一种色谱分析用纯乙腈的制备方法及其生产设备技术

本发明专利技术提供一种绿色环保高效的色谱分析用纯乙腈的制备方法和生产设备，在乙腈原料中加入硫酸铈、硫酸铈铵、钒酸铵、纳米V2O5或者纳米Co2O3催化剂并与空气混合，经紫外光照射催化氧化得到氧化液，再依次经过活性炭吸附层、13X分子筛吸附层、活性氧化铝吸附层、3A分子筛吸附层的吸附纯化，再精馏得到色谱分析用纯乙腈。腈。腈。

【技术实现步骤摘要】
一种色谱分析用纯乙腈的制备方法及其生产设备


[0001]本专利技术涉及有机化工产品纯化技术，具体是色谱分析用纯乙腈的制备方法及其生产设备。

技术介绍

[0002]乙腈是一种应用广泛的有机化工产品，除了被用作有机溶剂以外，还被广泛地用作有机合成、医药、农药、表面活性剂、染料等精细化学品的合成原料，也被用作生物合成，有机EL材料合成，电子部件清洗剂等，这些应用场合对乙腈的纯度有着很高的要求。
[0003]随着使用乙睛作高效液相色谱、薄层色谱、纸色谱、光谱和极谱分析的有机改性剂和溶剂，特别是色谱级（HPLC）乙腈作为反相高效液相色谱的溶剂，要求乙睛在紫外低波长区（200—400nm）有较低的吸光度，而且对溶剂中的杂质也有较严格的要求，需要采取特殊方法精制乙睛。
[0004]目前为止，国内外已经报道了多种乙腈的精制工艺，其中主要的纯化方法包括：多级精馏、变压精馏、氧化蒸馏结合、吸附、氧化
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吸附结合等，针对原料工业乙腈中不同杂质选取不同的纯化方法。国内存在很多关于乙腈提纯的方法和装置方面的专利，设计出的各种纯化装置的类型也比较多，这些专利主要集中在乙腈的初步提纯步骤，提纯的乙腈级别比较低。在这些方法中，绝大多数均采用了氧化作为纯化手段，但目前多以重铬酸钾、高锰酸钾、五氧化二磷等或者臭氧为氧化剂进行工业乙腈的氧化，并结合蒸馏或者吸附的手段，但其缺点是氧化剂用量大，氧化时间长，反应剧烈，有残渣锰盐，污染环境且产品产率偏低。因此探索绿色、清洁的新工艺方法用于工业乙睛制备生产色谱级纯乙睛，具有很好的市场开发潜力和实际应用价值。
[0005]CN110683967A公开一种DNA/RNA合成用无水乙腈的制备方法，利用活性炭纤维吸附柱吸附除杂，采用H2O2在紫外光催化下将乙腈样品中的杂质氧化分解，再利用氢氧化钠碱性吸附柱吸附除去氢氰酸以及被氧化后产生的酸类杂质，通过改性的SBA
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15分子筛吸附除去金属离子杂质，利用3A分子筛干燥脱水；通过蒸馏、减压萃取精馏、加压步骤得到乙腈产品。该方法通过紫外光催化促使H2O2快速分解释放原子氧，提高氧化速度，但H2O2分解过程产生了副产物水，在后续的分离中难以除去。

技术实现思路

[0006]本专利技术旨在提供一种绿色环保高效的色谱分析用纯乙腈的制备方法，针对目前大多采用无机氧化剂造成的环境问题，该制备方法具有几乎无废渣排放、产品收率高的特点，该方法在催化剂作用下利用紫外光催化，使空气中的氧电离并氧化原料中的杂质成为后续工艺易于除去的成分，将氧化和吸附过程有机结合，加上精馏操作得到色谱纯乙腈，该方法氧化效率高，生产成本低。
[0007]本专利技术另一个目的在于提供一种实现上述方法的生产设备，该设备很好的将紫外光催化氧化、吸附、精馏工艺结合在一起，实现了连续操作，可用于纯乙腈的规模化生产。
[0008]本专利技术色谱分析用纯乙腈制备方法是在乙腈原料中加入催化剂并与空气混合，经紫外光照射催化氧化得到氧化液，再依次经过活性炭吸附层、13X分子筛吸附层、活性氧化铝吸附层、3A分子筛吸附层的吸附纯化，再精馏得到色谱分析用纯乙腈；所述催化剂为硫酸铈、硫酸铈铵、钒酸铵、纳米V2O5或者纳米Co2O3中的一种，乙腈与空气体积比为1:50—500。
[0009]优选的是，所述紫外光来自于中压汞灯，功率为 2—12kW/M3。
[0010]紫外光照射时间优选为5—30分钟之间。
[0011]所述活性炭吸附层中的活性炭为直径1—3mm，CTC值大于80的煤质柱状活性炭，13X分子筛吸附层中的13X分子筛，活性氧化铝吸附层中的活性氧化铝，以及3A分子筛吸附层中的3A分子筛均为直径1—3mm球体。
[0012]所述乙腈原料的乙腈优选是含量不低于99%，190nm紫外吸收不高于3。
[0013]所述催化剂的加入量为乙腈原料重量的万分之0.5—3。
[0014]本专利技术色谱分析用纯乙腈的生产设备，其包括：气液混合泵，用于对乙腈原料、催化剂和空气进行混合；紫外光催化氧化塔，塔中心为中压汞灯，周围为螺旋形反应管，外部为汞灯和遮光层；气液混合泵通过管道连接螺旋形反应管；螺旋形反应管顶部连接低温换热器，对放空的空气流中的原料进行冷凝回收；连接换热器的综合吸附塔，依次有活性炭吸附层、13X分子筛吸附层、活性氧化铝吸附层和3A分子筛吸附层，其中，活性炭吸附层中的活性炭为直径1—3mm，CTC值大于80的煤质柱状活性炭，13X分子筛吸附层中的13X分子筛，活性氧化铝吸附层中的活性氧化铝，以及3A分子筛吸附层中的3A分子筛均为直径1—3mm的球体；以及，连接综合吸附塔的精馏釜和精馏塔，用于对氧化液进行精馏操作，除去高沸点和低沸点的杂质。
[0015]所述遮光层内表面为反光镜面。
[0016]本专利技术实施例的有益效果是：本专利技术将工业级乙腈作为原料，利用清洁无污染的紫外光催化氧化技术进行氧化反应，再经过多种吸附材料进行综合吸附和精馏处理，除去工业级乙腈中的所含有的烯烃等多种有机杂质，该制备方法生产成本低，纯化过程坏境友好，收率高，制得的色谱纯乙腈品质好，满足色谱纯试剂要求。
[0017]本专利技术的生产设备能够实现色谱纯乙腈的规模化工业生产。其由催化氧化系统、综合吸附柱、精馏釜和精馏柱以及吸附柱再生系统组成，具有结构简单，易于操作，生产效率高等特点。
附图说明
[0018]图1是本专利技术色谱分析用纯乙腈的生产设备的一种实施方式。
[0019]图标对应的设备名称为：11
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高位槽；12
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精馏釜；13
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前馏分储罐；14
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成品储罐；21
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紫外光催化氧化塔；22
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综合吸附塔；23
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精馏塔；24
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螺旋形反应管；31
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气液混合泵；32
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工业热风机；33
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遮光层；34
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低温换热器；35
‑1#
换热器；36
‑2#
换热器；37
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气液分离器。
具体实施方式
[0020]附图是本专利技术生产设备的一种实施方式，其包括：高位槽11，用于存储原料，向气液混合泵31提供原料乙腈和催化剂的混合物。
[0021]气液混合泵31，连接高位槽11和空气气源，将原料乙腈与催化剂的混合物与空气进行混合。
[0022]紫外光催化氧化塔21，该催化氧化塔21中心为紫外光源，周围为螺旋形反应管24，螺旋形反应管24外部为紫外光源，最外层为遮光层33，遮光层的内表面为反光镜面；螺旋形反应管24下部通过管道连通气液混合泵31；紫外光源采用汞蒸气压约102kPa的中压汞灯，以紫外光催化氧化塔21体积为基准，中压汞灯总功率为2—12kW/M3，冷却方式为风冷，由催化氧化塔21下部的风机提供空气，催化氧化塔21上部排气形成对流空气进行风冷。
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种色谱分析用纯乙腈制备方法，其特征在于，在乙腈原料中加入催化剂并与空气混合，经紫外光照射催化氧化得到氧化液，再依次经过活性炭吸附层、13X分子筛吸附层、活性氧化铝吸附层、3A分子筛吸附层的吸附纯化，再精馏得到色谱分析用纯乙腈；所述催化剂为硫酸铈、硫酸铈铵、钒酸铵、纳米V2O5或者纳米Co2O3中的一种，乙腈与空气体积比为1:50—500。2.根据权利要求1所述色谱分析用纯乙腈制备方法，其特征在于，所述紫外光来自于中压汞灯，功率为2—12kW/M3。3.根据权利要求2所述色谱分析用纯乙腈制备方法，其特征在于，所述紫外光照射时间为5—30分钟。4.根据权利要求1、2或3所述色谱分析用纯乙腈制备方法，其特征在于，所述活性炭吸附层中的活性炭为直径1—3mm，CTC值大于80的煤质柱状活性炭，13X分子筛吸附层中的13X分子筛，活性氧化铝吸附层中的活性氧化铝，以及3A分子筛吸附层中的3A分子筛均为直径1—3mm球体。5.根据权利要求1、2或3所述色谱分析用纯乙腈制备方法，其特征在于，所述乙腈原料的乙腈含量不低于99%...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宇，郑安丽，郑鹤立，汤初阳，赵书煌，肖杰，许振良，
申请(专利权)人：西陇科学股份有限公司，
类型：发明
国别省市：