一种无氯苯甲醇的生产方法及其生产设备与流程

本发明涉及一种苯甲醇的制备方法，特别涉及一种无氯苯甲醇的生产方法及其生产设备。
背景技术：
：苯甲醇是极有用的定香剂，是茉莉、月下香、伊兰等香精调配时不可缺少的香料，苯甲醇醇在工业化学品生产中用途广泛，用于涂料溶剂;照相显影剂;聚氯乙烯稳定剂;化妆品；食品添加剂；医药;合成树脂溶剂;维生素b注射液的溶剂;药膏或药液的防腐剂，可用作尼龙丝;纤维及塑料薄膜的干燥剂，染料;纤维素酯;酪蛋白的溶剂。目前，传统工艺生产苯甲醇的方法主要为氯化苄水解法，主要通过氯化苄与碱的水溶液共沸，然后通过加入氯化钠进行分层、水洗、分离等步骤得到粗苯甲醇，最后通过减压蒸馏得到工业级苯甲醇。此方法生产的苯甲醇除了生产工艺复杂以外还存在以下几个问题：水解时有副产品二苄醚的生成；该法生产的苯甲醇收率较低，在70-72%左右；该法生产有不可避免的游离的氯离子及ppm级有机氯代物存在，影响其在医药、食品等领域的应用。公开号为CN102757312A的中国专利公开了一种高选择性低耗能苯甲醇制备方法，其步骤为：A、将纯碱配制8-13%左右浓度的碱水；B、将碱水和氯化苄按照质量比8：1-2：1投入到一级反应器，搅拌、加热，在90-115℃、常压条件下反应0.5-3小时；C、将上述反应液转移至二级反应器，搅拌、加热，在130-180℃、0.4-0.8Mpa加压条件下反应0.5-3小时；D、将反应液进行冷却、沉降，分离出油相，油相经过粗馏和精馏得到产品，但是上述方法制得的苯甲醇无法避免卤素的带入，无法作为食品、医药和化妆品等要求高品质材料的场合。技术实现要素：本发明的第一发明目的是提供一种高品质、高收率的无氯苯甲醇的生产方法。本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种无氯苯甲醇的生产方法，其中：包括如下步骤：步骤一：苯甲酸、脂肪族直链饱和一元醇混合后，在0.1～1.0MPa压力下，连续反应10～40h，生成苯甲酸酯；步骤二：苯甲酸酯在Cu-Zn催化剂作用下与氢气反应，氢气压力维持在1.0～10.0MPa，氢气流速为1000～20000立方米每小时，生成苯甲醇。作为优选方案，步骤一中，脂肪族直链饱和一元醇CnH2n+1OH，n取1～10。作为优选方案，步骤一中，苯甲酸、脂肪族直链饱和一元醇的摩尔配比为1：（1～４0）。作为优选方案，步骤一中，反应器的温度控制在80～200℃。作为优选方案，步骤二中，加氢反应温度控制在120～300℃。作为优选方案，所述Cu-Zn催化剂中铜的质量分数为10%。作为优选方案，所述Cu-Zn催化剂采用浸渍法在γ-Al2O3载体上浸渍而成。作为优选方案，步骤一：苯甲酸、脂肪族直链饱和一元醇混合后，在0.8MPa压力下，连续反应24h，生成苯甲酸酯；步骤二：苯甲酸酯在Cu-Zn催化剂作用下与氢气反应，氢气压力维持在7MPa，氢气流速为10000立方米每小时，生成苯甲醇。本发明中采用苯甲酸和脂肪族直链饱和一元醇为主要原料，经过酯化和加氢最终制成苯甲醇成品，成品组分稳定，纯度高，收率高，避开了传统工艺中卤化过程存在的安全隐患；避开了由于产品中含有的氯离子使其在高端领域无法使用的限制，可以在食品、医药、保健等领域中应用。铜系催化剂对加氢反应具有较高的活性，同时Zn和铜混合，可以对铜系催化剂进行一定改性，使得催化剂具有明显的介孔特征，增大了催化剂的孔径和Cu的分散性，减小了比表面积和Cu金属的颗粒大小，从而极大的提高了催化剂的活性，采用γ-Al2O3固定催化剂。通过对压力、温度和产品量的控制，抑制了反应过程中副产物的生成，从苯甲酸酯直接选择性生成苯甲醇，避免生成苯甲醛，苯甲醛易挥发出刺激性气味，保证厂房内环境的清洁舒适。本发明的第二发明目的是提供一种上述食品级高品质苯甲醇生产方法的生产设备。本发明的上述技术目的是通过如下技术方案实现的：一种高品质食品级苯甲醇生产方法的生产设备，包括配料釜、配料槽、连续反应器、闪蒸塔、隔油槽和酯收集槽，物料按照配比从配料槽内配比混合成熔融状态，熔融物料进入配料槽，再输送至连续反应器进行酯化反应，连续反应器内通氮气至闪蒸塔，闪蒸塔气相通往酯收集槽，闪蒸塔液相通往隔油槽，隔油槽通向酯收集槽，酯收集槽定期将收集到的物料送回配料槽内。作为优选方案：所述配料槽可连接至少5个连续反应器。配料釜先对物料按配比融合搅拌形成熔融混合物料，再送至配料槽缓冲，输送至多个连续反应器，生产效率高，传送稳定，连续反应器中产出的水和少量醇蒸气在氮气的带动下送入闪蒸塔，闪蒸塔气相为醇和少量的酯，直接通往酯收集槽收集，闪蒸塔液相为水和少量大分子酯化物，通过隔油槽将水排出，大分子酯化物通往酯收集槽收集，酯收集槽内的物料再送回至配料槽内，原料利用率高，提高了反应的收率和选择性。附图说明图1为本发明中生产设备的整体结构示意图。图中：1、配料釜；2、配料槽；3、连续反应器；4、闪蒸塔；5、隔油槽；6、酯收集槽。具体实施方式以下结合附图对本发明作进一步详细说明。本发明的反应方程式如下：1）苯甲酸酯的制备，n=1～102）苯甲酸酯加氢制备苯甲醇，n=1～10。本发明中的生产设备，包括配料釜1、配料槽2、5个连续反应器3、闪蒸塔4、隔油槽5和酯收集槽6，物料按照配比从配料槽2内配比混合成熔融状态，熔融物料进入配料槽2，再输送至连续反应器3进行酯化反应，连续反应器3内通氮气至闪蒸塔4，闪蒸塔4气相通往酯收集槽6，闪蒸塔4液相通往隔油槽5，隔油槽5通向酯收集槽6，酯收集槽6定期将收集到的物料送回配料槽2内。配料釜1先对物料按配比融合搅拌形成熔融混合物料，再送至配料槽2缓冲，输送至5个连续反应器3，生产效率高，传送稳定，连续反应器3中产出的水和少量醇蒸气在氮气的带动下送入闪蒸塔4，闪蒸塔4气相为醇和少量的酯，直接通往酯收集槽6收集，闪蒸塔4液相为水和少量大分子酯化物，通过隔油槽5将水排出，大分子酯化物通往酯收集槽6收集，酯收集槽6内的物料再送回至配料槽2内，原料利用率高，提高了反应的收率和选择性。下面结合具体实施例对本发明作进一步说明：实施例一：一种苯甲醇的生产方法，包括苯甲酸甲酯生产阶段和苯甲醇生产阶段，具体步骤如下：1）苯甲酸甲酯生产阶段：将苯甲酸：甲醇为1：40的摩尔比混合后储于配料槽，其中苯甲酸为100000mol，经配料槽物料连续通过五只直径为1m、高5m的酯化反应釜；酯化反应釜的温度保持在100℃、压力保持在0.5MPa，反应停留时间为10h；反应生成的水以及少量的苯甲酸甲酯，通过氮气将其带走；氮气鼓出的水及有机物通过闪蒸塔分离，馏出的有机物回到酯化反应系统中去，馏出的水经过污水处理；反应生成的苯甲酸甲酯从第五只酯化反应釜底部流出。2）苯甲醇生产阶段：将γ-Al2O3浸渍Cu-Zn催化剂填装在直径0.5m，长度为14m氢化反应器内，反应器内温度维持在200℃，氢气压力维持在1MPa，氢气流速为2500立方米每小时，从下端进入氢化反应器，将上述反应中生产的苯甲酸甲酯从下端进入氢化反应器，苯甲酸甲酯的进料流速控制在800千克每小时，氢化反应的产物从氢化反应器顶端流出，流出物经冷凝器冷却至60℃后，转入蒸馏釜，蒸馏温度160℃，蒸馏出的前、后馏分用于下一次的酯化配料，主馏分即为苯甲醇。实施例二：一种苯甲醇的生产方法，包括苯甲酸乙酯生产阶段和苯甲醇生产阶段，具体步骤如下：1）苯甲酸乙酯生产阶段：将苯甲酸：乙醇为1：1的摩尔比混合后储于配料槽，其中苯甲酸为100000mol，经配料槽物料连续通过五只直径为1m、高5m的酯化反应釜；酯化反应釜的温度保持在140℃、压力保持在1MPa，反应停留时间为22h；反应生成的水以及少量的苯甲酸乙酯，通过氮气将其带走；氮气鼓出的水及有机物通过闪蒸塔分离，馏出的有机物回到酯化反应系统中去，馏出的水经过污水处理后排放，反应生成的苯甲酸乙酯从第五只酯化反应釜底部流出。2）苯甲醇生产阶段：将γ-Al2O3浸渍Cu-Zn催化剂填装在直径0.5m，长度为14m氢化反应器内，反应器内温度维持在120℃，氢气压力维持在2.5MPa，氢气流速为20000立方米每小时，从下端进入氢化反应器，将上述反应中生产的苯甲酸乙酯从下端进入氢化反应器，苯甲酸甲酯的进料流速控制在800千克每小时，氢化反应的产物从氢化反应器顶端流出，流出物经冷凝器冷却至60℃后，转入蒸馏釜，蒸馏温度160℃，蒸馏出的前、后馏分用于下一次的酯化配料，主馏分即为苯甲醇。实施例三：本实施例苯甲醇的生产方法，包括苯甲酸正丁酯生产阶段和苯甲醇生产阶段，具体步骤如下：1）苯甲酸正丁酯生产阶段将苯甲酸、正丁醇按摩尔比9：30的比例混合熔融后储于配料槽(2)，其中苯甲酸为100000mol，经配料槽物料连续通过五只直径为1m、高5m的酯化反应釜；酯化反应釜的温度保持在150℃、压力保持在0.1MPa，反应停留时间为40h；反应生成的水以及少量的苯甲酸正丁酯，通过氮气将其带走；氮气鼓出的水及有机物通过闪蒸塔分离，馏出的有机物回到酯化反应系统中去，馏出的水经过污水处理后排放；反应生成的苯甲酸正丁酯从第五只酯化反应釜底部流出。2）苯甲醇生产阶段将γ-Al2O3浸渍Cu-Zn催化剂填装在直径0.5m，长度为14m氢化反应器内，反应器内温度维持在240℃，氢气压力维持在10MPa，氢气流速为12000立方米每小时，从下端进入氢化反应器，将上述反应中生产的苯甲酸正己酯从下端进入氢化反应器，苯甲酸正丁酯的进料流速控制在800千克每小时，氢化反应的产物从氢化反应器顶端流出，流出物经冷凝器冷却至60℃后，转入蒸馏釜，蒸馏温度160℃，蒸馏出的前、后馏分用于下一次的酯化配料，主馏分即为苯甲醇。实施例四：本实施例苯甲醇的生产方法，包括苯甲酸正己酯生产阶段和苯甲醇生产阶段，具体步骤如下：1）苯甲酸正己酯生产阶段将苯甲酸、正己醇按摩尔比10：21的比例混合熔融后储于配料槽(2)，其中苯甲酸为100000mol，经配料槽物料连续通过五只直径为1m、高5m的酯化反应釜；酯化反应釜的温度保持在80℃、压力保持在9MPa，反应停留时间为30h；反应生成的水以及少量的苯甲酸正己酯，通过氮气将其带走；氮气鼓出的水及有机物通过闪蒸塔分离，馏出的有机物回到酯化反应系统中去，水去污水处理；反应生产的苯甲酸正己酯从第五只酯化反应釜底部流出。2）苯甲醇生产阶段将γ-Al2O3浸渍Cu-Zn催化剂填装在直径0.5m，长度为14m氢化反应器内，反应器内温度维持在260℃，氢气压力维持在10MPa，氢气流速为20000立方米每小时，从下端进入氢化反应器，将上述反应中生产的苯甲酸正己酯从下端进入氢化反应器，苯甲酸正己酯的进料流速控制在800千克每小时，氢化反应的产物从氢化反应器顶端流出，流出物经冷凝器冷却至60℃后，转入蒸馏釜，蒸馏温度160℃，蒸馏出的前、后馏分用于下一次的酯化配料，主馏分即为苯甲醇。实施例五：本实施例苯甲醇的生产方法，包括苯甲酸正己酯生产阶段和苯甲醇生产阶段，具体步骤如下：1）苯甲酸正癸酯生产阶段：将苯甲酸、正癸醇按摩尔比10：33的比例混合熔融后储于配料槽(2)，其中苯甲酸为100000mol，经配料槽(2)物料连续通过五只直径为1m、高5m的酯化反应釜；酯化反应釜的温度保持在200℃、压力保持在8.5MPa，反应停留时间为35h；反应生成的水以及少量的苯甲酸正癸酯，通过氮气将其带走；氮气鼓出的水及有机物通过闪蒸塔分离，馏出的有机物回到酯化反应系统中去，水去污水处理；反应生产的苯甲酸正癸酯从第五只酯化反应釜底部流出。2）苯甲醇生产阶段将γ-Al2O3浸渍Cu-Zn催化剂填装在直径0.5m，长度为14m氢化反应器内，反应器内温度维持在300℃，氢气压力维持在20MPa，氢气流速为20000立方米每小时，从下端进入氢化反应器，将上述反应中生产的苯甲酸正己酯从下端进入氢化反应器，苯甲酸正癸酯的进料流速控制在800千克每小时，氢化反应的产物从氢化反应器顶端流出，流出物经冷凝器冷却至60℃后，转入蒸馏釜，蒸馏温度160℃，蒸馏出的前、后馏分用于下一次的酯化配料，主馏分即为苯甲醇。对比例一：一种苯甲醇的生产方法，包括苯甲酸乙酯生产阶段和苯甲醇生产阶段，具体步骤如下：苯甲酸乙酯生产阶段：将苯甲酸：乙醇为3：13的摩尔比混合后储于配料槽，其中苯甲酸为100000mol，，经配料槽物料连续通过五只直径为1m、高5m的酯化反应釜；酯化反应釜的温度保持在140℃、压力保持在1MPa，反应停留时间为22h；反应生成的水以及少量的苯甲酸甲酯，通过氮气将其带走；氮气鼓出的水及有机物通过闪蒸塔分离，馏出的有机物回到酯化反应系统中去，馏出的水经过污水处理；反应生成的苯甲酸乙酯从第五只酯化反应釜底部流出。苯甲醇生产阶段：将Cu/SiO2催化剂填装在直径0.5m，长度为14m氢化反应器内，反应器内温度维持在210℃，氢气压力维持在2.5MPa，氢气流速为2500立方米每小时，从下端进入氢化反应器，将上述反应中生产的苯甲酸乙酯从下端进入氢化反应器，苯甲酸甲酯的进料流速控制在800千克每小时，氢化反应的产物从氢化反应器顶端流出，流出物经冷凝器冷却至60℃后，转入蒸馏釜，蒸馏温度160℃，蒸馏出的前、后馏分用于下一次的酯化配料，主馏分即为苯甲醇。将上述实施例和对比例中生成的苯甲醇的质量进行测量，并且对反应开始后2~3小时生成的苯甲醇的质量进行测量，同时采用气相色谱法测定生成的苯甲醇的质量分数，并同时计算通过苯甲酸制备苯甲醇的收率，结果见下表1。表1苯甲醇收率及纯度测试结果表生成苯甲醇总质量（Kg）生成苯甲醇的质量分数（%）实际生成苯甲醇的质量（Kg）收率（%）反应第2～3小时生成苯甲醇的质量（Kg）实施例一9083.299.8906592.5604.3实施例二9247.399.39182.693.7584.9实施例三9023.599.78996.491.8558.4实施例四9102.899.89084.692.7532.7实施例五9071.299.59025.892.1512.3对比例一8031.467.65429.255.4414.6由上表可知，本发明实施例具有很高的收率，并且本甲醇的选择性很高，生成高浓度苯甲醇。本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。当前第1页1 2 3