本發(fā)明涉及萘和硫茚的混合物中萘和硫茚的分離技術(shù),具體涉及一種從萘和硫茚的混合物中提取硫茚并聯(lián)產(chǎn)精萘的方法。
背景技術(shù):
1、硫茚又稱為苯并噻吩,分子量134.20,熔點(diǎn)31.3℃,沸點(diǎn)219.9℃,難溶于水,溶于乙醇、乙醚、丙酮、苯等有機(jī)溶劑。硫茚是一種重要的精細(xì)化工原料,廣泛用于醫(yī)藥、農(nóng)藥、光學(xué)材料和染料等領(lǐng)域,主要用于制備殺菌劑、殺蟲劑、除草劑、滅家蠅藥物、植物生長激素原料、合成染料原料及其它硫茚衍生物的中間體。
2、精萘,分子量128.16,熔點(diǎn)80.1℃,沸點(diǎn)217.9℃,不溶于水,溶于苯、醚、無水乙醇等有機(jī)物。精萘廣泛用于制備減水劑、苯酐、萘醌、萘酚、染料擴(kuò)散劑、染料中間體等精細(xì)化工產(chǎn)品。
3、焦油中的硫茚資源主要集中在焦油蒸餾后的萘餾分中,工業(yè)萘熔融結(jié)晶法制取精萘后的萘殘油中含硫茚10~15%,由于分離困難,這部分萘殘油一般都作為燃料油使用,浪費(fèi)了寶貴的萘和硫茚資源。
4、由于硫茚與萘沸點(diǎn)相近,采用普通精餾的方法分離精制得到硫茚十分困難。
5、中國專利申請cn101747317a公開了一種從含有硫茚和萘的混合物中富集硫茚的方法,它采用二元醇作為溶劑,把硫茚富集在二元醇中,回收二元醇得到富集的硫茚餾分,其實(shí)施例中富集硫茚餾分硫茚含量不超過30%,無法得到高純度硫茚產(chǎn)品。
6、中國專利申請cn114315792a公開了一種溶劑結(jié)晶耦合萃取精餾方法從含有硫茚和萘的混合物中富集硫茚的方法,它選用三甘醇、四甘醇、mdea等溶劑從硫茚和萘的混合物中萃取硫茚,然后萃取精餾得到硫茚餾分,其實(shí)施例中萃取精餾餾分中硫茚的最高含量不超過50%,硫茚純度仍然不高。
7、cn108558591b公開了一種萘殘油分離回收方法,它通過脫輕塔脫除輕組分,脫輕塔塔底物料送往脫萘塔,通過脫萘塔進(jìn)行萘和硫茚分離,脫萘塔塔頂?shù)玫捷两M分,塔釜物料送往苯并噻吩塔,苯并噻吩塔塔頂組分去靜態(tài)結(jié)晶器,通過靜態(tài)結(jié)晶器結(jié)晶獲得硫茚產(chǎn)品。此方法中通過脫萘塔的普通精餾進(jìn)行萘和硫茚分離,能耗較高,且脫萘塔塔頂出料萘含量僅達(dá)到85.6%;苯并噻吩塔塔底出料為副產(chǎn)品,其苯并噻吩含量高達(dá)29.2%,硫茚回收率較低,僅達(dá)到70%。
8、cn115504960a公開了一種從萘殘油中提取硫茚的方法,它以工業(yè)萘熔融結(jié)晶制取精萘后的萘殘油為原料,首先采用雙溶劑萃取法,利用萘和硫茚在溶劑乙醚和乙醇胺中的分配系數(shù)不同,萘溶解在乙醚中,硫茚溶解在乙醇胺中,實(shí)現(xiàn)萘和硫茚的初步分離;然后利用萘和乙醇胺共沸的性質(zhì),對硫茚的乙醇胺溶液進(jìn)行間歇共沸精餾,使乙醇胺和溶液中少量的萘先共沸蒸餾出去,再得到硫茚餾分,硫茚餾分進(jìn)行乙醚洗滌得到98%硫茚產(chǎn)品。此方法未提供萘和乙醇胺共沸物的分離方法,采用間歇共沸精餾分離得到硫茚餾分無法實(shí)現(xiàn)規(guī)?;B續(xù)化生產(chǎn),另外實(shí)施例中顯示硫茚回收率僅為75.3%。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明提供一種從萘和硫茚的混合物中提取硫茚并聯(lián)產(chǎn)精萘的方法,采用本發(fā)明的方法能夠從萘和硫茚的混合物中同步獲得硫茚和精萘產(chǎn)品,而且所得產(chǎn)品具有良好的純度和收率。
2、本發(fā)明為達(dá)到其目的,提供如下技術(shù)方案:
3、本發(fā)明提供一種從萘和硫茚的混合物中提取硫茚并聯(lián)產(chǎn)精萘的方法,所述方法包括如下步驟:
4、1)將所述萘和硫茚的混合物與乙二醇混合,將得到的混合液進(jìn)行結(jié)晶,獲得結(jié)晶液;將所述結(jié)晶液進(jìn)行固液分離,得到除雜的萘和硫茚的混合物;
5、2)將所述除雜的萘和硫茚的混合物加熱融化得到融化液,將所述融化液與乙二醇進(jìn)行共沸精餾,分離得到硫茚物料以及萘和乙二醇的混合物料;
6、3)將所述萘和乙二醇的混合物料用水進(jìn)行混合洗滌,將所得混合液進(jìn)行分相,分離出富含萘的輕相組分,將所述輕相組分干燥得到精萘產(chǎn)品。
7、本發(fā)明中,首先以乙二醇為溶劑與萘和硫茚的混合物進(jìn)行混合,然后進(jìn)行結(jié)晶,利于去除其中夾帶的雜質(zhì)(例如二甲基苯酚等),而后將結(jié)晶產(chǎn)物加熱融化后,再用乙二醇進(jìn)行共沸精餾,能夠較為高效、徹底的將硫茚和萘分離,后續(xù)通過簡單的冷卻就能獲得硫茚產(chǎn)品,通過水洗、分相和干燥就能獲得精萘產(chǎn)品。
8、一些實(shí)施方式中,步驟1)中,所述萘和硫茚的混合物可以為工業(yè)萘,或?yàn)榻褂途s分離后的萘餾分,或?yàn)樗龉I(yè)萘或所述萘餾分進(jìn)行熔融結(jié)晶后的萘殘油。一些具體實(shí)施方式中,所述萘和硫茚的混合物中,含有硫茚10~15wt%、萘80~85wt%,二甲基苯酚等雜質(zhì)3~5t%。
9、較佳實(shí)施方式中,步驟1)中,所述乙二醇與所述萘和硫茚的混合物的質(zhì)量比為1~4:1,優(yōu)選1.5~3:1(例如為1.5:1、2:1、2.5:1、3:1等)。采用優(yōu)選的質(zhì)量比進(jìn)行混合,然后進(jìn)行冷卻結(jié)晶,利于雜質(zhì)脫除,若該質(zhì)量比太低,部分雜質(zhì)在結(jié)晶過程中析出,可能不利于較為完全的脫除雜質(zhì);若該質(zhì)量比太高,冷卻結(jié)晶制冷能耗高,在結(jié)晶過程中目標(biāo)產(chǎn)品硫茚、萘的損失增大,同時(shí)溶劑回收的能耗也較高。
10、較佳實(shí)施方式中,步驟1)中,所述結(jié)晶進(jìn)行養(yǎng)晶的養(yǎng)晶溫度為15-35℃,優(yōu)選20~30℃(例如為20、25、30℃等);養(yǎng)晶時(shí)間為30-50min,優(yōu)選35~45min(例如為35、40、45min等)。優(yōu)選地,步驟1)中,以1~3℃/min(例如為1℃/min、2℃/min、3℃/min等)的降溫速度降溫至所述養(yǎng)晶溫度進(jìn)行養(yǎng)晶。采用優(yōu)選的冷卻結(jié)晶條件,利于目標(biāo)產(chǎn)品硫茚、萘充分結(jié)晶析出,以及利于雜質(zhì)的脫除,利于兼顧得到較高純度和產(chǎn)品回收率的硫茚和精萘產(chǎn)品。
11、一些實(shí)施方式中,步驟1)中的固液分離,可以通過過濾進(jìn)行,例如,將結(jié)晶液送入過濾機(jī)中進(jìn)行固液分離,得到的濾餅(即固相組分)即為除雜的萘和硫茚的混合物。
12、一些實(shí)施方式中,步驟2)中,所述加熱融化的溫度為80~85℃,例如80、84、85℃等。
13、本發(fā)明人發(fā)現(xiàn),乙二醇和萘能形成最低共沸物,經(jīng)共沸精餾,能夠有效的將萘和硫茚進(jìn)行分離。較佳實(shí)施方式中,步驟2)中,進(jìn)行所述共沸精餾所用的乙二醇與所述融化液的質(zhì)量比為0.53~0.62:1,優(yōu)選0.55~0.62:1,更優(yōu)選0.55~0.60:1(例如0.55:1、0.56:1、0.57:1、0.58:1、0.59:1、0.60:1等)。采用優(yōu)選的質(zhì)量比,利于乙二醇和萘以共沸物組成在塔頂出料,塔釜能得到高純度的硫茚產(chǎn)品,并且不會造成較高的能耗。若該質(zhì)量比太低,將可能造成塔釜產(chǎn)品中殘余萘的量增加,造成塔釜硫茚產(chǎn)品純度降低,若該質(zhì)量比太高,雖然塔釜能夠得到高純度的硫茚產(chǎn)品,但由于乙二醇也要從塔釜蒸出,增加了能耗。
14、較佳實(shí)施方式中,步驟2)中,所述共沸精餾的條件包括:共沸精餾塔的塔頂壓力為5~15kpa,塔頂溫度為110~120℃,回流比為5~10。采用優(yōu)選的共沸精餾條件,利于萘和硫茚的高效分離,利于獲得高純度、高回收率的精萘產(chǎn)品和硫茚產(chǎn)品。
15、較佳實(shí)施方式中,步驟3)中,進(jìn)行所述混合洗滌所用的水與所述萘和乙二醇的混合物料的質(zhì)量比為0.8~1.5:1,例如為0.8:1、1.0:1、1.2:1、1.4:1、1.5:1等;優(yōu)選地,進(jìn)行所述混合洗滌所用的水的溫度為70~80℃,例如為70℃、72℃、75℃、77℃、80℃等。較佳實(shí)施方式中,所述分相在溫度80-85℃(例如為80℃、82℃、84℃、85℃等)下進(jìn)行。采用優(yōu)選水洗、分相條件,利于進(jìn)一步提升萘的回收率和乙二醇共沸劑的回收率;若質(zhì)量比較低時(shí),水相可能難以充分溶解回收乙二醇共沸劑,而若質(zhì)量比較高時(shí),在水相將溶解較多的萘,導(dǎo)致萘的回收率降低;而當(dāng)分相溫度較高時(shí),萘的蒸發(fā)損失將增大,溫度較低時(shí),萘可能結(jié)晶析出。步驟3)中,經(jīng)過分相得到輕相組分和重相組分,其中輕相組分為富含萘的組分,重相組分主要為水和共沸劑(乙二醇)的混合物。
16、一些實(shí)施方式中,步驟2)中,將所述硫茚物料進(jìn)行冷卻,得到硫茚產(chǎn)品。
17、一些更佳的實(shí)施方式中,步驟1)中,所述乙二醇與所述萘和硫茚的混合物的質(zhì)量比為1.5~3:1,所述結(jié)晶進(jìn)行養(yǎng)晶的養(yǎng)晶溫度為20~30℃;養(yǎng)晶時(shí)間為35~45min;步驟2)中,進(jìn)行所述共沸精餾所用的乙二醇與所述融化液的質(zhì)量比為0.55~0.60:1。采用該優(yōu)選方式從萘和硫茚的混合物中提取硫茚并聯(lián)產(chǎn)精萘,能夠更好地兼顧得到純度和收率更高的精萘產(chǎn)品和硫茚產(chǎn)品。
18、本發(fā)明提供的技術(shù)方案具有如下有益效果:
19、(1)采用本發(fā)明的方法,將萘和硫茚的混合物先用乙二醇溶劑混合進(jìn)行結(jié)晶除雜,將獲得除雜的萘和硫茚的混合物進(jìn)行加熱融化后再與乙二醇進(jìn)行共沸精餾,分離得到硫茚物料以及萘和乙二醇的混合物料,其中萘和乙二醇的混合物料經(jīng)水洗、分相后進(jìn)行簡單的干燥就能夠獲得精萘產(chǎn)品;采用本發(fā)明的方法能夠從萘和硫茚的混合物中同步分離得到硫茚產(chǎn)品和精萘產(chǎn)品,且具有良好的收率和純度。在優(yōu)選方案中,通過進(jìn)一步優(yōu)化工藝條件,能進(jìn)一步促進(jìn)硫茚產(chǎn)品和精制萘的收率和純度的提高。
20、(2)本發(fā)明的方法具有工藝流程簡單、所需操作條件溫度、產(chǎn)品質(zhì)量好等特點(diǎn),工藝操作和控制簡單易行。