專利名稱：過氧化氫蒎烷的生產方法及裝置的制作方法
技術領域：
發明涉及一種過氧化氫菔烷的生產方法及裝置，屬于松香深加工領域。
背景技術：
過氧化氫菔烷是一種重要的精細化工產品，它不僅是制造芳樟醇香料和維生素E等的中間體，還是制造丁苯橡膠等烯 烴聚合反應的高效引發劑。過氧化氫菔烷一般是由菔烯加氫制得菔烷，然后再由菔烷通過氧化制備得到。目前，工業上由菔烷氧化制備過氧化氫菔烷的工藝有間歇法和連續法。典型的間歇生產工藝是將一定量的菔烷和催化劑加入攪拌釜式反應器，在攪拌下連續通入氧氣或空氣，反應達到規定要求后即可出料。該方法生產的產品品質較難控制，并且由于氧化氣體與菔烷不能充分有效的接觸，使用空氣氧化時效率比較低，氧化反應時間長，通常要用純氧進行氧化，菔烷中加入催化劑進行，這樣既存在較大的安全問題，又增加了除去催化劑的工作。如趙振東等[菔烷空氣氧化反應的研究。林產化學與工業，2003，23 (I)。]報導了用空氣代替純氧氣進行氧化以制備過氧化氫菔烷，指出菔烷的空氣氧化需要使用催化劑，反應時間約25小時，氧化反應時在裝有溫度計，攪拌器和回流冷凝管以及氣體導入管的四口玻璃燒瓶中進行的。楊國恩等[制備芳樟醇的中間體一菔烷氫過氧化物的合成研究。精細化工中間體，2004，35 (3)]報道了催化劑種類、催化劑用量、空氣流量、反應溫度及反應時間對空氣氧化菔烷合成過氧化氫菔烷的影響。連續法生產過氧化氫菔的方法有，例如中國專利CN1422845A公開的菔烷自氧化制備菔烷基過氧化物的連續生產方法及其裝置中，將菔烷和催化劑組成的菔烷溶液預熱后從頂部加入到板式分餾塔結構的氧化塔中，同時通入經過預熱的氧氣或氧氣與空氣的混合氣，反應得到的過氧化氫菔烷溶液再取一部分經加熱或冷卻后與預熱后的菔烷一同從氧化塔頂部加入到氧化塔中，使之進一步反應，即不斷放出過氧化氫菔烷，同時不斷將菔烷和生成物溶液加入到氧化塔中，形成連續生產。黃衛文等[過氧化氫菔烷制備中菔烷氧化及其工藝條件研究。食品工業科技，2011,32(8)]報道了采用空塔連續氧化的方法，研究了在反應的起始階段加少量的催化劑，使用空氣氧化菔烷生產過氧化氫菔烷，研究催化劑用量、反應溫度、反應時間、空氣流量等對氧化反應的影響。本方法的缺點是當空氣流量大時，氣泡難以細碎均勻，造成液體在塔內循環不好和氣液想混合不充分，直接影響反應效率，同時，氣體流量過大會造成原料損失。
發明內容
本發明的目的是針對目前菔烷氧化反應制備過氧化菔烷的生產方法中存在的問題，提供一種氧化效率高，產品質量好，生產過程操作方便、安全穩定、節能環保的過氧化氫菔烷的生產方法及裝置。本發明的技術方案如下
一種過氧化氫菔烷的無催化生產方法，它是將菔烷從氧化塔的底部加入氧化塔中，將空氣壓縮入氧化塔的底部，壓力為O. 05MPa O. 10 MPa，使空氣在氧化塔底部形成鼓泡，使空氣與菔烷能夠充分接觸，加熱至95 110°C，反應2 6小時，把溫度降至85 97°C，繼續反應I 3小時，通入壓縮空氣將反應物壓入中間罐，去蒸餾提純得到高濃度過氧化氫菔燒。上述的生產方法中，加熱的方式為夾套水蒸氣加熱、夾套導熱油加熱或夾套電加熱中的一種。上述的方法中，降溫的方法為向氧化塔中安裝的蛇形冷卻管通入冷卻水或通過氧化塔的夾套裝置降溫或通過調節冷凝器、氣液分離器回流液的大小。上述的過氧化氫菔烷的生產方法采用的裝置，包括進料泵、壓縮空氣儲罐、氧化塔，空氣布氣管、緩沖罐、冷凝器、氣液分離器、放空槽及溫度傳感器、壓力傳感器、閥門；原料罐的底部用管道與進料泵的進料口連接，進料泵的出料口用管道與氧化塔的底部相連接，從進料泵與氧化塔之間的管道引出一條管道與產品儲罐的底部相連，壓縮空氣儲罐的 底部用管道與氧化塔底部放置的空氣布氣管相連通，氧化塔的頂部用管道與緩沖罐的底部相連通，氧化塔與緩沖罐之間的管道引出一條管道與氧化塔德爾底部相連，緩沖罐的頂部用管道與冷凝器的進料口相連通，冷凝器的出料口用管道與氣液分離器的側面相連接，氣液分離器的底部用管道與氧化塔的底部連接，氣液分離器的頂部用管道與放空槽相連。上述裝置中的氧化塔的塔體為圓筒形，氧化塔的內部結構為空塔，底部裝有管式氣體分布器，塔的外壁裝有夾套，塔的中部和頂部分別安裝有溫度傳感器，氧化塔的頂部與底部之間有液體物料回流管相連。所述的空氣布氣管,為不銹鋼中空圓管,管徑大小為10 50mm，一圈圈緊密圍繞為蛇形盤狀，大小為氧化塔底部投影面積的1/2 4/5，管四周開有微孔，孔徑為微米級。上述裝置中的氣液分離器可以是旋風氣液分離器或絲網破沫氣液分離器或是兩者的組合體或復合體。本發明的優點是
I、反應不需要加入催化劑，減少了分離催化劑的步驟，對后續產品的提純有好處，沒有催化劑，產品的純度更高，能用于要求更高的場合。2、工藝簡單，所需設備也簡單，沒有加入催化劑，氧化反應很平穩，生產操作安全性高，避免了加入催化劑反應劇烈，有可能發生爆炸的風險。3、在氧化塔的頂部增加了一個緩沖罐，可以有效的防止由于在氧化塔中通入空氣以及氣泡在液體物料中的生成及破滅而產生較大液體物料波動，而使大量的液體物料通過冷凝器，使通過冷凝器的物料以汽態為主，這樣不僅可以有效的保障氧化反應的平穩進行，也減少了冷凝器的工作負荷，增強冷凝器的冷凝效果。4、在氧化塔頂部與氧化塔底之間加裝了液體物料回流管，增強了氧化塔內部液體物料的上下對流，使用氧化塔內部各部分的空氣含量更加均衡，防止局部空氣含量過高，同時也使用液體物料的傳熱更加快速有效，避免物料的局部過熱，因此，對氧化反應效率和產品的質量均有很大的提聞。5、在冷凝器后安裝一個高效的氣液分離器，氣液分離器可以把氣體夾帶出來的菔烷最大限度的冷凝，冷凝的菔烷液體再回流到氧化塔的底部而進入氧化塔中，正好可以抵消氧化反應所產生的熱量，不僅減少了菔烷物料的損失，也保證了氧化反應的平穩進行。
6、裝置中含有一個放空槽，用于吸收氣體夾帶出來的菔烷，即能回收原料減少原料的損失又能避免了周圍環境的污染。
附圖是本發明過氧化氫菔烷的生產方法及裝置的生產設備圖，其中1為原料罐，
2、4、5、8、12、13、14、18為閥門，3為進料泵，6為產品儲罐，7為壓縮空氣儲罐、9為氧化塔，10為空氣布氣管，11為氧化塔夾套，15為緩沖罐，16為冷凝器，17為氣液分離器，19為放空閥，20為放空槽，P為壓力表，T為溫度傳感器。
具體實施例方式實施例I· 由空氣無催化氧化菔烷制備過氧化氫菔烷，采用本發明裝置，如附圖所示，它主要包括原料罐I、壓縮空氣儲罐7、產品儲罐6、進料泵3、氧化塔9、空氣布氣管10、塔頂緩沖罐15、冷凝器16、氣液分離器17、回流管、放空管、放空槽20、溫度傳感器、壓力表、管路和閥門。氧化塔的內徑為530mm，氧化塔高為7500mm。通過進料泵向氧化塔進菔烷1500Kg，控制通入氧化塔的壓縮空氣壓力為O. 07MPa，控制氧化塔的溫度在100°C，氧化反應進行5h后，降溫，控制氧化溫度為90°C，再進行反應lh。空氣從氧化塔底部上升的過程中，氧化塔內的液體物料也會隨著空氣從塔底往塔頂運動，液體物料通過回流管從塔頂回流到塔底，氧化塔內的蒸汽和未參加氧化反應的空氣經過緩沖罐進入到冷凝器，一部分被冷凝器冷凝下來的液體物料回流到緩沖罐，其它物料進入氣液分離器，被氣液分離器分離出來的液體物料回流到氧化塔的底部，空氣部分則通過放空管放空。氧化反應進行6h后降溫，用空氣壓至產品儲罐，得到過氧化氫菔烷的含量為20. 7%。實施例2
由空氣無催化氧化菔烷制備過氧化氫菔烷，采用附圖所示的本發明裝置，流程和步驟同實施例1，通過進料泵向氧化塔進菔烷1500Kg，控制通入氧化塔的壓縮空氣壓力為
O.07MPa，控制氧化塔的溫度在100°C，氧化反應進行3h后，降溫，控制氧化溫度為95°C，再進行反應3h，后降溫，用空氣壓至產品儲罐，得到過氧化氫菔烷的含量為23. 4%。實施例3
由空氣無催化氧化菔烷制備過氧化氫菔烷，采用附圖所示的本發明裝置，流程和步驟同實施例1，通過進料泵向氧化塔進菔烷1500Kg，控制通入氧化塔的壓縮空氣壓力為
O.07MPa，控制氧化塔的溫度在100°C，氧化反應進行4h后，降溫，控制氧化溫度為95°C，再進行反應2h。氧化反應進行6h后降溫，用空氣壓至產品儲罐，得到過氧化氫菔烷的含量為24. 9%ο
權利要求
1.一種過氧化氫菔烷的生產方法，其特征是將菔烷從氧化塔的底部加入氧化塔中，將空氣壓縮入氧化塔的底部的空氣布氣管，壓力為O. 05MPa O. 10 MPa，使空氣在氧化塔底部形成鼓泡，使空氣與菔烷能夠充分接觸，加熱至95 110°C，反應2 6小時，把溫度降至85 97°C，繼續反應I 3小時，通入壓縮空氣將反應物壓入中間罐，去蒸餾提純得到高濃度過氧化氫菔烷。
2.根據權利要求I所述的過氧化氫菔烷的生產方法，其特征在于所述的加熱方式為夾套水蒸氣加熱、夾套導熱油加熱或夾套電加熱中的一種。
3.根據權利要求I所述的過氧化氫菔烷的生產方法，其特征在于所述的降溫方式為向氧化塔中安裝的蛇形冷卻管通入冷卻水或通過氧化塔的夾套裝置降溫或通過調節冷凝器、氣液分離器回流液的大小。
4.根據權利要求I所述的過氧化氫菔烷的生產方法采用的裝置，其特征在于包括進料泵(3)、壓縮空氣儲罐(8)、氧化塔(9)，空氣布氣管(10)、緩沖罐(15)、冷凝器(16)、氣液分離器(17)、放空槽(20)及溫度傳感器、壓力傳感器、閥門；原料罐(I)的底部用管道與進料泵(3)的進料口連接，進料泵(3)的出料口用管道與氧化塔(9)的底部相連接，從進料泵(3)與氧化塔(9)之間的管道引出一條管道與產品儲罐(6)的底部相連，壓縮空氣儲罐(7)的底部用管道與氧化塔(9)底部放置的空氣布氣管(10)相連通，氧化塔(9)的頂部用管道與緩沖罐(15)的底部相連通，氧化塔(9)與緩沖罐(15)之間的管道引出一條管道與氧化塔(9)德爾底部相連，緩沖罐(15)的頂部用管道與冷凝器(16)的進料口相連通，冷凝器(16)的出料口用管道與氣液分離器(17)的側面相連接，氣液分離器(17)的底部用管道與氧化塔(9)的底部連接，氣液分離器(17)的頂部用管道與放空槽(20)相連。
5.根據權利要求4所述的過氧化氫菔烷的生產方法采用的裝置，其特征在于所述的氧化塔的塔體為圓筒形，氧化塔的內部結構為空塔，底部裝有管式氣體分布器，塔的外壁裝有夾套，塔的中部和頂部分別安裝有溫度傳感器，氧化塔的頂部與底部之間有液體物料回流管相連。
6.根據權利要求4所述的過氧化氫菔烷的生產方法采用的裝置，其特征在于所述的空氣布氣管，為不銹鋼中空圓管，管徑大小為10 50mm，一圈圈緊密圍繞為蛇形盤狀，大小為氧化塔底部投影面積的1/2 4/5，管四周開有微孔，孔徑為微米級。
7.根據權利要求4所述的過氧化氫菔烷的無催化生產方法采用的裝置，其特征在于所述的氣液分離器為旋風氣液分離器或絲網破沫氣液分離器或是兩者的組合體或復合體。
全文摘要
本發明提供一種過氧化氫蒎烷的生產方法及裝置，其特征是將蒎烷從氧化塔的底部加入氧化塔中，將空氣壓縮入氧化塔的底部，壓力為0.05MPa～0.10MPa，使空氣在氧化塔底部形成鼓泡，使空氣與蒎烷能夠充分接觸，加熱至95～110℃，反應2～6小時，把溫度降至85～97℃，繼續反應1～3小時，通入壓縮空氣將反應液壓入產品儲罐，去蒸餾提純得到高濃度過氧化氫蒎烷。本發明的方法反應時間短，過氧化氫蒎烷的選擇性好，容易分離提純，回收率高，能耗低且環境友好。
文檔編號C07C409/14GK102911102SQ20121041588
公開日2013年2月6日 申請日期2012年10月26日 優先權日2012年10月26日
發明者韋日水, 祝軍, 何松英, 梁明遠 申請人:崇左森隆林化科技有限公司