吸附法纯化乙腈制造技术

本发明专利技术涉及用吸附法纯化乙腈。此方法包括用固体试剂对含有诸如不饱和腈等有机杂质的乙腈进行预处理，以便选择性地将不饱和腈转化成较易去除的产物，并使处理过的乙腈流过一系列吸附剂床，从乙腈中除掉所形成的产物和存在的其它杂质。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用吸附法纯化乙腈。更具体地说，本专利技术涉及一种纯化乙腈的方法，其中包括对乙腈进行预处理，以便将乙腈中含有的不饱和腈选择性地转化成能够择优排除的产物。在预处理之后用吸附法除掉所形成的产物及乙腈中存在的其它有机杂质。本专利技术的乙腈纯化法可以用来将目前化工厂生产的乙腈提高等级，成为纯度较高、价值大得多的产品。具体地说，从乙腈中除掉有紫外吸收的有机杂质形成了对紫外光有非常高透明度的产品，而水的去除则使乙腈可用于某些工业用途。商品乙腈通常含有水以及微量的丙烯腈、丁烯腈、乙酰胺和烯丙醇。作为高纯度乙腈应用时，要求紫外截止波长小于190nm，而且要极其干燥(＜1ppm)。含有C＝C和C＝O官能基的有机杂质在190-230nm的范围吸收光，这些杂质的存在会使乙腈的紫外截止波长大于200nm。这样就使得乙腈材料不合要求，需要高纯度乙腈的制造者作进一步加工。传统的纯化乙腈的工业方法使用昂贵的多级工艺，其中包括高锰酸盐氧化、酸处理、五氧化二磷干燥和两步蒸馏。在D.D.Perrin、W.L.F.Armarego和D.R.Perrin的“Purification of Laboratory Chemicals”第二版(PergammonPress，New York，1980)79-81页中总结了纯化乙腈的经典方法。用硅胶、4A分子筛、氢化钙、或五氧化二磷和蒸馏法除水精制乙腈。乙酸和其它的羧酸可以用氧化铝和随后蒸馏来除掉。不饱和腈类可以通过与少量氢氧化钾水溶液一起在开始时回流来除掉。但是，该文献提到，用冷的饱和的氢氧化钾水溶液对乙腈作预先处理是不理想的。因为会发生碱催化的水解并且引入了水。乙腈中存在的不饱和杂质可以用高锰酸钾碱溶液处理乙腈来除掉，但是随后需要再作处理以除去水。L.Carlsen，H.Egsgaard，J.J.Andersen在Analyst，Chem.，1979，51(9)，1593-5中介绍了一种用强碱处理、闪蒸、用强酸处理、分馏并用氧化铝干燥的纯化乙腈的方法。A.Hofmanova，K.Angelis在Chem.Listy，1978，72(3)，306-9(CA88179367s)中，将乙腈与10％氢氧化钾水溶液一起煮沸5小时，在氧化铝上吸附以除掉羧酸盐，用五氧化二磷或分子筛干燥，然后自五氧化二磷中分馏，用这种方法纯化乙腈。这些方法都需要多个步骤，并且要使用碱水溶液及随后的蒸馏和其它的处理以除去水和达到令人满意的纯度。H.Yu.Z.Xu在“生物化学与生物物理进展”1984，55，70-2(CA100127264c)中提到用高锰酸钾-氢氧化钠甲醇溶液处理乙腈，接着通过活性炭和酸化的氧化铝进行吸附。在俄国专利SU1,318,588中，使乙腈流过吸附了高锰酸钾的氧化铝以便将烯丙醇的浓度减小到4-6ppm，丙烯腈减少到1-3ppm。这些使用高锰酸钾的文献或是没有提到在用高锰酸钾处理后除去水，或是要用麻烦的蒸馏操作，或者需要用高锰酸钾和强碱一起处理。有效地用吸附法提高乙腈质量的主要障碍是乙腈和乙腈中含有的不饱和腈的物理性质之间的相似性。为了使吸附成为一种有前途的纯化方法，无须先将不饱和腈转化成具有很不相同的物理特性的其它物种。最好是能找到一种乙腈的纯化方法，它不采用需要蒸馏的、昂贵而麻烦的多级工艺。本专利技术的目的是提供一种利用吸附技术制备高纯度乙腈的乙腈纯化方法。本专利技术的另一目的是将例如不饱和腈等难以去除的杂质转化成较易除掉的产物，例如氧化产物、芳香物和聚合物等。本专利技术的再一目的是提供一种乙腈纯化方法，它使用廉价的工艺设备和材料，而且加工的总成本比使用传统的蒸馏法要低得多。本专利技术的又一目的是提供一种能使工艺设计更加灵活的乙腈纯化方法。这些目的及其它目标，以及与已知方法相比的优越性，在下面叙述和要求承认的本专利技术完成的说明书中将变得显而易见。为了实现这里概述和具体化的本专利技术的上述目的，提供了一种用吸附法纯化乙腈的方法。本专利技术旨在提供一种纯化其中含不饱和腈和其它带C＝C及C＝O官能团物质等杂质的乙腈的方法。此方法的步骤包括加入固体试剂对乙腈进行预处理，以便将乙腈中含有的不饱和腈选择性地转化成物理特性与乙腈不同的产物，将此乙腈流过一系列吸附剂床以除掉所形成的产物和乙腈中的其它杂质。本专利技术涉及一种用吸附法纯化乙腈的方法。此乙腈纯化法包括，加入固体试剂对含有机杂质(例如不饱和腈)的乙腈进行预处理，以便选择性地将不饱和腈转化成更易除掉的产物，将处理过的乙腈流过一系列吸附剂床以除掉所形成的产物和乙腈中存在的其它杂质。对于用来转化不饱和腈的试剂来说，预处理步骤有三个实施方案。乙腈可以用强碱、氧化剂或聚合引发剂进行预处理，以便选择性地转化不饱和腈。在本专利技术的一项实施方案中，用强碱(如碱金属氢氧化物)对乙腈进行预处理。在本专利技术的方法中，氢氧化物对不饱和腈缩合成芳族嘧啶的反应起催化作用，并引发了某些聚合物物种的形成。使用在乙腈中基本上大量不溶解的碱金属氢氧化物引发了固-液界面上的反应，促进了产物杂质的去除。固体碱金属氢氧化物也可以起体相脱水剂的作用。本专利技术以固体碱金属氢氧化物作为预处理剂的出人意料的好处包括，与使用碱水溶液相比，腈的水解和分解程度低得多，而且最终的产物产率高。合适的强碱包括但不限于碱金属氢氧化物、碱式氧化铝、交换氢氧离子的阴离子交换树脂、金属氧化物催化剂如氧化铬/氧化锌/氧化铝、其它碱性金属氧化物，以及它们的混合物。优选的强碱是氢氧化钠和氢氧化钾，以氢氧化钾最佳。以间歇或连续的方式向乙腈中加入强碱，使碱量约为每摩尔不饱和腈总量中用0.1至1000摩尔，优选0.5至100摩尔碱。在本专利技术的另一实施方案中，使用固体氧化剂作为预处理步骤中的试剂。该氧化剂选择性地将不饱和腈氧化成容易吸附去除的高度极化的物质。在本专利技术方法中用氧化剂作为预处理剂显示出出乎意料的益处，即，不需要用碱金属氢氧化物作为助催化剂，也不需要用氧化剂的水溶液或醇溶液来有效地去除含C＝C和C＝O的物质。随着氧化剂发生反应，产物二氧化锰从溶液中沉淀出来，有利于产物乙腈的纯化。另外，由于使用选择性的吸附剂进行纯化，不再需要麻烦的酸处理和多次蒸馏处理。合适的氧化剂包括但不限于高锰酸钾；有机过酸，例如过乙酸、三氟过乙酸、过苯甲酸等；三氧化铬和铬酸四乙酸铅、汞酸和乙酸汞二氧化硒；偏高碘酸钠；四氧化锇；四氧化钌和偏高碘酸钠/二氧化钌碱金属和碱土金属次氯酸盐；金属氧化催化剂固体混合物，以及上述物质的混合物。高锰酸钾是优选的氧化剂。如上面所列出的，碱金属和碱土金属的次氯酸盐是合适的氧化剂，但是在不能有微量氯离子存在的场合，它们是不合适的。以间歇或连续的方式将氧化剂加入到乙腈中，使每摩尔含C＝C和C＝O的物质有大约0.1到5摩尔氧化剂，最好是有1.0至3.0摩尔氧化剂。可以任选地向溶液中吹入(鼓气)氧或含氧气，以便加速氧化过程。本专利技术的另一实施方案包括用固体的聚合引发剂进行预处理，以便选择性地将不饱和腈转化成高极性化合物或聚合物。使用聚合引发剂作为预处理剂的益处之一是反应速度快，另一个益处是由乙腈中吸收紫外光的物质形成聚合物，这些聚合物在乙腈中基本不溶，从而可以比已知的工艺更为简单地用倾析、离心或过滤等方法将它们除掉，并且使乙腈的吸附剂处理更为有效。合适的聚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纯化含杂质的乙腈的方法，杂质中包括不饱和腈和带有Ｃ＝Ｃ及Ｃ＝Ｏ官能基的其它物质，该方法包括：ａ）加入一种固体试剂对乙腈进行预处理，以便选择性地将乙腈中含有的不饱和腈转化成物理性质与乙腈不同的产物，和ｂ）使预处理过的乙腈流过一系列 吸附剂床以除掉所形成的产物和乙腈中的其它杂质。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：MW布拉哈曼，MC切莎，TG阿蒂格，
申请(专利权)人：标准石油公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]