CN100506764C - 芴的结晶精制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种芴的结晶精制方法，先用二甲苯、甲苯、苯或这些化合物的混合物对芴馏分进行溶剂结晶，主要去除非极性杂质，然后用醇类或酮类溶剂对晶体进行洗涤，主要去除极性杂质。由于采用了上述技术方案，本发明与已有技术相比，具有显而易见的突出特点和优点。本发明所做的技术改进主要有两点：一是降低溶剂结晶时的二甲苯、甲苯、苯或这些化合物的混合物的用量；二是增加了醇类或酮类溶剂的洗涤。由于芴在非极性溶剂中有较高的溶解度，降低非极性溶剂的用量有助于提高芴的收率；增加醇类或酮类溶剂的洗涤，有助于去除氧芴等极性杂质，提高芴产品的纯度。
Description
技术领域
本发明涉及煤焦油深加工技术，特别是涉及从煤焦油中提取芴的提纯精制方法。
背景技术
芴是一种重要的有机合成原料，可合成三硝基芴酮、芳基透明尼龙、芴醛树脂等；用于制药，可合成杀虫剂、除草剂、消毒剂等；用于染料，可合成荧光染料、还原染料等等。由于芴的特殊结构，它在有机合成工业中用途很广。随着精细化工的发展，芴的应用领域正不断扩大。
鞍钢技术，2000年10期第6页报道了一篇论文，题目为“从重质洗油中提取工业芴的工艺研究”，其工业芴的生产工艺流程为：以含芴20～30％的重质洗油为原料，利用高效填料塔，通过间歇蒸馏切取芴含量大于60％的芴主馏分置于计量槽中，再将芴主馏分和溶剂二甲苯以一定的比例置于反应釜中加热，全熔后降温结晶，结晶混合物经过滤器、离心机，使工业芴结晶体与二甲苯残液分离，而得纯度≥95％的工业芴产品，产品对原料的收率可达12％。
鞍钢南台精细化工厂自1995年正式投产到现在，实现了两个质量等级的生产，即纯度≥93％和纯度≥95％的产品。通过对操作参数的标定及工艺的不断完善，产品的收率不断提高，到2000年5月该厂产品对原料的收率达到12％，被认为大大降低了成本，提高了企业的经济效益。
从上述已有技术可以看出：鞍钢提取芴的技术水平仍较低，这主要表现在芴的产品纯度较低和收率较低两个方面。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种芴的结晶精制方法，以提高芴的收率和产品的纯度。
本发明所用的原料是从洗油通过蒸馏切取芴含量在50～90.0％之间的芴馏份。芴馏份中的主要杂质是苊和氧芴，由于芴和苊是非极性物质，而氧芴为极性物质，因此本发明采用先用二甲苯、甲苯、苯或这些化合物的混合物对芴馏分进行溶剂结晶(主要去除非极性杂质)，然后用醇类或酮类极性溶剂对晶体进行洗涤(主要去除极性杂质)的技术方案。
本发明采用的技术方案的具体工艺步骤如下：
步骤1，溶剂结晶：将芴含量在50～90.0％之间的芴馏份按一定重量比和二甲苯、甲苯、苯或这些化合物的混合物混合，芴馏份与二甲苯、甲苯、苯或这些化合物的混合物的重量比从1:0.3到1:1，升温到70～100℃，使芴馏分完全溶解，然后将系统温度缓慢降到常温，降温速率为每分钟降低0.1℃到0.5℃，排去液体，得到芴的粗晶体。
步骤2，晶体洗涤：将芴的粗晶体按一定重量比用醇类或酮类溶剂洗涤，芴与溶剂的重量比从1:0.3到1:1。所述的醇类溶剂选自甲醇、乙醇、正丙醇或异丙醇。所述的酮类溶剂选自丙酮或丁酮。
步骤3，真空干燥：将洗涤后得到的芴晶体经过真空干燥即可得到较高纯度芴产品，真空干燥的绝对压力在5～30kPa之间，温度为30～80℃。
由于采用了上述技术方案，本发明与已有技术相比，具有如下显而易见的突出特点和优点：本发明所做的技术改进主要有两点：一是降低溶剂结晶时的二甲苯、甲苯、苯或这些化合物的混合物的用量；二是增加了醇类或酮类溶剂的洗涤。由于芴在二甲苯、甲苯、苯或这些化合物的混合物中有较高的溶解度，降低二甲苯、甲苯、苯或这些化合物的混合物的用量有助于提高芴的收率；增加醇类或酮类溶剂的洗涤，有助于去除氧芴等极性杂质，提高芴产品的纯度。
与已有的鞍钢技术相比，应用本发明技术，芴产品的纯度提高一个等级，从95％提高到97％以上(参见实施例六、七、九、十、十一、十二和十三)，产品对原料(含芴20～30％的重质洗油)的收率可以提高一倍以上，收率从12％提高到25％以上。显然，本发明的芴的结晶精制技术要比已有的鞍钢技术先进。
具体实施方式
实施例一：
以原料芴含量67.42％的芴馏份为原料，按甲苯:芴馏分＝0.4:1.0的溶剂质量配比，将40克甲苯和100克芴馏份放入结晶器，升温至80℃，搅拌使芴全部溶解，计算机程序控温以每分钟0.1℃的降温速率将系统温度降到终温30℃，开启真空泵，将残液抽至缓冲罐中排出，打开结晶器，取出芴晶体称重，用气相色谱分析芴含量，得到纯度93.08％的产品33.82克，芴的收率为46.7％。
实施例二：
以原料芴含量67.42％的芴馏分为原料，按二甲苯:芴馏分＝0.3:1.0的溶剂重量配比，将30克二甲苯和100克芴馏分放入结晶器，升温至100℃，搅拌使芴全部溶解，计算机程序控温以每分钟0.1℃的降温速率将系统温度降到终温30℃，开启真空泵，将残液抽至缓冲罐中排出，打开结晶器，取出晶体称重，用气相色谱分析芴含量，得到纯度92.95％的产品40.11克，芴的收率为55.3％。
实施例三：
以原料芴含量72.23％的芴馏分为原料，按二甲苯:芴馏分＝0.4:1.0的溶剂重量配比，将40克二甲苯和100克芴馏分放入结晶器，升温至80℃，搅拌使芴全部溶解，计算机程序控温以每分钟0.1℃的降温速率将系统温度降到终温30℃，开启真空泵，将残液抽至缓冲罐中排出，打开结晶器，取出晶体称重，用气相色谱分析芴含量，得到纯度93.94％的产品40.77克，芴的收率为53.0％。
实施例四：
以原料芴含量67.42％的芴馏份为原料，按二甲苯:芴馏分＝0.6:1.0的溶剂质量配比，将60克甲苯和100克芴馏份放入结晶器，升温至80℃，搅拌使芴全部溶解，计算机程序控温以每分钟0.3℃的降温速率将系统温度降到终温30℃，取出芴晶体称重，用气相色谱分析芴含量，得到纯度94.35％的产品30.15克，芴的收率为42.2％。
实施例五：
以原料芴含量53.67％的芴馏份为原料，按二甲苯:芴馏分＝1.0:1.0的溶剂质量配比，将100克甲苯和100克芴馏份放入结晶器，升温至70℃，搅拌使芴全部溶解，计算机程序控温以每分钟0.5℃的降温速率将系统温度降到终温30℃，取出芴晶体称重，用气相色谱分析芴含量，得到纯度90.05％的产品15.08克，芴的收率为25.3％。
实施例六：
以芴含量93.94％的产品为原料，按甲醇:芴晶体＝0.3:1.0的溶剂重量配比，用3克甲醇洗涤10克芴晶体，在温度50℃、压力10kPa下真空干燥，得到纯度97.01％的产品8.53克，芴的收率为88.1％。
实施例七：
以芴含量93.08％的产品为原料，按甲醇:芴晶体＝0.5:1.0的溶剂重量配比，用5克甲醇洗涤10克芴晶体，在温度50℃、压力10kPa下真空干燥，得到纯度97.04％的产品8.37克，芴的收率为87.3％。
实施例八：
以芴含量90.05％的产品为原料，按甲醇:芴晶体＝1.0:1.0的溶剂重量配比，用10克甲醇洗涤10克芴晶体，在温度50℃、压力10kPa下真空干燥，得到纯度95.32％的产品7.73克，芴的收率为81.8％。
实施例九：
以芴含量93.94％的产品为原料，按乙醇:芴晶体＝0.3:1.0的溶剂重量配比，用3克乙醇洗涤10克芴晶体，在温度60℃、压力10kPa下真空干燥，得到纯度97.31％的产品8.58克，芴的收率为88.9％。
实施例十：
以芴含量93.08％的产品为原料，按乙醇:芴晶体＝0.5:1.0的溶剂重量配比，用5克乙醇洗涤10克芴晶体，在温度60℃、压力10kPa下真空干燥，得到纯度97.52％的产品8.47克，芴的收率为88.7％。
实施例十一：
以芴含量93.94％的产品为原料，按异丙醇:芴晶体＝0.3:1.0的溶剂重量配比，用3克异丙醇洗涤10克芴晶体，在温度70℃、压力10kPa下真空干燥，得到纯度97.73％的产品8.60克，芴的收率为89.5％。
实施例十二：
以芴含量93.08％的产品为原料，按异丙醇:芴晶体＝0.5:1.0的溶剂重量配比，用5克异丙醇洗涤10克芴晶体，在温度70℃、压力10kPa下真空干燥，得到纯度98.02％的产品8.31克，芴的收率为87.5％。
实施例十三：
以芴含量94.35％的产品为原料，按正丙醇:芴晶体＝0.5:1.0的溶剂重量配比，用5克正丙醇洗涤10克芴晶体，在温度80℃、压力5kPa下真空干燥，得到纯度97.26％的产品8.43克，芴的收率为86.9％。
实施例十四：
以芴含量92.95％的产品为原料，按丙酮:芴晶体＝0.5:1.0的溶剂重量配比，用5克丙酮洗涤10克芴晶体，在温度30℃、压力30kPa下真空干燥，得到纯度95.28％的产品8.25克，芴的收率为84.6％。
实施例十五：
以芴含量92.95％的产品为原料，按丙酮:芴晶体＝1.0:1.0的溶剂重量配比，用10克丙酮洗涤10克芴晶体，在温度30℃、压力30kPa下真空干燥，得到纯度95.96％的产品7.92克，芴的收率为81.8％。
实施例十六：
以芴含量92.95％的产品为原料，按丁酮:芴晶体＝0.5:1.0的溶剂重量配比，用5克丁酮洗涤10克芴晶体，在温度60℃、压力5kPa下真空干燥，得到纯度96.85％的产品8.23克，芴的收率为85.8％。
Claims (3)
1、一种芴的结晶精制方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，溶剂结晶：将芴含量在50～90.0％之间的芴馏份按一定重量比和二甲苯、甲苯、苯或这些化合物的混合物混合，芴馏份与二甲苯、甲苯、苯或这些化合物的混合物的重量比从1：0.3到1：1，升温到70～100℃，使芴馏分完全溶解，然后将系统温度缓慢降到常温，降温速率为每分钟降低0.1℃到0.5℃，排去液体，得到芴的粗晶体；
步骤2，晶体洗涤：将芴的粗晶体按一定重量比用醇类或酮类溶剂洗涤，芴与溶剂的重量比从1：0.3到1：1；
步骤3，真空干燥：将洗涤后得到的芴晶体经过真空干燥即得到较高纯度芴产品，真空干燥的绝对压力在5～30kPa之间，温度为30～80℃。
2、根据权利要求1所述的芴的结晶精制方法，其特征在于，所述的醇类溶剂选自甲醇、乙醇、正丙醇或异丙醇。
3、根据权利要求1所述的芴的结晶精制方法，其特征在于，所述的酮类溶剂选自丙酮或丁酮。
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