松節(jié)油是我國最大的天然精油資源,產(chǎn)量居世界前列,其中的主要成分Α2蒎烯(50%～85%)和Β2蒎烯(5%～49%)占93%以上,是香料、醫(yī)藥及精細有機合成工業(yè)的重要原料,利用它們可以合成近百種香料以及樟腦、冰片、維生素E、A、K和萜烯樹脂等,純度越高,價值越大。松節(jié)油的組成比較復雜,除了Α2蒎烯和Β2蒎烯以外,還有雙戊烯、莰烯、蒈烯等,Α2蒎烯的沸點為156℃,Β2蒎烯的沸點為162℃,其余組份的沸點在160～170℃之間,由它們組成的松節(jié)油溶液體系接近于“理想溶液”。多年來,為了得到相當純度的蒎烯產(chǎn)品,國內(nèi)外一些研究和生產(chǎn)部門做了很多工作,主要采用傳統(tǒng)精餾法、共沸精餾法、精餾與催化異構(gòu)法等進行分離。

　　1 傳統(tǒng)精餾

　　采用傳統(tǒng)的精餾方法分離蒎烯,是國內(nèi)外最常用的工業(yè)化生產(chǎn)方法。如設備技術先進的英國BBA公司和美國Gliden公司,均是采用100多塊理論塔板的精餾塔,塔高45～60m,塔徑1.8～2.5m。用這樣高效的精餾塔從松節(jié)油中分離Α2蒎烯和Β2蒎烯,分離效果好,產(chǎn)品純度和回收率高,但設備復雜,投資、能耗、管理費用都大,單位時間內(nèi)的產(chǎn)量不高,操作困難,必須配備有現(xiàn)代化高級儀器儀表控制,才能保證精餾過程的正常運行。 國內(nèi)的傳統(tǒng)精餾采用間歇式操作。用兩套網(wǎng)孔波紋填料塔進行分離,真空操作,壓力為0.055～0.095kPa。塔高20～22m,直徑0.5～0.6m,再沸器傳熱面積13～22m2,冷凝器傳熱面積13～18m2。每次精餾時間8～10h。回流比控制在5∶1至30∶1之間,一次精餾產(chǎn)品Α2蒎烯得率78%,Β2蒎烯得率25%～50%。這樣的設備,每天可處理松節(jié)油1～1.5t,間歇精餾操作靈活,彈性大,投資少,可用于不同操作條件,適應于原料組成多變和多種產(chǎn)品的生產(chǎn),可用切換餾份的辦法起到多個連續(xù)精餾塔的作用,尤其適用于純度要求高的產(chǎn)品的分離。但原料利用率很低,需要重復精餾操作。操作回流比大,能耗高,操作費用大,生產(chǎn)能力低。

　　2 共沸精餾

　　采用共沸精餾技術分離旅烯,是在松節(jié)油中加入一種添加劑,利用添加劑分別與Α2蒎烯和Β2蒎烯形成共沸物的溫度差進行分離,工藝流程如下: 松節(jié)油經(jīng)過凈化以后,加入添加劑,在一個具有25～35層理論板數(shù)的精餾塔中分離Α2蒎烯,回流比3∶1～8∶1,操作壓力0.02～0.048MPa,塔頂餾出物經(jīng)過冷卻后分層,輕組份是含有微量添加劑的Α2蒎烯,必須選擇一種萃取劑把微量添加劑萃取出來才能得到產(chǎn)品。塔釜溶液送入第二個精餾塔中分離Β2蒎烯,回流比3∶1～8∶1,操作壓力0.02～0.048MPa,塔頂餾出物經(jīng)過冷卻后分層,輕組份是含有微量添加劑的Β2蒎烯,必須選擇一種萃取劑把微量添加劑萃取出來才能得到產(chǎn)品Β2蒎烯,重組份主要是添加劑,可以循環(huán)使用。塔釜殘液放到一貯槽中靜置處理,回收添加劑。這樣可得到純度達99%的Α2蒎烯,85%的Β2蒎烯,單程提取率90%以上。這種方法工藝流程較長,需要選擇好共沸添加劑和產(chǎn)品的凈化萃取劑。3 精餾與催化異構(gòu) 國外采用一種新的工藝加工松節(jié)油、分離蒎烯。其加工工藝為:首先蒸出輕餾份,然后從輕餾份中分餾出Α2蒎烯、Β2蒎烯,以及富含檸烯和Β2水芹烯的餾分,分餾過程在一個31m高,直徑1.6m的塔中進行,其中有4條通道。在這4個通道中經(jīng)過催化反應和異構(gòu),可得到Β2蒎烯、檸烯、水芹烯、甲基黑椒酚+醇類硫酸鹽松油,茴香醇以及石竹烯。這種方法實際上就是在分離的同時,把Α2蒎烯進行催化反應及異構(gòu),得到系列香料,這種方法適用于大規(guī)模加工松節(jié)油,合成香料,是一種較為理想的香料加工方法。但其投資較大,操作、控制條件要求很高,必須配備有一整套完善的高科技技術。

　　以上論述的蒎烯的分離方法各有其特點,一些學者和研究單位開始探索采用超臨界萃取和色譜分離法從松節(jié)油中分離Α2蒎烯和Β2蒎烯,這些方法的特點是分離產(chǎn)品純度高,但設備費用昂貴,僅適用于實驗室少量制備,工業(yè)化大生產(chǎn)中,仍以精餾方法為主。