[发明专利]甲基癸内酯合成香料的常压生产装置及生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及精细化工生产技术领域，具体涉及一种甲基癸内酯合成香料的常压生产装置。

背景技术

甲基癸内酯化学名称为5-甲基-5-己基-2(3H)呋喃酮，CAS编号7011-83-8，又名γ甲基-癸内酯、二氢茉莉内酯、γ-甲基-γ-癸内酯，具有栀子花样的花香香气，并伴有果香、椰子香气和青香香韵。甲基癸内酯外观为无色至淡黄色液体，沸点160 °C / 18mmHg，闪点＞110℃，相对密度0.930~0.950（25/25℃），折光指数1.440~1.460（20℃）。在日化香精中，广泛用于各类茉莉花香、果香香型，有良好定香作用。

甲基癸内酯还可用作食品添加剂，被FEMA认定为GRAS，FEMA编号3786，并经美国食品和药物管理局（FDA）批准食用，同时也列入我国《食品添加剂使用卫生标准（GB2760-2011）》规定允许使用的食品香料。FEMA使用限量为(mg/kg)：冷冻乳品、乳制品、水果冰品，0.5～1.0；软糖、硬糖，0.5～1.5；焙烤制品、凝胶制品、布丁、无醇饮料，1.0～3.0；胶姆糖1.0～2.0；含醇饮料1.0～5.0。在食品香精中，应用其果香、花香，桃子、椰子香气，同时在烟用、饲料香精中也可大量应用。

甲基癸内酯合成的主要工艺路线包括：

(1) 分子内反应直接合成：利用分子内反应可将羟基酸、羟基酯和羟基酸衍生物直接转化为内酯。催化剂一般采用无机酸（如盐酸、硫酸等）、有机酸（如对甲苯磺酸）。由于原料不易得到，而且产生大量的酸性废水，由此方法直接转化为内酯的运用具有一定的局限性。

(2) 取代环氧乙烷与丙二酸酯缩合法：烷基环氧乙烷与钠代丙二酸二乙酯缩合，脱羧生成γ-内酯。这种方法工艺简单，收率较高。但所用原料1,2-环氧乙烷难以生产，因此推广应用受到了限制。

(3) Reformatsky反应合成法：将羰基化合物(庚醛)与β-卤代酯(β-溴代丙酸酯)在锌存在下进行缩合，得β-羟基酸酯，然后在酸催化下脱水生成相应的γ-内酯。我国蓖麻油资源丰富，裂解蓖麻油得到大量庚醛。此法使用了天然原料庚醛作为原料，具有一定的发展前景，但合成过程中用到了有机锌试剂，且须在惰性溶剂中反应，对于实现工业化还须作进一步研究。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种甲基癸内酯合成香料的常压生产装置，其产品得率高，工艺条件温和，生产成本较低，生产过程中无环境污染。

为解决上述技术问题，本发明的甲基癸内酯合成香料的常压生产装置，包括与配料锅管道连接的仲辛醇高位槽、二-叔丁基过氧化物高位槽和丙烯酸或丙烯酸甲酯高位槽，所述配料锅经管道连接有滴加泵，还包括反应釜，所述反应釜内设置有至少一根滴加管，所述滴加泵与所述滴加管连接，所述的仲辛醇高位槽与反应釜之间还设置有直连管道；所述反应釜底部经管道连接有水洗锅；所述水洗锅底部经泵A管道连接有静置高位槽；所述静置高位槽经管道连接有釜式蒸馏塔；所述釜式蒸馏塔底部经泵C管道连接有物料高位暂存槽；还包括釜式精馏塔，所述物料高位暂存槽与釜式精馏塔管道连接；所述釜式精馏塔经一级冷凝器、二级冷凝器连接有产品真空接受罐。

所述的反应釜管道连接有反应釜冷凝器，所述反应釜冷凝器经螺旋板换热器A连接有副产品高位槽。

所述的釜式蒸馏塔经冷凝器连接有螺旋板换热器B，所述螺旋板换热器B经管道连接有至少一个仲辛醇真空接受罐A，所述仲辛醇真空接受罐A经泵B与所述的仲辛醇高位槽管道连接。

所述的二级冷凝器还连接有仲辛醇真空接受罐B，所述仲辛醇真空接受罐B经泵D与所述的仲辛醇高位槽管道连接。

所述釜式蒸馏塔装填为CY500型填料；所述釜式精馏塔装填为CY700型填料。

所述的滴加管为两根以上，其末端延伸至离反应釜底部1/3处；所述的反应釜内设置有上下两级搅拌桨；所述的丙烯酸或丙烯酸甲酯高位槽和配料锅上都设置有温度控制装置。

本发明还提供了使用所述装置进行甲基癸内酯合成香料生产的方法，包括以下步骤：

a）将物料仲辛醇、二-叔丁基过氧化物、丙烯酸或丙烯酸甲酯分别打入仲辛醇高位槽、二-叔丁基过氧化物高位槽、丙烯酸或丙烯酸甲酯高位槽中备用，丙烯酸或丙烯酸甲酯高位槽保持温度20±5℃；将丙烯酸或者丙烯酸甲酯、仲辛醇、引发剂二-叔丁基过氧化物投入到配料锅内，配料锅温度保持在15~30℃，搅拌混合均匀；本步骤中，仲辛醇的配料量与丙烯酸或丙烯酸甲酯的摩尔比为1:1～3：1；二-叔丁基过氧化物的配料量与丙烯酸或丙烯酸甲酯的摩尔比为0.05:1～0.5∶1；