裂解碳九中茚的冷凍結(jié)晶提純方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種裂解碳九中茚的冷凍結(jié)晶提純方法；取茚的富集液一定量，置入結(jié)晶器；打開恒溫水浴，采用冷凍液冷卻結(jié)晶器中的物料至?20～?10℃；待結(jié)晶產(chǎn)品析出后，在?20～?10℃條件下分離結(jié)晶體和母液，取結(jié)晶體待；結(jié)晶體再次置入結(jié)晶器，采用恒溫水將溫度保持在?10～0℃，保持溫度2小時；在?10～0℃條件下再次離心分離，取結(jié)晶體。結(jié)晶體中茚的純度可達到99％以上。結(jié)晶母液可以重復(fù)結(jié)晶步驟繼續(xù)提純，以便于提高茚的整體回收率。與其它分離技術(shù)相比，結(jié)晶技術(shù)具有低能耗、操作安全、環(huán)境友好等特點。
【專利說明】
裂解碳九中茚的冷凍結(jié)晶提純方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及裂解碳九中茚的冷凍結(jié)晶提純方法，具體是指一種茚與1-甲基-2-丙 基苯、1-甲基-3-丙基苯、1-甲基-4-丙基苯的分離方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 茚是重要的基本有機化工原料和有機化工溶劑。茚在工業(yè)及生物學(xué)上有很重要的 用途。它可用于生產(chǎn)茚-馬古龍樹脂及苯乙烯_茚樹脂。西歐茚系樹脂年產(chǎn)量達11萬噸。高純 茚還是一種重要的共聚單體，可以用來改變聚合物的表面性質(zhì)。在生物學(xué)上茚的衍生物是 一種重要的抗HIV病毒及其他疾病的藥物中間體。
[0003] 裂解碳九中含有數(shù)量很多的C9、C10組分以及少量的C8組分，主要有偏三甲苯、甲 乙苯、均三甲苯、茚、茚滿、甲基丙基苯等，以前茚與甲基丙基苯大多用作調(diào)和汽油的組分或 用作一般溶劑，造成了資源的很大浪費，提純茚的意義重大。但由于茚沸點（182.62°C)與1-甲基-2-丙基苯沸點（184.80°C)、1-甲基-3-丙基苯沸點（181.80°C)、1-甲基-4-丙基苯沸點 (183.30°C )接近，若以普通精餾方法對其進一步分離精制則無法達到茚的分離精度，直接 影響了這部分資源的進一步開發(fā)利用。若將茚得以分離提純，不僅可使資源得到充分利用， 也可大大增加企業(yè)經(jīng)濟效益。目前采用冷凍結(jié)晶法分離提純茚的方法及工藝未見報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種裂解碳九中茚的冷凍結(jié)晶提純方法。結(jié)晶是固體物質(zhì)以 晶體狀態(tài)從蒸汽、溶液或熔融物系中析出的過程，并具有高效、低能耗、低污染、高純度產(chǎn)品 的特點。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0006] -種裂解碳九中茚的冷凍結(jié)晶提純方法，步驟如下：
[0007] (1)取茚的富集液一定量，置入結(jié)晶器；
[0008] (2)打開恒溫水浴，采用冷凍液冷卻結(jié)晶器中的物料至-20~_10°C ;
[0009] (3)待結(jié)晶產(chǎn)品析出后，在-20~-10°C條件下分離結(jié)晶體和母液，取結(jié)晶體待；
[0010] (4)將結(jié)晶體再次置入結(jié)晶器，采用恒溫水將溫度保持在-10~0°C，保持溫度2小 時；
[0011] (5)在-10~0°C條件下再次離心分離，取結(jié)晶體。
[0012] 本發(fā)明取裂解碳九重芳烴為原料，用高效精餾塔進行分離提純，通過脫輕和脫重 兩個步驟，得到茚的富集液，特別是指茚與1-甲基-2-丙基苯、1-甲基-3-丙基苯、1-甲基-4-丙基苯的混合物。
[0013] 以裂解碳九為原料，經(jīng)普通精餾分離后，得至I」茚與1-甲基-2-丙基苯、1-甲基-3-丙 基苯、1-甲基-4-丙基苯的混合物，分離提取茚，其中茚的熔點為3°C，而1-甲基-2-丙基苯、 1-甲基-3-丙基苯、1-甲基-4-丙基苯熔點為-70~-60°C，熔點差距很大，易用冷凍結(jié)晶法分 離。
[0014] 本發(fā)明的結(jié)晶體測試產(chǎn)品質(zhì)量，結(jié)晶體中茚的純度可達到99%以上。
[0015] 結(jié)晶母液可以重復(fù)結(jié)晶步驟繼續(xù)提純，以便于提高茚的整體回收率。
[0016] 相對于其它的化工分離操作，具有如下特點：
[0017] a)能從雜質(zhì)含量相當(dāng)高的溶液或熔融混合物中，得到高純甚至是超純的目標產(chǎn) 品；
[0018] b)對于某些難于分離的混合物系，比如同分異構(gòu)體混合物、共沸物系、熱敏性物系 等，其它分離技術(shù)常常不能達到目的，而結(jié)晶技術(shù)的采用往往能夠產(chǎn)生意想不到的結(jié)果；
[0019] c)結(jié)晶技術(shù)同時也是一個復(fù)雜的單元操作，涉及多元、多相的傳熱、傳質(zhì)和表面反 應(yīng)過程。
[0020] 本發(fā)明通過普通精餾分離和冷凍結(jié)晶操作的結(jié)合法，可得到純度多99.5%的茚產(chǎn) 品。與其它分離技術(shù)相比，結(jié)晶技術(shù)具有低能耗、操作安全、環(huán)境友好等特點。
【附圖說明】
[0021] 圖1裂解碳九中茚的冷凍結(jié)晶提純方法的工藝路線。
[0022]圖2結(jié)晶實驗裝置。
[0023]其中：卜攪拌槳;2-結(jié)晶器;3-溫度計;4-電機;5-轉(zhuǎn)速控制器;6-恒溫水浴。
【具體實施方式】
[0024] 裂解碳九中茚的冷凍結(jié)晶提純方法的工藝路線如圖1所示。結(jié)晶實驗裝置如圖2所 不。
[0025] 首先原料S1進入塔T1進行脫輕操作，塔頂產(chǎn)品為沸點比茚低的可分離的輕組分 S2。塔T1塔底產(chǎn)品S3進入塔T2進行脫重操作，塔頂產(chǎn)品為含茚的富集物S4,塔底產(chǎn)品為沸點 比茚高的可分離的重組分S5。塔T2塔頂產(chǎn)品S4進入結(jié)晶器2,經(jīng)結(jié)晶后的物料S6進入離心機 L1，經(jīng)離心分離得到結(jié)晶體S6和母液S7。
[0026] (1)取裂解碳九重芳烴為原料，用高效精餾塔進行分離提純，通過脫輕和脫重兩個 步驟，得到茚的富集液，特別是指茚與1-甲基-2-丙基苯、1-甲基-3-丙基苯、1-甲基-4-丙基 苯的混合物。
[0027] (2)取茚的富集液一定量，置入結(jié)晶器。這里的一定量是指實驗操作的量，可根據(jù) 具體產(chǎn)量調(diào)整；
[0028] (3)打開恒溫水浴，采用冷凍液冷卻結(jié)晶器中的物料至-20~-10°C;
[0029] (4)待結(jié)晶產(chǎn)品析出后，保持溫度2小時，時間結(jié)束后，在-20~-10°C條件下通過離 心等方式分離結(jié)晶體和母液，取結(jié)晶體待用；
[0030] (5)將結(jié)晶體再次置入結(jié)晶器，采用恒溫水將溫度保持在-10~0°C，保持溫度2小 時；
[0031] (6)時間結(jié)束后，在-10~0°C條件下再次離心分離，取結(jié)晶體測試產(chǎn)品質(zhì)量，結(jié)晶 體中茚的純度可達到99 %以上。
[0032] (7)結(jié)晶母液可以重復(fù)結(jié)晶步驟繼續(xù)提純，以便于提高茚的整體回收率。
[0033] 實施例1:
[0034]裂解碳九中茚的冷凍結(jié)晶提純方法，參照圖2所示裝置，采用以下步驟：
[0035] (1)取裂解碳九重芳烴為原料，用高效精餾塔進行分離提純，通過脫輕和脫重兩個 步驟，得到茚的富集液，特別是指茚與1-甲基-2-丙基苯、1-甲基-3-丙基苯、1-甲基-4-丙基 苯的混合物。組成如下表所示：
[0036] 表1-1物料平衡
[0038] (2)取茚的富集液200g置入結(jié)晶器2,進行結(jié)晶實驗；
[0039] (3)打開恒溫水浴6,采用冷凍液冷卻結(jié)晶器2中的物料至_20°C ;
[0040] (4)待結(jié)晶產(chǎn)品析出后，保持溫度2小時，時間結(jié)束后，在-20°C條件下通過離心方 式分離結(jié)晶體和母液，取結(jié)晶體待用；
[0041] (5)將結(jié)晶體再次置入結(jié)晶器2,采用恒溫水將溫度保持在-10°C，保持溫度2小時；
[0042] (6)時間結(jié)束后在-10 °C條件下再次離心分離，取出結(jié)晶體，測得結(jié)晶物146.8g，茚 的純度為99.15%，茚的回收率為85.2%。
[0043] 實施例2:
[0044]以實施例1中所得的茚的富集液為原料，進行冷凍結(jié)晶實驗，采用以下步驟：
[0045] (1)取茚的富集液200g置入結(jié)晶器2,進行結(jié)晶實驗；
[0046] (2)打開恒溫水浴6,采用冷凍液冷卻結(jié)晶器中的物料至_15°C;
[0047] (3)待結(jié)晶產(chǎn)品析出后，保持溫度2小時，時間結(jié)束后，在_15°C條件下通過離心方 式分離結(jié)晶體和母液，取結(jié)晶體待用；
[0048] (4)將結(jié)晶體再次置入結(jié)晶器2,采用恒溫水將溫度保持在_5°C，保持溫度2小時；
[0049] (5)時間結(jié)束后在_5°C條件下再次離心分離，取出結(jié)晶體，測得結(jié)晶物137.8g，茚 的純度為99.5 %，茚的回收率為80.3 %。
[0050] 實施例3:
[0051]以實施例1中所得的茚的富集液為原料，進行冷凍結(jié)晶實驗，采用以下步驟：
[0052] (1)取茚的富集液200g置入結(jié)晶器2,進行結(jié)晶實驗；
[0053] (2)打開恒溫水浴6,采用冷凍液冷卻結(jié)晶器中的物料至-10°C;
[0054] (3)待結(jié)晶產(chǎn)品析出后，保持溫度2小時，時間結(jié)束后，在-10 °C條件下通過離心方 式分離結(jié)晶體和母液，取結(jié)晶體待用；
[0055] (4)將結(jié)晶體再次置入結(jié)晶器2,采用恒溫水將溫度保持在0°C，保持溫度2小時；
[0056] (5)時間結(jié)束后在0°C條件下再次離心分離，取出結(jié)晶體，測得結(jié)晶物131.4g，茚的 純度為99.78 %，茚的回收率為76.8 %。
[0057] 實施例4:
[0058] 以實施例1、實施例2、實施例3中所得的結(jié)晶母液混合為原料，進行冷凍結(jié)晶實驗， 采用以下步驟：
[0059] (1)實施例1、實施例2、實施例3中所得的結(jié)晶母液混合為原料，原料量為186.2g， 其中含茚98.5g，茚的質(zhì)量分數(shù)為52.9% ;
[0060] (2)打開恒溫水浴6,采用冷凍液冷卻結(jié)晶器中的物料至-20°C;
[0061] (3)待結(jié)晶產(chǎn)品析出后，保持溫度2小時，時間結(jié)束后，在-20°C條件下通過離心方 式分離結(jié)晶體和母液，取結(jié)晶體待用；
[0062] (4)將結(jié)晶體再次置入結(jié)晶器2,采用恒溫水將溫度保持在-10°C，保持溫度2小時；
[0063] (5)時間結(jié)束后在_10°C條件下再次離心分離，取出結(jié)晶體，測得結(jié)晶物63.5g，茚 的純度為78.5 %，茚的回收率為50.6 %。
[0064] (6)由于原料中茚的濃度較低，采用一次結(jié)晶很難達到99%的純度。以每次結(jié)晶操 作結(jié)束時得到的結(jié)晶體為原料再重復(fù)結(jié)晶步驟，可得到純度為99%以上的產(chǎn)品茚。
[0065]本發(fā)明提出的裂解碳九中茚的冷凍結(jié)晶提純方法，已通過實施例進行了描述，相 關(guān)技術(shù)人員明顯能在不脫離本發(fā)明的內(nèi)容、精神和范圍內(nèi)對本文所述的產(chǎn)品和制作方法進 行改動或適當(dāng)變更與組合，來實現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)。特別需要指出的是，所有相類似的替換和 改動對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的，它們都被視為包括在本發(fā)明的精神、范圍和內(nèi) 容中。
【主權(quán)項】
1. 一種裂解碳九中茚的冷凍結(jié)晶提純方法，其特征在于步驟如下： (1) 取茚的富集液一定量，置入結(jié)晶器； (2) 打開恒溫水浴，采用冷凍液冷卻結(jié)晶器中的物料至-20~-10°C; (3) 待結(jié)晶產(chǎn)品析出后，在-20~-10°C條件下分離結(jié)晶體和母液，取結(jié)晶體待； (4) 將結(jié)晶體再次置入結(jié)晶器，采用恒溫水將溫度保持在-10~0°C，保持溫度2小時； (5) 在-10~0 °C條件下再次離心分離，取結(jié)晶體。
【文檔編號】C07C13/465GK105967971SQ201610439860
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年6月15日
【發(fā)明人】孫永利, 王哲, 張志恒, 肖紅, 楊娜, 姜斌
【申請人】天津大學(xué)