【深加工】α和β蒎烯的分离

        松节是我国最大的天然精油资源, 产量居世界前列, 其中的主要成分A2蒎烯(50 %～ 85 % ) 和α蒎烯(5 %～ 49 % ) 占93 % 以上, 是香料、医药及精细有机合成工业的重要原料。松节油的组成比较复杂, 除了α蒎烯和β蒎烯以外, 还有双戊烯、莰烯、蒈烯等, α蒎烯的沸点为156 ℃, β蒎烯的沸点为162 ℃, 其余组份的沸点在160～ 170 ℃之间, 由它们组成的松节油溶液体系接近于“理想溶液”。多年来, 为了得到相当纯度的蒎烯产品, 国内外一些研究和生产部门做了很多工作, 主要采用传统精馏法、共沸精馏法、精馏与催化异构法等进行分离。

　　1.传统精馏 ——采用传统的精馏方法分离蒎烯, 是国内外最常用的工业化生产方法。如设备技术先进的英国BBA公司和美国Gliden 公司, 均是采用100 多块理论塔板的精馏塔, 塔高45～ 60 m , 塔径1. 8～ 2. 5 m。用这样高效的精馏塔从松节油中分离A2蒎烯和B2蒎烯, 分离效果好, 产品纯度和回收率高, 但设备复杂,投资、能耗、管理费用都大, 单位时间内的产量不高,操作困难, 必须配备有现代化高级仪器仪表控制, 才能保证精馏过程的正常运行。 国内的传统精馏采用间歇式操作。用两套网孔波纹填料塔进行分离, 真空操作, 压力为0. 055～0. 095 kPa。塔高20～ 22 m , 直径0. 5～ 0. 6 m , 再沸器传热面积13～ 22 m 2, 冷凝器传热面积13～ 18m 2。每次精馏时间8～ 10 h。回流比控制在5∶1 至30∶1 之间, 一次精馏产品A2蒎烯得率78 % , B—蒎烯得率25 %～ 50 %。这样的设备, 每天可处理松节油1～ 1. 5 t, 间歇精馏操作灵活, 弹性大, 投资少, 可用于不同操作条件, 适应于原料组成多变和多种产品的生产, 可用切换馏份的办法起到多个连续精馏塔的作用, 尤其适用于纯度要求高的产品的分离。但原料利用率很低, 需要重复精馏操作。操作回流比大, 能耗高, 操作费用大, 生产能力低。

　2.共沸精馏 ——采用共沸精馏技术分离旅烯, 是在松节油中加入一种添加剂, 利用添加剂分别与α蒎烯和β蒎烯形成共沸物的温度差进行分离, 工艺流程如下:

　　松节油经过净化以后, 加入添加剂, 在一个具有25～ 35 层理论板数的精馏塔中分离α蒎烯, 回流比3∶1～ 8∶1, 操作压力0. 02～ 0. 048M Pa, 塔顶馏出物经过冷却后分层, 轻组份是含有微量添加剂的α蒎烯, 必须选择一种萃取剂把微量添加剂萃取出来才能得到产品。塔釜溶液送入第二个精馏塔中分离β蒎烯, 回流比3∶1～ 8∶1, 操作压力0. 02～ 0. 048M Pa, 塔顶馏出物经过冷却后分层, 轻组份是含有微量添加剂的B2蒎烯, 必须选择一种萃取剂把微量添加剂萃取出来才能得到产品β蒎烯, 重组份主要是添加剂, 可以循环使用。塔釜残液放到一贮槽中静置处理, 回收添加剂。这样可得到纯度达99 % 的α蒎烯, 85 % 的β蒎烯, 单程提取率90 % 以上。这种方法工艺流程较长, 需要选择好共沸添加剂和产品的净化萃取剂。