一種反應精餾合成γ-十一內酯合成香料的生產裝置

《一種反應精餾合成γ-十一內酯合成香料的生產裝置》是安徽華業香料股份有限公司於2018年8月6日申請的發明專利，該專利申請號為2018212601667，公布號為CN208803007U，專利公布日為2019年4月30日，發明人是王天義、范一義、徐基龍、嚴四五。

《一種反應精餾合成γ-十一內酯合成香料的生產裝置》屬於化工設備技術領域，具體涉及一種反應精餾合成γ‑十一內酯合成香料的生產裝置；包括丙烯酸高位槽、二‑叔丁基過氧化物高位槽和辛醇高位槽，所述的丙烯酸高位槽和二‑叔丁基過氧化物高位槽分別通過管道與配料鍋連線，辛醇高位槽分別通過管道與配料鍋和預熱器連線；所述的配料鍋通過管道與計量泵連線，計量泵通過反應精餾塔反應區低沸點進料口與反應精餾塔連線；該發明提供的生產裝置，採用反應精餾技術，將反應設備和精餾設備結合在同一設備中進行，節省了設備投資，同時，將副產物水、叔丁醇和副反應產生的低沸點雜質及時從反應體系中分離出去，提高了反應速度、提升了反應效率、利用反應熱節約能源、降低了能源消耗。

2020年7月17日，《一種反應精餾合成γ-十一內酯合成香料的生產裝置》獲得安徽省第七屆專利獎優秀獎。

（概述圖為《一種反應精餾合成γ-十一內酯合成香料的生產裝置》的摘要附圖）

基本介紹

• 中文名：一種反應精餾合成γ-十一內酯合成香料的生產裝置
• 公布號：CN208803007U
• 公布日：2019年4月30日
• 申請號：2018212601667
• 申請日：2018年8月6日
• 申請人：安徽華業香料股份有限公司
• 地址：安徽省安慶市潛山縣舒州大道42號
• 發明人：王天義、范一義、徐基龍、嚴四五
• 代理機構：合肥中博知信智慧財產權代理有限公司
• 代理人：肖健
• Int.Cl.：C07D307/33(2006.01)I
• 類別：發明專利

專利背景

γ-十一內酯，俗稱丙位十一內酯、桃醛、十四醛，CAS號為104-67-6，化學名稱為5-庚基二氫-2（3H）-呋喃酮，天然存在於桃子、杏子、桂花、大豆水解蛋白、奶油、雞蛋果花等中。γ-十一內酯常壓沸點297℃，溶於乙醇（1毫升溶於5毫升60％乙醇）、苄醇、苯甲酸苄酯、丙二醇、鹼液、大多數非揮發性油和礦物油，幾不溶於甘油和水。為無色透明至微黃色黏稠液體，具有強烈的果香香氣，有桃子和杏仁樣的香氣。

γ-十一內酯合成香料被廣泛用於以果香為基調尤其是需要含有桃香的食用香精中，並適合於以濃郁果花香為基調的日化香精中。γ-十一內酯用於日化香精配方中，主要用以調配紫丁香、茉莉、紫羅蘭等花香型香精和幻想型香精，在桂花、鈴蘭、橙花、白玫瑰、金合歡等香型的日用香料中均常使用，用量在5％以內，IFRA沒有限制規定。同時，γ-十一內酯也可用作食品添加劑，列入中國GB2760《食品添加劑使用標準》中，歐洲理事會將γ-十一內酯列入可用於食品中而不危害人體健康的人造食用香料表中，並給出其ADI為1.25毫克/千克，被FEMA認定為GRAS，FEMA編號3091，並經美國食品及藥物管理局批准食用，在食用香精配方中，主要用以調配桃子、杏子、李子、櫻桃、草莓等香精。

γ-十一內酯作為最常用的香料之一，是內酯類系列合成香料中最為重要，也是使用量和銷售量最大的產品，在整個香料行業中的使用範圍和使用量僅次於香豆素等少數幾個的單一品種香料，2018年之前的需求量逐漸擴大。

使用辛醇同丙烯酸或丙烯酸甲酯在自由基引發劑存在下進行自由基加成反應製取γ-內酯，這是2018年8月之前形成生產規模的γ-十一內酯合成路線。以辛醇和丙烯酸為起始原料，以二-叔丁基過氧化物為引發劑，加入反應溶劑，先採用“一鍋煮”的方式，游離基加成合成γ-十一內酯粗品，蒸餾回收反應溶劑，然後通過精餾提純製備γ-十一內酯，在此工藝過程中，副產物不能夠及時從反應體系中分離出來，導致反應收率下降，反應時間延長，且產品中含有低沸點雜質的油脂氣味、高沸點雜質和異構體的油耗不良氣息，從而影響γ-十一內酯的最終產品香氣質量。

發明內容

專利目的

《一種反應精餾合成γ-十一內酯合成香料的生產裝置》的目的在於克服2018年8月之前的技術中不足，提供一種反應精餾合成γ-十一內酯合成香料的生產裝置，提高反應速度、提升反應效率，充分利用反應熱以節約能源，降低能源消耗。

技術方案

氧化物高位槽和辛醇高位槽，所述的丙烯酸高位槽和二-叔丁基過氧化物高位槽分別通過管道與配料鍋連線，辛醇高位槽分別通過管道與配料鍋和預熱器連線；所述的配料鍋通過管道與計量泵連線，計量泵通過反應精餾塔反應區低沸點進料口與反應精餾塔連線；所述的反應精餾塔自上而下分為塔頂、精餾段、反應區、提餾段、塔底；預熱器通過反應精餾塔反應區高沸點進料口與反應精餾塔連線；氣液分離器A通過螺旋板換熱器A與反應精餾塔塔頂連線，叔丁醇/水暫存罐通過真空接收罐A與氣液分離器A連線；氣液分離器B通過螺旋板換熱器B與反應精餾塔精餾段側線連線，再沸器分別通過管道與反應精餾塔提餾段連線、通過物料泵A與反應精餾塔連線，真空接收罐B分別通過管道與氣液分離器B連線、通過物料泵B與預熱器連線，粗品高位槽分別通過物流泵A與反應精餾塔塔底連線、通過管道與釜式精餾塔塔釜連線，釜式精餾塔塔體通過管道與釜式精餾塔塔釜連線，二級冷凝器通過一級冷凝器與釜式精餾塔體的塔頂連線，氣液分離器C通過管道與二級冷凝器連線，產品暫存罐通過真空接收罐C與氣液分離器C連線，真空接收罐D分別通過管道與氣液分離器C連線、通過物料泵C與預熱器連線。

改善效果

《一種反應精餾合成γ-十一內酯合成香料的生產裝置》提供的生產裝置，以辛醇和丙烯酸為原料，反應精餾合成γ-十一內酯的游離基加成過程中，採用反應精餾技術，將反應設備和精餾設備結合在同一設備中進行，節省了設備投資，同時，將副產物水、叔丁醇和副反應產生的低沸點雜質，及時從反應體系中分離出去，提高反應速度、提升反應效率、利用反應熱節約能源、降低能源消耗、再經香氣整理工藝，除掉普通分餾方法不能分離的雜質，尤其是對產品香氣產生重大影響的γ-內酯異構體，最終得到99％以上、香氣純正柔和的食用香料級γ-十一內酯合成香料產品。

附圖說明

圖1為《一種反應精餾合成γ-十一內酯合成香料的生產裝置》提供的反應精餾合成γ-十一內酯合成香料的生產裝置示意圖；

圖中標號說明：1-丙烯酸高位槽，2-二-叔丁基過氧化物高位槽，3-辛醇高位槽，4-配料鍋，5-計量泵，6-預熱器，7-反應精餾塔，8-反應精餾塔反應區低沸點進料口，9-反應精餾塔反應區高沸點進料口，10-螺旋板換熱器A，11-氣液分離器A，12-真空接收罐A，13-叔丁醇/水暫存罐，14-螺旋板換熱器B，15-氣液分離器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-釜式精餾塔塔釜，22-釜式精餾塔塔體，23-一級冷凝器，24-二級冷凝器，25-氣液分離器C，26-真空接收罐C，27-真空接收罐D，28-產品暫存罐，29-物料泵C。

技術領域

《一種反應精餾合成γ-十一內酯合成香料的生產裝置》屬於化工設備技術領域，具體涉及一種反應精餾合成γ-十一內酯合成香料的生產裝置。

權利要求

《一種反應精餾合成γ-十一內酯合成香料的生產裝置》特徵在於：所述的生產裝置包括丙烯酸高位槽（1）、二-叔丁基過氧化物高位槽（2）和辛醇高位槽（3），所述的丙烯酸高位槽（1）和二-叔丁基過氧化物高位槽（2）分別通過管道與配料鍋（4）連線，辛醇高位槽（3）分別通過管道與配料鍋（4）和預熱器（6）連線；所述的配料鍋（4）通過管道與計量泵（5）連線，計量泵（5）通過反應精餾塔反應區低沸點進料口（8）與反應精餾塔（7）連線；所述的反應精餾塔（7）自上而下分為塔頂、精餾段、反應區、提餾段、塔底；預熱器（6）通過反應精餾塔反應區高沸點進料口（9）與反應精餾塔（7）連線；氣液分離器A（11）通過螺旋板換熱器A（10）與反應精餾塔（7）塔頂連線，叔丁醇/水暫存罐（13）通過真空接收罐A（12）與氣液分離器A（11）連線；氣液分離器B（15）通過螺旋板換熱器B（14）與反應精餾塔（7）精餾段側線連線，再沸器（18）分別通過管道與反應精餾塔（7）提餾段連線、通過物料泵A（17）與反應精餾塔（7）連線，真空接收罐B（16）分別通過管道與氣液分離器B（15）連線、通過物料泵B（19）與預熱器（6）連線，粗品高位槽（20）分別通過物料泵A（17）與反應精餾塔（7）塔底連線、通過管道與釜式精餾塔塔釜（21）連線，釜式精餾塔塔體（22）通過管道與釜式精餾塔塔釜（21）連線，二級冷凝器（24）通過一級冷凝器（23）與釜式精餾塔塔體（22）的塔頂連線，氣液分離器C（25）通過管道與二級冷凝器（24）連線，產品暫存罐（28）通過真空接收罐C（26）與氣液分離器C（25）連線，真空接收罐D（27）分別通過管道與氣液分離器C（25）連線、通過物料泵C（29）與預熱器（6）連線。

實施方式

結合圖1所示，《一種反應精餾合成γ-十一內酯合成香料的生產裝置》提供了一種反應精餾合成γ-十一內酯合成香料的生產裝置，所述的生產裝置包括丙烯酸高位槽1、二-叔丁基過氧化物高位槽2和辛醇高位槽3，所述的丙烯酸高位槽1和二-叔丁基過氧化物高位槽2分別通過管道與配料鍋4連線，辛醇高位槽3分別通過管道與配料鍋4和預熱器6連線；所述的配料鍋4通過管道與計量泵5連線，計量泵5通過反應精餾塔反應區低沸點進料口8與反應精餾塔7連線；所述的反應精餾塔7自上而下分為塔頂、精餾段、反應區、提餾段、塔底；預熱器6通過反應精餾塔反應區高沸點進料口9與反應精餾塔7連線；氣液分離器A11通過螺旋板換熱器A10與反應精餾塔7塔頂連線，叔丁醇/水暫存罐13通過真空接收罐A12與氣液分離器A11連線；氣液分離器B15通過螺旋板換熱器B14與反應精餾塔7精餾段側線連線，再沸器18分別通過管道與反應精餾塔7提餾段連線、通過物料泵A17與反應精餾塔7連線，真空接收罐B16分別通過管道與氣液分離器B15連線、通過物料泵B19與預熱器6連線，粗品高位槽20分別通過物流泵A17與反應精餾塔7塔底連線、通過管道與釜式精餾塔塔釜21連線，釜式精餾塔塔體22通過管道與釜式精餾塔塔釜21連線，二級冷凝器24通過一級冷凝器23與釜式精餾塔體22的塔頂連線，氣液分離器C25通過管道與二級冷凝器24連線，產品暫存罐28通過真空接收罐C26與氣液分離器C25連線，真空接收罐D27分別通過管道與氣液分離器C25連線、通過物料泵C29與預熱器6連線。

該發明提供的反應精餾合成γ-十一內酯合成香料的生產裝置的具體套用包括：

（a）開啟保溫裝置，保持配料鍋4溫度為20±5℃，分別從辛醇高位槽3、丙烯酸高位槽1和二-叔丁基過氧化物高位槽2，利用高位壓差，通過管道放料，將辛醇、丙烯酸和二-叔丁基過氧化物按照配料比例計量，加入到配料鍋4中，開啟配料鍋攪拌器，將配料混合物混合均勻；

（b）從辛醇高位槽3利用高位壓差，通過管道放料，將辛醇按照配料比例計量，放料到預熱器6中，開啟蒸汽閥門，將預熱器6升溫至150～180℃；

（c）將預熱器6中的辛醇通過泵送入到反應精餾塔7反應區的高沸點進料口9，將（a）步中的配料鍋4的配料混合物通過計量泵5，以滴加方式打入到反應精餾塔7反應區的低沸點進料口8，滴加時間控制在5～10小時；

（d）開啟真空泵，從反應精餾塔7的精餾段的塔頂，通過螺旋板換熱器A10冷凝，經氣液分離器A11、真空接收罐A12收集副產物叔丁醇和水到叔丁醇/水暫存罐13中。開啟再沸器18的蒸汽閥門進行升溫，反應精餾塔7的塔底收集的物料通過再沸器18循環打入到反應精餾塔。開啟回流比控制器，從反應精餾塔7的精餾段側線，通過螺旋板換熱器B14冷凝，經氣液分離器B15、真空接收罐B16收集過量的未參與反應的辛醇，從反應精餾塔7的塔底收集γ-十一內酯粗品。

（e）將（d）步分離出的辛醇，通過物料泵B19轉移到預熱器6中，繼續參與反應。收集的γ-十一內酯粗品通過物料泵A17打入到粗品高位槽20中。

（f）將（d）步分離出的γ-十一內酯粗品，通過粗品高位槽20利用高位壓差，計量轉移到釜式精餾塔塔釜21，進一步分離提純，去除沸點相近、難以分離的異構體和高沸點雜質。開啟蒸汽閥門對釜式精餾塔塔釜21進行升溫，開啟低真空，釜式精餾塔塔體22的塔頂溫度95～125℃，3333～6667帕壓力條件下，收集低沸點雜質、副產品2-壬酮和殘餘的未參與反應的辛醇，當塔頂溫度下降或無出料時，結束收集低沸點雜質和辛醇。收集的副產品2-壬酮放料到包裝桶中，收集的辛醇通過一級冷凝器23、二級冷凝器冷凝24後，經氣液分離器C25、真空接收罐D27，通過物料泵C29打入到預熱器6中循環使用。

（g）當（f）步結束後，開啟高真空，釜式精餾塔塔體22的塔頂溫度105～145℃，1000～1333帕壓力條件下，回流比1:1～1:12條件下進行分餾，通過一級冷凝器23、二級冷凝器冷凝24後，經氣液分離器C25、真空接收罐C26收集副產物丙烯酸辛酯後，收集的副產物丙烯酸辛酯放料到包裝中，收集γ-十一內酯，收集的γ-十一內酯放料到產品暫存罐28中，得到含量達到99％、符合食用香精調香要求的γ-十一內酯產品。當塔頂溫度下降或無出料時，結束精餾，降溫，壓釜殘。

榮譽表彰

2020年7月17日，《一種反應精餾合成γ-十一內酯合成香料的生產裝置》獲得安徽省第七屆專利獎優秀獎。