一种加压催化合成高纯度十二腈的工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种加压催化合成高纯度十二腈的工艺，属于香料合成技术领域。其将原料月桂酸、催化剂投入氨化反应器，升温熔化开始通氮；按时间程序控制升压，控温，反应后得到最终产品十二腈。本发明专利技术因其采用新型催化剂，以月桂酸为原料加压氨化脱水，一步法生产十二腈，产品纯度高、副产少，成本低，具有极大的工业化推广价值。

Synthesis of high purity twelve nitrile under pressure catalysis

The present invention relates to a process for synthesizing twelve nitriles with high purity by pressurized catalysis, which belongs to the field of perfume synthesis technology. The raw material lauric acid and catalyst are put into the ammoniation reactor, the temperature is melted, the nitrogen is started, the pressure is controlled by the time program, the temperature is controlled, and the final product twelve nitrile is obtained after the reaction. Because the new catalyst is adopted, the lauric acid is used as the raw material for pressure ammoniation dehydration, and the one-step process for producing twelve nitriles has the advantages of high purity, low yield, low cost and great industrial popularization value.

【技术实现步骤摘要】
一种加压催化合成高纯度十二腈的工艺
本专利技术涉及一种加压催化合成高纯度十二腈的工艺，属于香料合成

技术介绍
十二腈又名月桂腈，是一种新型香料，可替代月桂醛等。其具有柑桔、葡萄、柚、柠檬的果香气，可用作肥皂、洗涤剂及化妆品用香精的原料。在中性pH值范围之内非常稳定，国外应用广泛。就现有技术而言，十二腈生产方法有以下几种：(1)以山苍子核仁油为原料，经催化氨化脱水而得，其反应式如下：该工艺在常压，180-290℃条件下通氨鼓泡反应催化脱水，一步法得十二腈。此法工艺路线较短，设备腐蚀较轻，不受脂肪酸来源限制等优点。但此法不足之处也十分明显：①产品纯度不高，成品常含结晶体，总收率较低。②该法采用一些常规催化剂脱水，如硅胶、γ－Al2O3等，副产物相对较多，产品色泽较差。③该工艺采用常压脱水反应温度一般控制在180-290℃范围之内，而十二腈常压沸点在280℃左右，加上氨气气提作用，有大量带料现象(尤其是中间产物酰胺较多)。(2)由月桂酸与氨作用或与尿素反应脱水制得，因该方法未采用催化剂，故反应温度相对较高，副产物较多，总收率偏低，同时中间产物亦较多。(3)以n－硝基十二烷为原料，在0℃下用CH2Cl2做溶剂，用Sn(SPh)4、Bn3P和DEAD处理硝基十二烷，很快可将硝基定量还原为腈。该法所制得产品，程度不等残留了化学溶剂，另外相对成本较高。(4)另一方面，再从原料供给来看，近些年，国内脂肪酸及其衍生产品的加工与生产类企业发展之快，不仅厂家多，而且规模大，市场上有大量的价廉的脂肪酸产品，如月桂酸，硬脂酸，油酸及亚油酸等。所以有必要开发一种以月桂酸为原料生产十二腈的工艺方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术不足，提供一种加压催化合成高纯度十二腈的工艺方法。本专利技术的技术方案，用新型催化剂为锌和钼的金属盐(如用它们的硫酸盐或磷酸盐，其摩尔比例1：1-3)，以月桂酸为原料加压氨化脱水，一步法生产十二腈，产品纯度高、副产少，成本低，具有极大的工业化推广价值。工艺反应原理为：将原料月桂酸及月桂酸总质量0.1％-1％的催化剂投入氨化反应器，升温熔化160-200℃通氨：开始通氨是时注意氨气通量，大概控制在20-100L/min左右，按时间进程，程序升温升压，3-8小时反应结束，取样分析(产品纯度检测采用气相色谱法)。特别说明：为了保证氨化反应比较彻底及中间产物不带出系统，采用分程控温控压(前期常压控温160-220℃，时间1-2小时；后期加压2-4Kg/cm2，控温260-280℃，时间2-4小时)月桂腈的生产为气液反应，在生产过程中需连续不断地通入氨气参与反应，其中间产物经历脱水生成酰胺，再进一步脱水生成腈，反应历程如下如上所述，采用的新型催化剂，主要成分为锌和钼的金属盐，不仅具有催化速度快，反应温度低，防氧化的特点，对体系护色效果非常明显。而传统常规的催化剂如γ－Al2O3、硅胶等也具有催化作用，但需要较高的温度条件下进行，颜色较深，且副产较多。催化剂量0.1％-1％重量。如上所述，反应前期加压1-2kg/cm2，后期加压2-4kg/cm2；优选前期加压1kg/cm2，后期加压2kg/cm2。因为十二腈沸点(270-275℃)较低，所以氨化反应过程中十二腈包括中间产物极易带出。所以工艺中采用加压通氨，且保持先低后高的方式，大大抑制了物料带出现象；另一方面，由于体系加压，氨气在物料中溶解量增加，有利于加快反应。而唯一不利的方面，是压力高会影响水份的脱出速度。如上所述，氨气流量保持20-100L/min，优选择35L/min左右。氨化反应速度不快，类属于慢反应，氨气流量大，浪费多；流量少又不利反应，因为气氨在体系中溶解量有限，过程中绝大部分氨气都溢出体系，故需足够量的气氨才能满足反应的要求。换言之，氨流量对本反应不起决定性影响，适宜流量控制以不带料为原则，但要遵循先大后小的原则。本专利技术的有益效果：本专利技术因其采用新型催化剂，以月桂酸为原料加压氨化脱水，一步法生产十二腈，产品纯度高、副产少，成本低，具有极大的工业化推广价值。具体实施方式纯度检测：1、按标准检测凝固点：2、气相色谱法：色谱条件：上海锐敏色谱GC2060型，石英毛细柱0.53×25－FFAP，程序升温120℃(2min)-230℃(5min)/(10℃/min)，汽化室250℃，检测(FID)250℃，上海计算机研究所色谱工作站，以癸腈为内标物。实施例1将原料1kg月桂酸及0.5％催化剂投入氨化反应器，升温熔化170℃通氨：开始通氨是时注意氨气通量，大概控制在35L/min左右，按时间进程操作，前期控温170-190℃，压力1kg/cm2，时间1.5小时；后期控温270-280℃，压力2kg/cm2,时间3小时，4.5小时反应结束，取样分析(产品纯度检测采用气相色谱法)。催化剂为和锌和钼的金属盐。所述金属盐为硫酸盐，其中锌的金属盐和钼的金属盐摩尔比为1：1。实施例2将原料1kg月桂酸及0.5％催化剂投入氨化反应器，升温熔化170℃通氨：开始通氨是时注意氨气通量，大概控制在40L/min左右，按时间进程操作，前期控温180-190℃，压力1kg/cm2，时间1.5小时；后期控温270-280℃，压力1.5kg/cm2，时间2.5小时，4.5小时反应结束，取样分析(产品纯度检测采用气相色谱法)。催化剂为和锌和钼的金属盐。所述金属盐为磷酸盐，其中锌的金属盐和钼的金属盐摩尔比为1：3。实施例3将原料1kg月桂酸及1％催化剂投入氨化反应器，升温熔化170℃通氨：开始通氨是时注意氨气通量，大概控制在35L/min左右，按时间进程操作，前期控温180-190℃，压力1kg/cm2，时间1小时；后期控温270-280℃，压力2kg/cm2,时间2.5小时，3.5小时反应结束，取样分析(产品纯度检测采用气相色谱法)。催化剂为和锌和钼的金属盐。所述金属盐为硫酸盐，其中锌的金属盐和钼的金属盐摩尔比为1：2。具体性能测试如表2所示。表2实施例1实施例2实施例3熔点3.7℃3.6℃3.8℃含量98.5％99.2％98.5％对比实施例1同等条件下试验：月桂酸1kg，氨流量35L/min，前期温度170-220℃(2小时)，后期温度250-290℃(4小时)，试验结果如表1所示：表1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种加压催化合成高纯度十二腈的工艺，其特征是步骤如下：以下配方比例按重量份计，将原料月桂酸、月桂酸总质量0.1%‑1%的催化剂投入氨化反应器，升温熔化至160‑200℃开始通氮，氮气通量为20‑100L/min；按时间程序控制升压至1‑4kg/cm

【技术特征摘要】
1.一种加压催化合成高纯度十二腈的工艺，其特征是步骤如下：以下配方比例按重量份计，将原料月桂酸、月桂酸总质量0.1%-1%的催化剂投入氨化反应器，升温熔化至160-200℃开始通氮，氮气通量为20-100L/min；按时间程序控制升压至1-4kg/cm2，控温160-280℃，反应3-6h得到最终产品十二腈。2.如权利要求1所述加压催化合成高纯度十二腈的工艺，其特征是：所述催化剂为和锌和钼的金属盐。3.如权利要求1所述加压催化合成高纯度十二腈的工艺，其特征是：所述金属盐为硫酸盐或磷...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈尚标，沈俊毅，胡瑞莉，殷炼伟，
申请(专利权)人：无锡殷达尼龙有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32