和莰烯的质量，同时以相同的速率由管道I向反应器中加入相等的水和莰烯原料。经系统稳定后测定，该系统的莰烯的单程转化率达9.1%，异龙脑的选择性为99.3%。
[0042]实施例6
[0043]在相同于实施例1的反应系统IRR中，液流强化浸没式固定床反应器体积为5m3(其中长径比为3:1)。莰烯、水和溶剂按照质量比1:1.5:2 (总质量约为3.5t)进入反应器中进行反应，催化剂床层中装填催化剂NKC-9、D72、H0 -沸石和MCM-48四种固体催化剂的复合物，四种催化剂质量比为1:0.5:1:1，总质量为总液体物料质量的17%(约600kg)，溶剂为丙酮、氯乙腈、二甲基甲酰胺和甲基乙基酮的复配物，摩尔比为1:0.5:1:1。反应温度为50°C，压力为0.22MPa。反应物料在反应器中的平均停留时间为45min。自吸接口 8设置在反应器外壁母线上方1/3处。循环泵P-1每小时的循环量为反应器内总物料(包括溶剂)的25倍(87m3/h)。反应后的物料通过管道4和阀门V-3排出，排出的速度为4.7t/h，进入后续分离单元S-1进行产品与溶剂、水、莰烯的分步分离(首先排出的物料经过分相器，分离油相和水相，油相则进入精馏系统继续分离得到产品)，产品取出，溶剂、水、莰烯则继续被引入离子交换系统T-1进行去阳离子处理，之后物料将再次被送入反应器R-1进行下一次循环反应。通过分析,可确定单位时间内已反应掉的水和莰烯的质量，同时以相同的速率由管道I向反应器中加入相等的水和莰烯原料。经系统稳定后测定，该系统的莰烯单程转化率达9.8%，异龙脑的选择性为98.8%。
[0044]实施例7
[0045]在相同于实施例1的反应系统IRR中，液流强化浸没式固定床反应器体积为4m3(其中长径比为3:1)。莰烯、水和溶剂按照质量比1:1:2 (总质量约为2.5t)进入反应器中进行反应。催化剂床层中装填催化剂Amberlyst36、NKC-9、H0 -沸石和MCM-48四种固体催化剂的复合物，四种催化剂质量比为1:1:1: 1，总质量为总液体物料质量的20%(约500kg)，溶剂为硝基甲烷、二甲基甲酰胺、乙腈和氯仿的复配物，摩尔比为1:0.5:0.5:1。反应温度为48°C，压力为0.18MPa。反应物料在反应器中的平均停留时间为65min.。自吸接口 8设置在反应器外壁母线上方1/3处。循环泵P-1每小时的循环量为反应器内总物料(包括溶剂)的30倍(75m3/h)。反应后的物料通过管道4和阀门V-3排出，排出的速度为2.3t/h，进入后续分离单元S-1进行产品与溶剂、水、莰烯的分步分离(首先排出的物料经过分相器，分离油相和水相，油相则进入精馏系统继续分离得到产品)，产品取出，溶剂、水、莰烯则继续被引入离子交换系统T-1进行去阳离子处理，之后物料将再次被送入反应器R-1进行下一次循环反应。通过分 析，可确定单位时间内已反应掉的水和莰烯的质量，同时以相同的速率由管道I向反应器中加入相等的水和莰烯原料。经系统稳定后测定，该系统的莰烯单程转化率达9.2%，异龙脑的选择性为98.9%。
[0046]实施例8
[0047]在相同于实施例1的反应系统IRR中，液流强化浸没式固定床反应器体积为1.5m3(其中长径比为3:1)。莰烯、水和溶剂按照质量比1:0.5:2 (总质量约为It)进入反应器中进行反应。催化剂床层中装填催化剂Amberlystl5、D72、He-沸石、和ZSM-35四种固体催化剂的复合物，四种催化剂质量比为总质量为总液体物料质量的16%(约160kg)，溶剂为二甲基甲酰胺、氯仿和丙酮的复配物，摩尔比为1:0.5:1。反应温度为40°C，压力为
0.13MPa。反应物料在反应器中的平均停留时间为60min。自吸接口 8设置在反应器外壁母线上方1/3处。循环泵P-1每小时的循环量为反应器内总物料(包括溶剂)的26倍(26m3/h)。反应后的物料通过管道4和阀门V-3排出，排出的速度为lt/h，进入后续分离单元S-1进行产品与溶剂、水、莰烯的分步分离(首先排出的物料经过分相器，分离油相和水相，油相则进入精馏系统继续分离得到产品)，产品取出，溶剂、水、莰烯则继续被引入离子交换系统T-1进行去阳离子处理，之后物料将再次被送入反应器R-1进行下一次循环反应。通过分析，可确定单位时间内已反应掉的水和莰烯的质量，同时以相同的速率由管道I向反应器中加入相等的水和莰烯原料。经系统稳定后测定，该系统的莰烯的单程转化率达9.0%，异龙脑的选择性为98.5%。`
【权利要求】
1.一种异龙脑生产方法，它是在液流强化浸没式固定床反应器中进行，其特征是它包括下列步骤: 步骤1.将一定质量配比的莰烯、水和低粘度复合溶剂由进料管(I)送入反应器中，催化剂床层(M-1)中安装一定量的复合固体酸催化剂，反应器中的物料经过物料循环泵(P-1)，第一流量计(L-1)计量和换热器(E-1)换热后，由喷射混合器(J-1)喷入催化剂床层(M-1)的内腔中，由于反应器中的油水两相可能发生分离作用，出现反应器中上部油相较多而下部水相较多的情况，因此，在喷射混合器(J-1)的喷嘴周边设有吸入管(8)，在喷射混合器(J-1)工作时它具有负压自吸作用，此时，上部油相将通过吸入管(8)被吸入喷射混合器(J-1)中与水相较多的循环的射流液体混合后一道进入催化剂床层(M-1)内腔； 步骤2.物料在(M-1)内腔中由于高度湍流而充分混合，由于催化剂床层(M-1)内外压差的作用，混合液将以辐射的方式以较高速度从催化剂床层内侧穿过催化剂床层(M-1)后进入反应器筒状罐(R-1)内侧与催化剂床层(M-1)之间的空间，从而完成一次化学反应过程，之后，混合液将通过反应器底部管道(7)在循环泵(P-1)驱动下进入下一轮反应循环，每小时循环量为液体总物料量的15-30倍； 步骤3.反应器中物料反应一定时间后，由第三阀门(V-3)和第二流量计(L-2)进行控制速率出料，出料的速率依据物料在反应器中的平均停留时间而定，进入下一工段的分离单元(S-1)中进行分离，分离单元(S-1)主要包括油水分相系统和精馏系统，反应后的物料，若分相，则先经过油水分相系统，水相直接进入反应系统再利用，油相则进入精馏系统中进行产品的分离和提纯； 步骤4.经分离单元(S-1)分离后的产品由产品管道(6)排出，并送去储存罐，而分离出的溶剂、水和部分尚未反应的莰烯则由混合物管道(5)进入离子交换系统(T-1)进行离子交换，以除去物料中可能存在的金属离子，以免其影响催化剂的活性，从离子交换系统(T-1)流出的物料再进入反应器中继续循环反应，同时由进料管(I)补充反应原料，以维持反应器内物料守恒。
2.根据权利要求1所述的异龙脑生产方法，其特征是:所述的液流强化浸没式固定床反应器是专利申请号CN201110422157.X公开的液流强化浸没式固定床反应器。
3.根据权利要求1所述的异龙脑生产方法，其特征是:所述的固体酸催化剂主要包括强酸性阳离子交换树脂和分子筛，其中强酸性阳离子交换树脂催化剂为Amberlystl5、Amberlyst35、Amberlyst36、D72 或 NKC-9 ;酸性分子筛催化剂为 HZSM-5、HZSM-22、ZSM-35、MCM-41、MCM-48、丝光沸石、Ηβ -沸石Ηβ -沸石或HY-沸石；而复合固体酸催化剂是指采用上述两类固体酸催化剂中的两种或者两种以上，按不同配比混合后而得，催化剂量根据催化剂床层的厚度和高度确定，首次装填总液体物料质量的15%-50%。
4.根据权利要求1所述的异龙脑生产方法，其特征是:所述的低粘度复合有机溶剂是氯仿、甲基乙基酮、丙酮、硝基甲烷、二甲基甲酰胺、乙腈、硝基乙烷或氯乙腈的两种或两种以上任意比例的复配物，以提高反应速率、降低反应温度和过程能耗。
5.根据权利要求1所述的异龙脑生产方法，其特征是:所述的一定原料质量配比为:莰烯:水:溶剂=1: (0.15 ~2:): (0.5 ~4)。
6.根据权利要求1所述的异龙脑生产方法，其特征是:所述的莰烯水合反应温度为400C -90°C，压力为 0.1-0.3MPa，反应停留时间为 30min_70min。
7.根据权利要求1所述的异龙脑生产方法，其特征是:所述的自吸接口(8)，是针对物料分相而设置，其上接口位于反应器外壁母线的上部1/3-1/4处，通过法兰和管道与喷射器的低压区接口相连，在反应器工作时，保证自吸接口(8)始终位于反应器主体物料的上层液相中，以便上层液相通过 该接口被吸入喷射器与循环液混合，进入催化剂床层循环反应。
【文档编号】B01J31/10GK103739447SQ201310747220
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2013年12月31日 优先权日:2013年12月31日
【发明者】杨高东, 林力克, 周政, 王宝荣, 张志炳 申请人:南京运华立太能源科技有限公司, 南京大学