一种维生素A中间体十四碳醛的合成装置和方法转让专利
申请号 : CN201810730955.0
文献号 : CN108929211B
文献日 : 2022-03-18
发明人 : 潘必文 , 陈世豪 , 陈光勇
申请人 : 厦门金达威维生素有限公司 , 厦门金达威集团股份有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种合成维生素A中间体十四碳醛的方法,其特征在于,该方法在合成装置中进行;
所述合成装置包括第一管道反应器(1)、第二管道反应器(2)、第三管道反应器(3)和后处理装置,所述第一管道反应器(1)、第二管道反应器(2)和第三管道反应器(3)依次连通且三者的物料入口和物料出口均分别设置在两端,所述第三管道反应器(3)的物料出口与所述后处理装置连通;所述第一管道反应器(1)、第二管道反应器(2)和第三管道反应器(3)的长径比各自独立地为850:1‑10000:1;所述第一管道反应器(1)、第二管道反应器(2)和第三管道反应器(3)各自独立地为SV型管式静态混合器或SK型管式静态混合器;该方法包括将含有β‑紫罗兰酮和氯乙酸甲酯的溶液A与含有甲醇钠的溶液B从物料入口同时引入所述第一管道反应器(1)中进行DARZENS反应,所得DARZENS反应液与水或碱液从物料入口同时引入所述第二管道反应器(2)中进行水解反应,所得水解反应液与萃取剂从物料入口同时引入所述第三管道反应器(3)中进行萃取,所得萃取产物在所述后处理装置中进行后处理;所述溶液A中的溶剂与溶液B中的溶剂各自独立地选自甲醇、乙醇、三乙胺和吡啶中的至少一种;在所述溶液B中,甲醇钠和溶剂的重量体积比为1kg:(1.2‑2)L;所述DARZENS反应的时间为
180‑900s。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述后处理装置包括静置分层罐(4)和洗涤塔(5),所述第三管道反应器(3)的物料出口与所述静置分层罐(4)连通,且所述静置分层罐(4)的罐顶油相出口与所述洗涤塔(5)连通。
3.根据权利要求2所述的方法,其中,所述洗涤塔(5)为涡轮转盘塔或填料洗涤塔。
4.根据权利要求3所述的方法,其中,所述填料洗涤塔中的填料为散装填料。
5.根据权利要求4所述的方法,其中,所述填料洗涤塔中的填料选自拉西环、扁环和鲍尔环填料中的至少一种。
6.根据权利要求2所述的方法,其中,所述第三管道反应器(3)的物料出口与所述静置分层罐(4)的中部连通;和/或,所述静置分层罐(4)的罐顶油相出口与所述洗涤塔(5)的下部连通,且所述洗涤塔(5)的洗涤剂入口位于所述洗涤塔(5)的上部,以使得源自所述静置分层罐(4)的油相与洗涤剂逆流接触。
7.根据权利要求2所述的方法,其中,所述合成装置还包括薄膜蒸发器(6),用于将源自所述洗涤塔(5)塔顶的物料中的溶剂去除。
8.根据权利要求1‑6中任意一项所述的方法,其中,当所述后处理装置包括静置分层罐(4)和洗涤塔(5)时,所述后处理的方法包括将所得萃取产物引入所述静置分层罐(4)中进行静置分层,塔顶油相产物引入所述洗涤塔(5)中进行洗涤。
9.根据权利要求1‑6中任意一项所述的方法,其中,所述DARZENS反应的温度为‑30℃至
15℃。
10.根据权利要求9所述的方法,其中,所述DARZENS反应的温度为‑10℃至0℃,时间为
300‑480s。
11.根据权利要求1‑6中任意一项所述的方法,其中,β‑紫罗兰酮和氯乙酸甲酯的摩尔比为1:(1.05‑3)。
12.根据权利要求11所述的方法,其中,β‑紫罗兰酮和氯乙酸甲酯的摩尔比为1:(1.2‑
2)。
13.根据权利要求1‑6中任意一项所述的方法,其中,β‑紫罗兰酮和甲醇钠的摩尔比为
1:(1.1‑4)。
14.根据权利要求13所述的方法,其中,β‑紫罗兰酮和甲醇钠的摩尔比为1:(1.2‑2)。
15.根据权利要求1‑6中任意一项所述的方法,其中,在所述溶液A中,β‑紫罗兰酮和溶剂的重量体积比为1kg:(0.5‑3)L。
16.根据权利要求15所述的方法,其中,在所述溶液A中,β‑紫罗兰酮和溶剂的重量体积比为1kg:(1‑2)L。
17.根据权利要求1‑6中任意一项所述的方法,其中,所述水解反应的温度为30‑70℃,时间为30‑120s。
18.根据权利要求17所述的方法,其中,所述水解反应的温度为40‑50℃,时间为50‑
70s。
19.根据权利要求1‑6中任意一项所述的方法,其中,β‑紫罗兰酮与水或碱液的重量体积比为1kg:(3‑20)L。
20.根据权利要求19所述的方法,其中,β‑紫罗兰酮与水或碱液的重量体积比为1kg:(7‑15)L。
21.根据权利要求1‑6中任意一项所述的方法,其中,所述碱液为氢氧化钠和/或氢氧化钾的水溶液。
22.根据权利要求1‑6中任意一项所述的方法,其中,所述碱液的浓度为大于0至其饱和浓度。
23.根据权利要求22所述的方法,其中,所述碱液的浓度为大于0至20重量%。
24.根据权利要求23所述的方法,其中,所述碱液的浓度为5‑10重量%。
25.根据权利要求1‑6中任意一项所述的方法,其中,所述萃取的温度为30‑60℃,时间为10‑60s。
26.根据权利要求25所述的方法,其中,所述萃取的温度为40‑50℃,时间为20‑40s。
27.根据权利要求1‑6中任意一项所述的方法,其中,所述萃取所用的萃取剂为C5‑C10的脂肪烃和/或芳香烃。
28.根据权利要求27所述的方法,其中,所述萃取所用的萃取剂为C6‑C8的脂肪烃和/或芳香烃。
29.根据权利要求28所述的方法,其中,所述萃取所用的萃取剂选自正戊烷、环戊烷、正己烷、环己烷、正庚烷、正辛烷、苯、甲苯和二甲苯中的至少一种。
30.根据权利要求1‑6中任意一项所述的方法,其中,β‑紫罗兰酮与萃取剂的重量体积比为1kg:(5‑20)L。
31.根据权利要求30所述的方法,其中,β‑紫罗兰酮与萃取剂的重量体积比为1kg:(8‑
12)L。
32.根据权利要求8所述的方法,其中,所述静置分层的时间为10‑60min。
33.根据权利要求32所述的方法,其中,所述静置分层的时间为20‑30min。
34.根据权利要求8所述的方法,其中,所述洗涤所采用的洗涤剂为酸液。
35.根据权利要求34所述的方法,其中,所述酸液选自醋酸、盐酸和硫酸的水溶液中的至少一种。
+
36.根据权利要求34所述的方法,其中,所述酸液中H的浓度为0.001mol/L‑0.1mol/L。
+
37.根据权利要求36所述的方法,其中,所述酸液中H的浓度为0.01mol/L‑0.05mol/L。
38.根据权利要求34所述的方法,其中,β‑紫罗兰酮与洗涤剂中酸的摩尔比为1:(0.001‑0.1)。
39.根据权利要求38所述的方法,其中,β‑紫罗兰酮与洗涤剂中酸的摩尔比为1:(0.005‑0.05)。
40.根据权利要求8所述的方法,其中,该方法还包括将所述洗涤塔的塔顶物料中的溶剂去除。
说明书 :
一种维生素A中间体十四碳醛的合成装置和方法
技术领域
背景技术
和丙醛在有机溶剂中进行羟醛缩合反应,再经水解后得到十四碳醛的工艺。采用该合成工
艺的缺点主要有以下几点:
采用液碱进行水解,接着再采用二氯甲烷进行萃取,对油相进行常规的酸洗和盐洗,脱除溶
剂和蒸馏之后即得维生素A中间体十四碳醛。然而,采用该方法制得的十四醛的收率较低。
发明内容
酮聚合,从而造成反应收率低;
过程中,控制反应原料同时加入,配以后处理,能够使得整个反应体系处于一个稳定状态,
非常有利于提高十四碳醛的收率。基于此,完成了本发明。
应器、第二管道反应器和第三管道反应器依次连通且三者的物料入口和物料出口均分别设
置在两端,所述第三管道反应器的物料出口与所述后处理装置连通。
口同时引入所述第一管道反应器中进行DARZENS反应,所得DARZENS反应液与水或碱液从物
料入口同时引入所述第二管道反应器中进行水解反应,所得水解反应液与萃取剂从物料入
口同时引入所述第三管道反应器中进行萃取,所得萃取产物在所述后处理装置中进行后处
理。
附图说明
通常代表相同部件。
具体实施方式
的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通
过市购获得的常规产品。
反应器2和第三管道反应器3依次连通且三者的物料入口和物料出口均分别设置在两端,所
述第三管道反应器3的物料出口与所述后处理装置连通。
管道反应器2和第三管道反应器3的管径可以各自独立地为DN25‑DN40,长度可以各自独立
地为33‑250m。此外,所述第一管道反应器1、第二管道反应器2和第三管道反应器3优选均为
管式静态混合器,更优选各自独立地为SV型管式静态混合器或SK型管式静态混合器。所述
第一管道反应器1、第二管道反应器2和第三管道反应器3的物料入口可以为一个,也可以为
多个,并且沿着物流方向,均设置在入口端。
相出口与所述洗涤塔5连通。
塔5的下部连通,且所述洗涤塔5的洗涤剂入口位于所述洗涤塔5的上部,这样能够使得源自
所述静置分层罐4的油相与洗涤剂逆流接触,以更充分地对油相进行洗涤,并节约洗涤剂的
用量。
人员悉知,在此不作赘述。此外,为了回收热量,所述合成装置还包括冷凝器7和冷却器8,其
中,所述冷凝器7用于将源自所述薄膜蒸发器(6)的气相产物(溶剂)进行冷却,所述冷却器8
用于将源自所述薄膜蒸发器6的液相产物(十四碳醛)进行冷却。
所述第一管道反应器1中进行DARZENS反应,所得DARZENS反应液与水或碱液从物料入口同
时引入所述第二管道反应器2中进行水解反应,所得水解反应液与萃取剂从物料入口同时
引入所述第三管道反应器3中进行萃取,所得萃取产物在所述后处理装置中进行后处理。其
中,如上所述,所述第一管道反应器1、第二管道反应器2和第三管道反应器3的物料入口可
以为一个,也可以为多个。相应地,所述溶液A和溶液B可以从同一个物料入口或者不同物料
入口引入所述第一管道反应器1中,所述DARZENS反应液与水或碱液可以从同一个物料入口
或者不同物料入口引入所述第二管道反应器2中,所述水解反应液与萃取剂可以从同一个
物料入口或者不同物料入口引入所述第三管道反应器3中。此外,当所述后处理装置包括静
置分层罐4和洗涤塔5时,所述后处理的方法包括将所得萃取产物引入所述静置分层罐4中
进行静置分层,塔顶油相产物引入所述洗涤塔5中进行洗涤。
摩尔比优选为1:(1.05‑3),更优选为1:(1.2‑2)。β‑紫罗兰酮和甲醇钠的摩尔比优选为1:
(1.1‑4),更优选为1:(1.2‑2)。所述溶液A中的溶剂与溶液B中的溶剂的种类可以相同,也可
以不同,并可以各自独立地为C1‑C4的脂肪醇和/或含有N原子的有机碱,更优选各自独立地
选自甲醇、乙醇、三乙胺和吡啶中的至少一种。其中,在所述溶液A中,β‑紫罗兰酮和溶剂的
重量体积比优选为1kg:(0.5‑3)L,更优选为1kg:(1‑2)L。在所述溶液B中,甲醇钠和溶剂的
重量体积比优选为1kg:(1.1‑4)L,更优选为1kg:(1.2‑2)L。
(3‑20)L,更优选为1kg:(7‑15)L。所述碱液可以为氢氧化钠和/或氢氧化钾的水溶液。其中,
所述碱液的浓度可以为大于0至其饱和浓度,优选为大于0至20重量%,更优选为5‑10重
量%。
芳香烃,优选为C6‑C8的脂肪烃和/或芳香烃,更优选选自正戊烷、环戊烷、正己烷、环己烷、正
庚烷、正辛烷、苯、甲苯和二甲苯中的至少一种。β‑紫罗兰酮与萃取剂的重量体积比优选为
1kg:(5‑20)L,更优选为1kg:(8‑12)L。
液中的至少一种。其中,所述酸液中H 的浓度优选为0.001mol/L‑0.1mol/L,更优选为
0.01mol/L‑0.05mol/L。在所述洗涤的过程中,β‑紫罗兰酮与洗涤剂中酸的摩尔比优选为1:
(0.001‑0.1),更优选为1:(0.005‑0.05)。
应液;
料G(洗涤剂)从洗涤塔5上部引入,两者逆流接触进行洗涤,洗涤塔5顶部中性油相物料H出
料,底部出料物料I;
入第一管道反应器1(管径DN25,长度135m,SV型静态混合器组合),控制反应器温度为12±3
℃且停留时间为896s,进行DARZENS反应。反应后反应液与物料C(纯水)300L/h进入第二管
道反应器2(管径DN25,长度38m,SV型静态混合器组合)进行水解反应,控制水解温度为67±
3℃且停留时间为119s。水解液与正己烷500L/h进入第三管道反应器3(管径DN25,长度36m,
SV型静态混合器组合)进行萃取,控制萃取温度为60℃且停留时间为60s。萃取后料液进入
静置分层罐4中静置60min,油相从底部进入扁环填料洗涤塔5,物料G(醋酸溶液,醋酸浓度
0.001mol/L)500L/h进入扁环填料洗涤塔5进行逆流洗涤,洗涤后经浓缩得到产物十四碳醛
100.6kg/h。经气相色谱检测十四碳醛含量为97.5%,折纯收率为95.2%。
别进入第一管道反应器1(管径DN25,长度173m,SK型静态混合器组合),控制反应器温度为‑
27±3℃且停留时间为181s,进行DARZENS反应。反应后反应液与物料C(氢氧化钠水溶液,氢
氧化钠质量浓度20%)2000L/h进入第二管道反应器2(管径DN25,长度63m,SK型静态混合器
组合)进行水解反应,控制水解温度为33±3℃且停留时间为30s。水解液与环己烷2000L/h
进入第三管道反应器3(管径DN25,长度33m,SV型静态混合器组合)进行萃取,控制萃取温度
为30℃且停留时间为10s。萃取后料液进入静置分层罐4中静置10min,油相从底部进入鲍尔
环填料洗涤塔5,物料G(盐酸溶液,盐酸浓度0.1mol/L)500L/h进入鲍尔环填料5洗涤塔进行
逆流洗涤,洗涤后经浓缩得到产物十四碳醛100.4kg/h。经气相色谱检测十四碳醛含量为
97.8%,折纯收率为95.3%。
入第一管道反应器1(管径DN25,长度113m,SK型静态混合器组合),控制反应器温度为‑3±3
℃且停留时间为301s,进行DARZENS反应。反应后反应液与物料C(氢氧化钠水溶液,氢氧化
钠质量浓度5%)1000L/h进入第二管道反应器2(管径DN25,长度56m,SV型静态混合器组合)
进行水解反应,控制水解温度为43±3℃且停留时间为60s。水解液与甲苯1000L/h进入第三
管道反应器3(管径DN25,长度45m,SK型静态混合器组合)进行萃取,控制萃取温度为40℃且
停留时间为30s。萃取后料液进入静置分层罐4中静置20min,油相从底部进入拉西环填料洗
涤塔5,物料G(醋酸溶液,醋酸浓度0.01mol/L)400L/h进入拉西环洗涤塔5进行逆流洗涤,洗
涤后经浓缩得到产物十四碳醛100.8kg/h。经气相色谱检测十四碳醛含量为98.3%,折纯收
率为96.2%。
第一管道反应器1(管径DN40,长度166m,SV型静态混合器组合),控制反应器温度为‑7±3℃
且停留时间为475s,进行DARZENS反应。反应后反应液与物料C(氢氧化钠水溶液,氢氧化钠
质量浓度10%)2800L/h进入第二管道反应器2(管径DN40,长度50m,SK型静态混合器组合)
进行水解反应,控制水解温度为47±3℃且停留时间为52s。水解液与环己烷3200L/h进入第
三管道反应器3(管径DN40,长度34m,SK型静态混合器组合)进行萃取,控制萃取温度为45℃
且停留时间为20s。萃取后料液进入静置分层罐4中静置30min,油相从底部进入涡轮转盘洗
涤塔5,物料G(盐酸溶液,盐酸浓度0.05mol/L)200L/h进入涡轮转盘洗涤塔5进行逆流洗涤,
洗涤后经浓缩得到产物十四碳醛404kg/h。经气相色谱检测十四碳醛含量为98.2%,折纯收
率为96.3%。
进入第一管道反应器1(管径DN25,长度250m,SK型静态混合器组合),控制反应器温度为‑5
±3℃且停留时间为356s,进行DARZENS反应。反应后反应液与物料C(氢氧化钠水溶液,氢氧
化钠质量浓度7%)3000L/h进入第二管道反应器2(管径DN40,长度65m,SK型静态混合器组
合)进行水解反应,控制水解温度为52±3℃且停留时间为70s。水解液与甲苯2400L/h进入
第三管道反应器3(管径DN40,长度58m,SV型静态混合器组合)进行萃取,控制萃取温度为50
℃且停留时间为40s。萃取后料液进入静置分层罐4中静置25min,油相从底部进入鲍尔环填
料洗涤塔5,物料G(硫酸溶液,硫酸浓度0.02mol/L)2500L/h进入鲍尔环填料洗涤塔5进行逆
流洗涤,洗涤后经浓缩得到产物十四碳醛203kg/h。经气相色谱检测十四碳醛含量为
97.9%,折纯收率为96.5%。
12±3℃且反应时间为1h。反应后反应液与物料C(纯水300L)进行水解反应,控制水解温度
为67±3℃且水解时间为5min。水解液采用正己烷500L进行萃取,控制萃取温度为60℃且停
留时间为10min。萃取后料液静置60min,油相采用洗涤剂(醋酸溶液,醋酸浓度0.001mol/L)
500L进行逆流洗涤,洗涤后经浓缩得到产物十四碳醛100kg。经气相色谱检测十四碳醛含量
为94.2%,折纯收率为91.4%。
的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。