一种从粗蒽中精制高纯度蒽和咔唑的方法技术

一种从粗蒽中精制高纯度蒽和咔唑的方法，它主要由粗苯脱菲、精馏分离蒽咔唑、蒽和咔唑结晶精制、溶剂回收四部分组成：先用溶剂１脱除粗蒽中的菲，将所得蒽和咔唑固体与溶剂２混合后进行精馏，分离得到蒽与咔唑，冷却结晶洗涤后得到＞９６％蒽与咔唑；本方法彻底解决精馏系统容易堵塞的问题，具有产品等级高，收率高，操作连续稳定，溶剂用量少（只需原溶剂用量的１／２～２／３），能耗低（总体节约３０～５０％），操作灵活等优点。特别适用于生产规模大、质量要求高、环保节能的蒽、咔唑的生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于化工分离领域，具体的说是一种蒽、菲、咔唑的分离精制方法。技术背景精蒽的主要用途是生产蒽醌，而蒽醌是生产染料的重要原料。此外，蒽醌及其衍生 物还可用于纤维素工业、煤气脱硫、合成塑料、润滑油、润滑油添加剂、浸润剂、乳化 剂、杀虫剂等等领域。随着科技的发展，咔唑的用途被逐渐开发出来，市场正处于成长 期，主要用于合成染(颜)料、农药、医药、光电新材料和合成树脂等领域，可生产性 能优异的混凝土减水剂、润滑油和导热油的稳定剂、特种表面活性剂，咔唑及其衍生物 还可制备炸药、橡胶抗氧化剂等等。精蒽和精咔唑主要从煤焦油粗蒽或者蒽油中提取精制，主要有溶剂法、蒸馏法、溶 剂一蒸馏法、升华法、萃取精馏法等等。目前实现工业化的只有溶剂法和蒸馏法，其它 尚处于摸索阶段，未见有大规模实际生产应用。现有的方法的优缺点如下1、 溶剂法成熟可靠，但步骤冗长，产品纯度低，收率低，溶剂消耗大，污染大，已经 逐步被淘汰；2、 蒸馏法或联合蒸馏法产量大，产品质量较好(蒽>95%，咔唑90 95%，质量分率， 下同)，但是由于蒽、菲易升华的特点，容易引起蒸馏及相关设备的堵塞，从而严重 影响连续化生产的持续进行；3、 升华法反应时间长，物料容易碳化，产量低，满足不了大规模生产要求；4、 、共沸、萃取精馏等其他方法引入的共沸剂或萃取剂，能够缓解设备的脏堵等问 题，产品质量好；但仍存在流程长，成本高，控制要求高等缺点，真正工业化很少。国内外研究机构曾对蒽和咔唑的分离提出了一些新方法专利CN92104925.0和 CN96118957. 6分别提出了一种从蒽油中提取粗蒽的方法以及优化工艺，未涉及精蒽和咔 唑的制取；专利CN94116941.3提出了用混合溶剂萃取沉淀制蒽、菲、昨唑的方法，这 是在溶剂法基础上的新发展，其原理是利用蒽、菲、咔唑在不同的极性和非极性溶剂中的溶解度以及二者混合溶剂中析出的先后顺序来达到精制的效果。据该专利报道，该方 法低能耗、操作周期短、产品质量好。但从其工艺说明来看，其产品纯度和得率不太可 能达到很高，目前国内外还没有相关生产厂家按此法实现工业化。VFT股份公司提出一 种改善从粗蒽中提取纯产物的产率的蒸馏方法(CN97111647.4)，该法采用两步法进行 第一步，在常压将沸点范围280 320'C的馏分从塔顶分离出，并将咔唑残渣从该塔塔底 引入；第二步，将280 320'C的馏分在第二塔内分离成蒽和咔唑。此种方法可以有效去 除粗蒽中低沸点杂质，以及避免高沸点的咔唑在塔底部的碳化。此种方法采用常压精馏， 温度太高，蒽菲容易升华，系统容易堵塞。专利CN99122301.2提出一种新的蒽、菲、 咔唑制备方法，原理是先用溶剂从粗蒽中分出蒽、菲、昨唑，然后让混合物与氢氧化钾 反应，反应后将蒽菲与咔唑分离开，然后再升华精制产品。此种方法属于化学反应一升 华联合法，工艺简单，成本低，溶剂用量少，可以同时得到高纯度蒽、菲、咔唑。对于大规模工业生产而言，安全、稳定而连续、高品质、高收率、较低成本的方法 和工艺无疑是最具有吸引力的。
技术实现思路
本专利技术是在成熟的蒸馏法基础之上发展而成，主要优势在于克服了蒸馏系统堵塞问 题，环保降耗，能够真正实现大规模稳定连续生产出高纯度蒽和咔唑。本专利技术提供一种从粗蒽中精制高纯度蒽和昨唑的新方法，能够连续稳定地生产出高纯度精蒽(>96%)和精咔唑(>96%)。本专利技术技术方案如下，它主要由粗苯脱菲、精馏分离蒽和咔唑、蒽和咔唑结晶精制、溶剂回收系统四部分组成，其步骤如下步骤1.将粗蒽加入到装有粗苯溶剂的反应釜中，粗蒽与溶剂粗苯的比例1: 1 2.5(质 量比)，粗苯温度为60 7(TC，缓慢加热至70'C，将物料排入结晶过滤装置，冷却至常 温，离心分离，得到蒽和咔唑固相混合物，母液中为粗苯溶剂、菲、微量蒽、微量咔唑 以及其它杂质，步骤2.将步骤1得到的蒽和咔唑固相混合物加入含有200#溶剂油或重苯(下称溶 剂2)的熔化釜中，升温溶解熔化，固相混合物与溶剂2的比例为1:0.1~0.5，步骤3.将步骤2的混合物打入至精馏塔中部进料，塔顶采出溶剂2与蒽的混合物，进入冷却结晶装置，冷却至常温后得到>96%的精蒽；如原料粗蒽中还含有十氢萘等轻组分，在进入冷却结晶装置前补加溶剂2，其与塔顶出料量之比为0.2~1:1;精馏塔靠近 底部位置侧线采出含量为88 95%的咔唑，采出的物料与溶剂2按1:0.2~1的比例混合 后进入冷却结晶装置，冷至常温，离心分离得到>96%咔唑产品；塔底的物料经滤网过 滤后回精馏塔重蒸；以上溶剂2均来自回收塔系统，温度为90 120。C，步骤4.将步骤1中的母液从1#回收塔底部进入，间歇蒸馏结晶；塔顶分馏出粗苯 冷凝后作为步骤1的溶剂1循环使用，塔底得到90 95%的菲排出后结晶，步骤5.将步骤3中蒽和咔唑的结晶母液收集混合后，进入2#回收塔，间歇蒸馏结 晶；塔顶分馏出溶剂油或重苯作为步骤2和3的溶剂2循环使用，塔底得到的菲、蒽和 咔唑固体回到步骤1中循环回收。上述方法中在不同阶段分别采用了两种溶剂脱菲阶段溶剂l采用粗苯，总用量与 原料量之比1 2.5:1，温度60 70'C,其对菲与蒽、咔唑的溶解度相差大，且沸点低， 能耗小，易回收；精馏和结晶段采用溶剂2 (沸点在200'C左右的溶剂油或重苯)，溶 剂2总用量与进料量之比为0.3-1.5:"温度90 120。C 。上述方法中精馏塔塔顶压力为20 30mmHg，塔顶温度120 16(TC，塔釜温度240 28(TC，理论板数45 60块，塔顶回流比2.5 6;进料位置在塔上部18 35块理论板处， 昨唑侧线采出位置在塔底部向上2 8块理论板处。上述方法中l弁回收塔塔顶压力700 800mmHg ，塔顶温度65 85。C，塔釜温度90 120'C，理论板数12 20块，塔顶回流比0,2 1.5;塔釜进料。上述方法中2#回收塔塔顶压力120 300mmHg ，塔顶温度90 13(TC，塔釜温度 150 180°C，理论板数18 30块，塔顶回流比0.5 2;塔釜进料。以上各塔内传质元件可单独选用高效塔板、高效规整填料或合适的散堆填料，也可 以根据各塔各段气液流量、物性的特点，采用以上各种传质元件的优化组合方式，所选 传质元件必须满足各塔的理论板数要求。本专利技术方法具有以下优点-1、 产品等级高可以同时得到高纯度蒽(质量浓度>96%)和咔唑(质量浓度>96%)， 副产90 95%的菲；总回收率高蒽〉88%，昨唑>85%，菲〉90%;2、 彻底解决蒽菲易升华所带来的精馏系统堵塞问题，保证大规模连续生产的稳定运 行①先脱去最易升华的菲，控制了精馏塔堵塞的源头；②釆用少量溶剂混合原料蒸馏的方法，使溶剂与蒽伴随流动，防止其升华堵塞系统；③精馏塔顶温度有效控 制在蒽熔点之上，避免激冷堵塞；3、 分离效率高精馏塔内溶剂的存在增加了蒽与咔唑之间的相对挥发度，产品质量和 收率得到提升；4、 绿色环保所有溶剂(粗苯和溶剂油)全部回收、循环使用，且用量仅为原工艺的 1/2 2/3,符合目前国家环保、循环经济的发展趋势；5、 节能降耗①粗苯回收温度低，能耗小；②溶剂油采用真空蒸馏回收；③占原料总 量30%本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从粗蒽中精制高纯度蒽和咔唑的方法，其特征是它主要由粗苯脱菲、精馏分离蒽和咔唑、蒽和咔唑结晶精制、溶剂回收系统四部分组成，其步骤如下：　　　　步骤１．将粗蒽加入到装有粗苯溶剂的反应釜（１）中，粗蒽与溶剂粗苯的比例１∶１～２．５（质量比），粗苯温度为６０～７０℃，缓慢加热至７０℃，将物料排入结晶过滤装置（２），冷却至常温，离心分离，得到蒽和咔唑固相混合物，母液中为粗苯溶剂、菲、微量蒽、微量咔唑以及其它杂质，　　　　步骤２．将步骤１得到的蒽和咔唑固相混合物加入含有２００＃溶剂油或重苯（下称溶剂２）的熔化釜（３）中，升温溶解熔化，固相混合物与溶剂２的比例为１∶０．１～０．５，　　　　步骤３．将步骤２的混合物打入至精馏塔（４）中部进料，塔顶采出溶剂２与蒽的混合物，进入冷却结晶装置（５），冷却至常温后得到＞９６％的精蒽；如原料粗蒽中还含有十氢萘等轻组分，在进入冷却结晶装置前补加溶剂２，其与塔顶出料量之比为０．２～１∶１；精馏塔靠近底部位置侧线采出含量为８８～９５％的咔唑，采出的物料与溶剂２按１∶０．２～１的比例混合后进入冷却结晶装置（６），冷至常温，离心分离得到＞９６％咔唑产品；塔底的物料经滤网过滤后回精馏塔（４）重蒸；以上溶剂２均来自回收塔（９）系统，温度为９０～１２０℃，　　　　步骤４．将步骤１中的母液从１＃回收塔（８）底部进入，间歇蒸馏结晶；塔顶分馏出粗苯冷凝后作为步骤１的溶剂１循环使用，塔底得到９０～９５％的菲排出后结晶，　　　　步骤５．将步骤３中蒽和咔唑的结晶母液收集混合后，进入２＃回收塔（９），间歇蒸馏结晶；塔顶分馏出溶剂油或重苯作为步骤２和３的溶剂２循环使用，塔底得到的菲、蒽和咔唑固体回到步骤１中循环回收。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：耿皎，张志炳，孟为民，王明明，吴有庭，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]