本实用新型专利技术公开了一种由3-蒈烯制备甲苯和间伞花烃的装置，包括固定床反应器，依次由预热器、固定床反应器、冷凝器、收集器和真空精馏塔串联组成，所述的固定床反应器中沿物料流向依次装载A型催化剂和B型催化剂。工艺简洁、高效、环保，原料天然可再生。能够以天然环保原料得到高纯度的天然等同甲苯和间伞花烃。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种由3-蒈烯制备甲苯和间伞花烃的装置，包括固定床反应器，依次由预热器、固定床反应器、冷凝器、收集器和真空精馏塔串联组成，所述的固定床反应器中沿物料流向依次装载A型催化剂和B型催化剂。工艺简洁、高效、环保，原料天然可再生。能够以天然环保原料得到高纯度的天然等同甲苯和间伞花烃。【专利说明】由3-蒈烯制备甲苯和间伞花烃的装置
本技术涉及松节油深加工利用领域，尤其涉及由松节油组成成分3-蒈烯同步制备甲苯与间伞花烃所用的工艺装置，且产品具有天然等同属性。
技术介绍
3-蒈烯的化学名称为3，7，7-三甲基双环庚_3_烯，分子式为CltlH16，相对分子质量136.24。3-蒈烯是天然精油中重要的单萜烯组分，具有特殊的松木香气，可直接作香料使用，同时3-蒈烯具有很好的化学反应活性，可以发生诸如氧化、还原、加成、异构、甲酰化、硼氢化等反应，由其为原料所制备的一系列化合物被广泛应用于香料、农药、医药等领域。松节油是3-蒈烯最主要的来源，其在松节油中的含量随松树树种、树龄和产地等因素的不同而存在较大区别，其在印度长叶松松节油中的含量可高达50%，在欧洲赤松松节油中的含量也有45%之多(林产化学与工业，2011，31 (3):122?126)。我国虽然是脂松节油生产大国，但是以往我国产的松节油中3-蒈烯含量极低或者并不含有3-蒈烯，所以我国一直没有成规模的3-蒈烯资源，但是近年来在云南地区发现了较大面积的富含3-蒈烯的思茅松，云南林科院的耿树香等(南京林业大学学报:自然科学版，2005, 29 (5):85?87)通过对采集于云南德宏的梁河和潞西两地的思茅松松脂的组成研究发现，其中含3-蒈烯分别为8.52%和20.11%，而在对应的松节油中的含量的平均值分别为19.47%和34.88%。李思广等(中南林业科技大学学报，2009，29 (4):49?53)也通过对采集于云南不同地区的40多个思茅松松脂样品的研究发现，在高产脂无性系思茅松中3-蒈烯含量最高可达到38.02%。随着越来越多的此类型松树进入采脂期以及更大面积的同类树种的种植，3-蒈烯的资源将越来越丰富，而这些资源的出现在弥补了我国3-蒈烯资源缺乏的同时也促进了对于3-蒈烯利用的研究。由于受资源所限，在我国针对3-蒈烯的研究还处于起步阶段，而国外同行在此方面已经做了大量的工作且取得丰富的成果。从现有文献报道来看，有关3-蒈烯的研究成果更多的集中于其氧化、加成的反应特性以及产物应用方面，这两种反应都发生于3-蒈烯的六元环或者双键上，生成物都是保留有三元环结构的化合物。而针对其另一重要官能团三元环的研究相对较少，这主要是由于3-蒈烯分子内的三元环具有与芳环相类似的特性，结构较为稳定，一般情况下不易发生反应，一些已有的研究成果证明异构反应往往会导致3-蒈烯分子中三元环的断裂，随着断裂位置以及后续反应方式不同，生成物也会跟着发生变化，多数情况下生成产物中都含有对伞花烃和间伞花烃。US3407242 (US, 3407242，1968-10-22)所专利技术的工艺为，3-蒈烯在 H2 与 Pd/C、Raney Ni等加氢催化剂的共同作用下先部分地转变为4-蒈烯，然后继续加热到180°C左右，生成的4-蒈烯异构转变为芋烯、对伞花烃和间伞花烃等的混合物。Swift等(Topics inCatalysis, 2004，27(1-4): 143-155)在文章中提到以 Pt-Al2O3' Pt-C 或 Cr2O3-Al2O3 为催化剂可以将3-蒈烯异构为对伞花烃和间伞花烃的混合物。Krishnasany等(Can.J.Chem, 1977，55:3046 ?3049)分别以 Cr2O3 和 Cr2O3-Al2O3 为催化剂，考察了 3-蒈烯在450°C和400°C下的异构生成产物情况，结果发现在此工艺下3-蒈烯脱氢转化为对伞花经和间伞花经，两种化合物的总得率为70%。Buhl等(Studies in Surface Science andCatalysis, 1999，121:191-196)分别以负载于沸石分子筛上的经Ce改性的Pd和经过Pd充分浸泡处理过的Si为催化剂将3-蒈烯转化为以对伞花烃为主的混合产物，其中对伞花烃在产物中的选择性最高可达到60%，主要副产物为异松油烯等。上述研究表明，在现有工艺条件下，3-蒈烯可以异构为间伞花烃，但多数情况下都是只能得到一种间伞花烃与其它成分组成的混合物，而这些成分由于彼此性质类似，很难进行分离，特别是作为其同分异构体的对伞花烃，基本无法通过常规方法分离，因此，很难得到高纯度的单一化合物。甲苯是最基本的化工原料之一，大量用作溶剂和高辛烷值汽油添加剂，同时也是合成其它有机化合物的重要原料，由它所制备的化工产品，广泛用于染料、医药、农药、香料、合成材料等行业中。目前甲苯的生产主要依靠石油工业，而随着石油资源的日益枯竭，寻找替代品显得尤为重要。间伞花烃，化学名称为1-甲基-3-异丙基苯，是一种重要的化工产品，可直接作溶剂使用，也可用于制金属搽光剂、合成树脂、对苯二甲酸、甲苯酚、丙酮等。目前，间伞花烃主要由甲苯与丙烯通过烷基化反应制备，美国UOP-Hercules技术以甲苯和丙烯为原料，采用固体磷酸催化剂，首先合成出富含邻位的伞花烃混合物(对:间:邻为33: 23: 44)，再经三氯化铝络合催化剂异构化得到以间位异构体为主的混合产物(对:间:邻比为33: 64: 3)，该技术流程长，物耗能耗大，且腐蚀、污染严重(石化技术，1998，5 (2):125?127)。李书纹等(石油学报(石油加工)，1995，11 (2):24?31)在此基础上通过改进催化剂，提出一种新的制备工艺，即以改性的ZSM-5为催化剂一步合成邻位含量小于1.0，对间比大于2.0的混合伞花烃。郭汝生等(天然气化工，1995，20 (3):39?43)将采用大孔沸石经过调变制备的TPA催化剂用于甲苯-丙烯烃化反应，一步合成三种伞花烃的混合物，其中邻:间:对为4: 63: 33。可以看出以上方法生成产物皆为三种异构体的混合物，而它们互为同分异构体，很难通过一般的方法分离，要想得到高纯度的单一物质非常困难。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种由3-蒈烯制备甲苯和间伞花烃的装置。使用本装置可以简洁高效地得到高纯度的甲苯和间伞花烃，所得产品具有天然等同属性。本技术的技术方案为:一种由3-蒈烯制备甲苯和间伞花烃的装置，包括固定床反应器，依次由预热器、固定床反应器、冷凝器、收集器和真空精馏塔串联组成，所述的固定床反应器中沿物料流向依次装载A型催化剂和B型催化剂。所述的A型催化剂与B型催化剂的体积比为1: 2?2: I。所述的预热器包括气化装置，气化装置上分别设置进料装置、进气装置、测温装置、出气装置。 所述的气化装置外设有加热套。所述的固定床反应器外设有加热套。本技术的反应原理及反应路线用化学反应式表示如下:【权利要求】1.一种由3-蒈烯制备甲苯和间伞花烃的装置，包括固定床反应器(6)，其特征在于，依次由预热器、固定床反应器(6)、冷凝器(7)、收集器(8)和真空精馏塔串联组成，所述的固定床反应器(6)中沿物料流向依次装载A型催化本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种由3‑蒈烯制备甲苯和间伞花烃的装置，包括固定床反应器（6），其特征在于，依次由预热器、固定床反应器（6）、冷凝器（7）、收集器（8）和真空精馏塔串联组成，所述的固定床反应器（6）中沿物料流向依次装载A型催化剂和B型催化剂。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：赵振东，王婧，李冬梅，毕良武，陈玉湘，古研，卢言菊，
申请(专利权)人：中国林业科学研究院林产化学工业研究所，
类型：新型
国别省市：江苏;32
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