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松节油生产松油醇工艺研究



全 文 :收稿日期:1997-09-07 本文作者为韶关大学化学系助教
松节油生产松油醇工艺研究
吕维忠
(韶关大学化学化工系 , 韶关 512005)
摘要 研究了以松节油为原料 , 经水合萜二醇合成松油醇的生产工艺 , 探讨了主要生产设
备类型及反应中影响得率的主要因素 , 确定了水合 、 脱水反应的最佳工艺参数 。
关键词 松节油;松油醇;水合萜二醇;工艺
中图分类号 TQ645.5
1 前言
松节油是一种精油 , 无色至深棕色液体 , 具有特殊气味 , 含有大量的蒎烯 , 约 64%
α-蒎烯 , 33%β -蒎烯(1)。松油醇具有持久的紫丁香的香气 , 并带有树木和花香的气息 ,
性质稳定 。根据其含醇量的不同 , 可作为调香物 、 印染剂 、 洗涤剂 、 消毒剂和浮选矿剂
等。广泛用于香皂 、 化妆 、 印刷 、 选矿等工业中(2)。制备松油醇主要是以松节油中蒎烯
为原料。松油醇的生产虽已实现了不经过制取水合萜二醇阶段的直接水合的工业方法 , 但
是经过水合萜二醇的阶段 , 有制取得率较高的高浓度松油醇的优点 , 仍有其自身的意义 ,
因此经水合萜二醇制取松油醇的生产方法还在实际中应用 。但该法也有生产周期太长的缺
点 , 应用中受到一定限制 。本研究以松节油为原料 , 经水合萜二醇合成了松油醇 , 探讨了
主要生产设备类型及反应中影响得率的主要因素 , 确定了水合 、脱水反应的最佳工艺。
2 生产工艺
2.1 合成水合萜二醇
将松节油与 H2SO4 按一定的比例加入水合反应罐中 , 同时加入乳化剂平平加 , 按一
定的比例放入罐中 , 在 28℃~ 30℃, 以 700 ~ 900r/min的转速下搅拌 , 反应 24hr , 可得
结晶产物水合萜二醇 。经水洗且离心机甩滤后 , 用稀碱中和至含酸量不超过 0.1%再离心
甩滤残留的油分和水分。
2.2 水合萜二醇的脱水
第 19 卷 第 3 期 韶关大学学报 (自然科学版) Vol.19 No.3
1998 年 6 月 Journal of Shaoguan University (Natural Science) Jun.1998
经水洗好的水合萜二醇加入脱水反应罐中 , 再加入稀 H2SO4 , 加热至沸回流 , 使油层
的比重达到要求后静置分层 , 弃去残液 , 油层加入 NaOH 中和 , 放出碱液 , 澄清三昼夜。
2.3 粗松油醇的分馏
静置分层后的油层经分馏塔进行精馏 , 其密度为 0.935 ~ 0.939的成品为松油醇 , 大
于 0.939或小于 0.935的产品用来配制选矿油或再进行复馏。
3 工艺流程示意
综上所述 , 利用松节油生产松油醇工艺过程可用下图表示:
图 1 松节油制松油醇工艺流程示意图
4 主要生产设备类型
4.1 水合反应罐
考虑到水合反应中以 H2SO4 作催化剂使松节油变成所需的产品 , H2SO4 腐蚀性强 ,
但水合反应的操作温度不高 , 又在常压下进行 , 所以选用搪瓷设备 , 因为搪瓷设备是一种
具有耐腐蚀玻璃衬里的钢制化工容器 , 同时也具有玻璃的化学稳定性。
4.2 分馏塔
分馏塔可选 用结构简单 、 压降小 、操作稳定的填料塔 , 填料可选用波纹填料 , 具有
阻力小 、 气通量大 、 压降小 、 分离效率高 、 操作弹性大的优点 , 同时又具有良好的自分布
·122· 韶关大学学报 (自然科学版) 1998 年
和综合性能 。如果以年处理 500 吨松节油计算 , 则可选用直径较小的分馏填料塔 , 如
Dg300和 Dg500 , 均小于 Dg800 , 这样不仅造价低 , 而且适用于处理腐蚀性的物料和发泡
的液体。塔内滞留的液体比较少 , 物料在塔内的停留时间短。
5 工艺试验结果(2)
在实验室用相应的仪器设备实现上述生产工艺过程 , 并将各步反应中影响得率的主要
因素分别进行初步试验 , 找出它们对反应得率影响显著范围 , 并以此为依据进一步进行正
交试验 , 以确定最佳工艺条件 。
5.1 水合反应
5.1.1 催化剂浓度
在水合反应中 , 酸浓度对水合萜二醇得率的影响很大 。改变酸催化剂浓度 , 考察水合
萜二醇的得率变化如表 1。
表 1 催化剂浓度与水合萜二醇得率 的关系
酸催化剂浓度 (%) 水合萜二醇得率
25.0 8.42
26.5 16.70
30.0 34.84
35.0 56.12
37.5 68.43
40.0 44.87
43.5 25.33
50.0 少量
由表 1知 , 酸催化剂浓 37.5%最佳 , 此条件下 , 松节油转化为水合萜二醇的摩尔转化率
为68.43%, 浓度过高 , 会使已生成的水合萜二醇脱水或分解 , 副反应增加;若浓度过
低 , 则水合速度慢 , 催化剂的效率与转化率降低 , 随之得率降低。
5.1.2 最佳水合反应工艺
在水合反应中的正交试验主要考虑了下列因素:(1)酸催化剂浓度;(2)酸与松节油
配比;(3)反应时间 , 另外也考虑了水合反应温度 、 初温度 、 搅拌转速以及乳化剂的加入
量。试验采用正交表 L9 (34)。经过试验及数据分析得出最佳工艺条件如下:酸催化剂浓
度37.5%;松节油:酸 1∶4 (W∶W);反应时间 8 ~ 10hr (远小于 24hr);反应温度 28℃
~ 30℃;搅拌速度 700 ~ 900r/min;平平加量 0.05mL/100g 松节油 (配成 10%)
5.2 脱水反应
·123·第 3 期 吕维忠:松节油生产松油醇工艺研究
:以理论上生成水合萜二醇的量为计算标准。
经水洗干燥后的水合萜二醇晶体 , 在脱水罐内进行部分脱水 , 生产粗松油醇。在脱水
反应中的正交试验主要考虑了下列因素:(1)催化剂的种类 M1 、 M2 (采用强酸与弱酸二
种);(2)酸的浓度;(3)原料与酸配比;试验采用 L9 (34), 以水合萜二醇脱水转化为
粗松油醇的摩尔转化率作为判定正交试验结果的依据 , 经试验及数据分析 , 得出下列最佳
工艺条件如下:酸催化剂品种为 M1;酸的浓度为 0.2%~ 0.3%;水合萜二醇:酸 1∶2 ~ 3
(W∶W);反应温度为 103℃~ 104℃;反应时间 4.0 ~ 4.5hr 。
6 产品质量指标
表 2 产品松油醇质量指标
指  标 性    能产品 (松油醇) 甲级松油醇
外观 无色稠厚液体 无色稠厚液体
颜色 (标准比色号) 4 4
比重 d1200.931 ~ 0.937 d4150.936 ~ 0.941
折射率 nD20 1.4825 ~ 1.4850 1.4825 ~ 1.4850
比旋值 [α] -0°10′~ +0°10′
馏程 (214 ~ 224℃
    /10汞柱)
(V/V%)
96以上 前 5℃内 90
由表 2可以看出产物的理化指标基本达到国家甲级水平。
7 结论
7.1 以松节油为原料 , 以酸为催化剂 , 经水合萜二醇合成了松油醇 , 通过正交试验得到
了水合 、 脱水反应的最佳工艺条件 , 不仅缩短了水合周期 (从原来 24hr降低至 8 ~ 10hr),
而且提高了原料松节油的转化率。
7.2 利用最佳工艺条件制得的产品经分馏后 , 成品松油醇的含醇量可达 93%~ 96%, 适
宜于调合香皂 、 化妆品等香料 , 其总得率占投料量的 53%~ 58%。
参考文献
[ 1]  王箴主编.化工辞典.第三版 , 北京:化学工业出版社 , 1992:404
[ 2]  温富荣.松节油制取水合萜二醇水合 、 脱水反应的研究.林产化学与工业 ,
1994;14:135 ~ 139
·124· 韶关大学学报 (自然科学版) 1998 年
STUDYON THE TECHNOLOGICAL PROCESS OF
TERPENEOL PREPARATED FROM TURPENTINE
Lu Weizhong
(Department of Chemistry , Shaoguan University , Shaoguan 512005)
Abstract This paper studies on the synthetise of terpeneol through terpine hydrate f rom tur-
pentine.Main kinds of reactor and main factors affecting the y ield in the process of reactions
are studied , too.The most favourable reaction conditions are determined and conf irmed.
Key words turpentine , terpeneol , terpine hydrate , technology
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