CN115819203B - 使用固定床进行氧化反应制备开司米酮的方法 - Google Patents
使用固定床进行氧化反应制备开司米酮的方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及化工技术领域，具体涉及了使用固定床进行氧化反应制备开司米酮的方法,本发明采用目前比较先进的固定床反应器（附图1）来进行连续氧化1,1,2,3,3‑五甲基‑4,5,6,7‑四氢茚满制备开司米酮，使用该反应器不仅降低了氧化过程产生过氧化物累积的安全隐患，而且氧化转化率和选择性都有提高，适用于工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及化工技术领域，尤其涉及使用固定床进行氧化反应制备开司米酮的方法。
背景技术
开司米酮[化学名1,1,2,3,3-五甲基-6,7-二氢-4(5H)茚满酮]，具有强烈、持久而又甜润的麝香木香香气，并有浓郁的花香。外观为淡黄色液体或晶状固体。最早是由美国国际香料公司(I.F.F.)于上世纪70年代研究成功的一种麝香香料化合物。它具梅花的香味，留香持久，前调是梅花香的花香，中调是较低沉的木香，后调是麝香，安全无毒，不添加任何色素，对皮肤无刺激。
在现有的制备开司米酮的工艺中，氧化步骤均为间歇式的气液或气液液多相反应，在氧化过程中不仅存在氧化速度衰减迅速、使用溶剂存在闪燃的安全风险、而且有氧化产生的过氧化物逐步累积的安全隐患。
发明人有鉴于此，结合当下比较先进的微反应器技术，针对间歇式反应器的缺点，经过长期实验探索，现提供一种固定床反应器进行氧化制备开司米酮的方法，以期能避免间歇式反应存在的缺陷，使开司米酮的氧化工艺更安全，更实用。
发明内容
为了解决上述背景技术中提到的问题，本发明提供使用固定床进行氧化反应制备开司米酮的方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案:
使用固定床进行氧化反应制备开司米酮的方法，包括以下步骤:
S1：气体和液体通入气液混合器中进行预混；
在涡流式气液混合器中按一定流速在进液口通入1,1,2,3,3-五甲基-4,5,6,7-四氢茚满和溶剂的混合液，同时在进气口按一定流量通入空气，两者混合后通过螺旋混合器，得到富氧原料溶液；
S2：将富氧的原料溶液通过装有催化剂的固定床反应器完成氧化反应；
将富氧的原料溶液按一定流速通过装有催化剂的固定床反应器，在特定温度下完成氧化反应，得到转化率达到85%，选择性达到90%的氧化液，该氧化液进行后处理精馏得到开司米酮。
固定床反应器包括固定床反应器本体，固定床反应器本体的上下端口分别开设有反应介质进口和反应介质出口，所述固定床反应器本体的内壁水平设有换热介质进口，换热介质进口的底部垂直连通有多组列管，列管远离换热介质进口的一端连通有换热介质出口；
固定床反应器本体内填充有催化剂，催化剂的下方填充有瓷球，固定床反应器本体的底部一侧连通有卸剂口。
优选地，所述S1步骤中一定流速为10L/h到100L/h。
优选地，所述S1步骤中使用的溶剂为乙腈、二氯乙烷、乙酸乙酯、三氯乙烷、甲醇、乙醇、N,N-二甲基甲酰胺、乙酸中的一种或两种以上。
优选地，所述S1步骤中一定流量为1m3/h到10m3/h。
优选地，所述S2步骤中一定流速为10L/h到100L/h。
优选地，所述S2步骤中催化剂为重铬酸钠、氧化硒、二苯基二硒颗粒中的一种或几种。
优选地，所述S2步骤中特定温度为0℃-60℃。
优选地，所述固定床反应器使用的催化剂为粒径在2mm-6mm的颗粒。
与现有技术相比，本发明的有益效果是:
1.使用气液混合器，能大大增加空气和反应液的接触面积，加快反应速度；
2.使用固定床反应器，反应液与催化剂的接触时间短，减少了反应过程产生的杂质对催化剂的毒害作用，提高了催化效率，延长了催化剂的使用寿命；
3.使用固定床反应器，气液一直保持流动，减少了产生氧含量累积可能产生的溶剂闪燃的风险；
4.使用固定床反应器，氧化反应过程产生的过氧化物不会累积，避免过氧化物累积带来的安全隐患；
综上，本发明克服了现有间歇式反应的不足，改进了开司米酮的生产工艺中氧化反应方法，不仅降低了反应带来的安全隐患，提高了催化效率，延长了催化剂的使用寿命，而且提高了反应的转化率及选择性。在适应当前面临的安全和环保环境下具有较高的实用价值和应用前景。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明固定床反应器的结构示意图；
图中：固定床反应器本体1、反应介质进口2、反应介质出口3、换热介质进口4、换热介质出口5、列管6、催化剂7、瓷球8、卸剂口9。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明中，固定床反应器包括固定床反应器本体1，固定床反应器本体1的上下端口分别开设有反应介质进口2和反应介质出口3，富氧的原料溶液经反应介质进口2进入固定床反应器本体1，并与催化剂7快速接触，由于接触时间短，减少了反应过程产生的杂质对催化剂7的毒害作用，提高了催化效率，延长了催化剂7的使用寿命；
所述固定床反应器本体1的内壁水平设有换热介质进口4，换热介质进口4的底部垂直连通有多组列管6，列管6远离换热介质进口4的一端连通有换热介质出口5；而此时换热介质从换热介质进口4进入，并通过列管6经换热介质出口5向外排出。
固定床反应器本体1内填充有催化剂7，催化剂7的下方填充有瓷球8，瓷球8对催化剂进行支撑，固定床反应器本体1的底部一侧连通有卸剂口9，打开卸剂口9能够对催化剂7进行清理或更换。
实施例1
一种制备1,1,2,3,3-五甲基-4,5,6,7-四氢茚满的方法，包括以
下步骤:
S1：气体和液体通入气液混合器中进行预混；
在涡流式气液混合器中进液口通入1,1,2,3,3-五甲基-4,5,6,7-四氢茚满30kg和乙腈30kg的混合液，设置流速为10L/h,同时在进气口按流量2m3/h通入空气，两者混合后通过螺旋混合器，得到富氧原料溶液。
S2：将富氧的原料溶液通过装有催化剂的固定床反应器完成氧化反应；
将富氧的原料溶液按10L/h的流速通过装有二苯基二硒颗粒2.51kg的固定床反应器，在45℃下进行氧化反应，富氧的原料溶液通毕，取样GC检测，十一烷内标定量，1,1,2,3,3-五甲基-4,5,6,7-四氢茚满的转化率88.52%，选择性达到92.17%。该氧化液减压浓缩回收溶剂，然后加入等量的质量分数0.5%的硫代硫酸钠洗涤一次，等量水洗涤一次。然后得到的开司米酮粗品精馏，得到成品开司米酮，得到合格开司米酮收率45.24%，精馏得到的不合格开司米酮套用到下一批开司米酮粗品精馏中。
实施例2
一种制备1,1,2,3,3-五甲基-4,5,6,7-四氢茚满的方法，包括以
下步骤:
S1：气体和液体通入气液混合器中进行预混；
在涡流式气液混合器中进液口通入1,1,2,3,3-五甲基-4,5,6,7-四氢茚满100kg和甲醇200kg的混合液，设置流速为25L/h,同时在进气口按流量5m3/h通入空气，两者混合后通过螺旋混合器，得到富氧原料溶液。
S2：将富氧的原料溶液通过装有催化剂的固定床反应器完成氧化反应；
将富氧的原料溶液按15L/h的流速通过装有重铬酸钠颗粒3.40kg的固定床反应器，在30℃下进行氧化反应，富氧的原料溶液通毕，取样GC检测，十一烷内标定量，1,1,2,3,3-五甲基-4,5,6,7-四氢茚满的转化率85.11%，选择性达到90.87%。该氧化液减压浓缩回收溶剂，然后加入等量质量分数为0.5%的硫代硫酸钠洗涤一次，等量水洗涤一次。然后得到的开司米酮粗品精馏，得到成品开司米酮，得到合格开司米酮收率42.94%，精馏得到的不合格开司米酮套用到下一批开司米酮粗品精馏中。
实施例3
一种制备1,1,2,3,3-五甲基-4,5,6,7-四氢茚满的方法，包括以
下步骤：
S1：气体和液体通入气液混合器中进行预混；
在涡流式气液混合器中进液口通入1,1,2,3,3-五甲基-4,5,6,7-四氢茚满100kg和二氯乙烷100kg的混合液，设置流速为20L/h,同时在进气口按流量4m3/h通入空气，两者混合后通过螺旋混合器，得到富氧原料溶液。
S2：将富氧的原料溶液通过装有催化剂的固定床反应器完成氧化反应；
将富氧的原料溶液按20L/h的流速通过装有二氧化硒催化剂颗粒2.18kg的固定床反应器，在40℃下进行氧化反应，富氧的原料溶液通毕，取样GC检测，十一烷内标定量，1,1,2,3,3-五甲基-4,5,6,7-四氢茚满的转化率86.61%，选择性达到90.06%。该氧化液减压浓缩回收溶剂，然后加入等量质量分数为0.5%的硫代硫酸钠洗涤一次，等量水洗涤一次。然后得到的开司米酮粗品精馏，得到成品开司米酮，得到合格开司米酮收率44.37%，精馏得到的不合格开司米酮套用到下一批开司米酮粗品精馏中。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种制备1,1,2,3,3-五甲基-4,5,6,7-四氢茚满的方法，其特征在于，包括以下步骤:
S1：气体和液体通入气液混合器中进行预混
在涡流式气液混合器中进液口通入1,1,2,3,3-五甲基-4,5,6,7-四氢茚满30kg和乙腈30kg的混合液，设置流速为10L/h,同时在进气口按流量2m3/h通入空气，两者混合后通过螺旋混合器，得到富氧原料溶液；
S2：将富氧的原料溶液通过装有催化剂的固定床反应器完成氧化反应
将富氧的原料溶液按10L/h的流速通过装有二苯基二硒颗粒2.51kg的固定床反应器，在45℃下进行氧化反应，富氧的原料溶液通毕，取样GC检测，十一烷内标定量，1,1,2,3,3-五甲基-4,5,6,7-四氢茚满的转化率88.52%，选择性达到92.17%，该氧化液减压浓缩回收溶剂，然后加入等量的质量分数0.5%的硫代硫酸钠洗涤一次，等量水洗涤一次，然后得到的开司米酮粗品精馏，得到成品开司米酮，得到合格开司米酮收率45.24%，精馏得到的不合格开司米酮套用到下一批开司米酮粗品精馏中；
固定床反应器包括固定床反应器本体（1），固定床反应器本体（1）的上下端口分别开设有反应介质进口（2）和反应介质出口（3），富氧的原料溶液经反应介质进口（2）进入固定床反应器本体（1），并与催化剂（7）快速接触，由于接触时间短，减少了反应过程产生的杂质对催化剂（7）的毒害作用，提高了催化效率，延长了催化剂（7）的使用寿命；
所述固定床反应器本体（1）的内壁水平设有换热介质进口（4），换热介质进口（4）的底部垂直连通有多组列管（6），列管（6）远离换热介质进口（4）的一端连通有换热介质出口（5）；而此时换热介质从换热介质进口（4）进入，并通过列管（6）经换热介质出口（5）向外排出；
固定床反应器本体（1）内填充有催化剂（7），催化剂（7）的下方填充有瓷球（8），瓷球（8）对催化剂进行支撑，固定床反应器本体（1）的底部一侧连通有卸剂口（9），打开卸剂口（9）能够对催化剂（7）进行清理或更换。
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