CN100548983C - 粗蒽精馏制备高纯度蒽和咔唑方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种粗蒽精馏制备高纯度蒽和咔唑方法。将熔化后的粗蒽泵入精馏塔内，进行蒸发、精馏，含有蒽、菲的气体经精馏塔顶部冷凝器冷凝后，进行蒽、菲分离，分离出的蒽经真空干燥后，得到纯度为99%以上的成品蒽；将处于精馏塔下部的含咔唑的液体从下侧线采出，进行咔唑、重组份的分离，分离出的咔唑经真空干燥后得到纯度为99%以上的成品咔唑。采用本发明所述的原料、辅助材料消耗低；产品的质量高，完全满足目前市场的需要；产品收率高，经济效益好；产品生产过程对环境没有污染；产品生产工艺、装置简单，可操作性强。
Description
技术领域
本发明涉及一种粗蒽精馏制备高纯度蒽和咔唑方法
背景技术
蒽是用于制备蒽醌染料的起始物质，蒽醌的不褪色性能是非常好的，自从染料化学生产以来，已成为除偶氮染料以外最重要的一种染料；蒽也用作杀虫剂、杀菌剂和汽油阻凝剂等。咔唑是制备染料、颜料、刹虫剂和聚合物的中间产品。目前，国内外制备蒽、咔唑的方法大致分为以下几种：
一是溶剂法，该方法为50年代的工艺，但目前国内70％的生产厂家仍然使用这一工艺。它是利用蒽和咔唑在不同的溶剂中的溶解度不同，将粗蒽按一定比例投入一种溶剂中，然后在搅拌、加热的状态下使蒽充分溶入溶剂中，温度达110℃时恒温保温2小时左右，然后冷却到45℃左右时，停搅拌机静置1小时后过滤。第一次滤干后可得含量为60％左右的蒽的半成品，然后再向结晶器中投入一定量的溶剂再继续进行上述方法，第二次滤干后可得含量为80％左右的蒽的半成品，第三次滤干后可得含量为90％～91％的蒽的成品。而咔唑溶在滤液中，在回收溶剂的过程中即可得含有咔唑的渣，将渣投入结晶器中，按一定的比例将另一种溶剂和渣混合后，在搅拌、加热状态下使渣充分溶入溶剂中，温度达140℃时，恒温保温2小时左右，然后冷却到60℃左右时，停搅拌机静置1小时后过滤。经数次滤干后，可得含量为95％～96％的咔唑的成品。若想获得更高品质的咔唑，则将上述所得咔唑成品投入升华器中再进行一次后处理，可得含量在98％左右的精制咔唑的成品。
采用该工艺，存在的缺陷是：原料、辅助材料消耗大；产品的质量低，其蒽的含量仅达到90％～91％，这样仅达到蒽醌的生产要求，不能满足其他产品的生产需要。如果含量必须要达到99％，用溶剂法则难以实现，即使做到了，其收率也仅在50％左右；同样，咔唑的含量只能是95％～96％，而且越是到最后，咔唑的含量上升的幅度越来越窄，只有再通过重新精制以后含量才能达到98％左右，根本达不到99％以上。收率低，蒽的最高收率在85％左右，咔唑在生产过程中最终收率也不能达到50％，经济效益差。
二是化学法，即所谓钾溶法，系近几年国内某些厂家采用的工艺。该工艺分两个部分，后部分与溶剂法相同，其前部分是将粗蒽内所含的咔唑与KOH反应生成咔唑钾盐。然后，将蒽的一些组份与咔唑钾盐分开，采用溶剂法将蒽提取出来，其产品的质量和收率与溶剂法相当。咔唑钾盐经水解后的粗咔唑，采用溶剂法再进一步提纯，当咔唑的含量达97％时，收率不会超过80％。与溶剂法相比，质量提高了1到2个百分点，可在收率方面却有了大幅度的提高。
但是，此工艺的前期环境影响比较大，不利于环境保护，生产成本也较高，如果要进一步提高产品质量时，生产成本将会再次被提高。
3、蒽油结晶精馏法，系国外最常用的生产蒽、咔唑的方法，上世纪90年代后被引进国内。首先，将蒽油投入结晶器中，利用蒽、咔唑与菲等各物质的结晶点的不同，将一些比蒽、咔唑轻的组份去掉，留下蒽、咔唑等一些重组份。然后，将含有蒽、咔唑的物质熔解后，用泵输入装有规整填料的塔内进行精馏，通过上侧线出蒽，下侧线出咔唑。此法生产的蒽、咔唑的含量最高可达95％，收率最高可达90％、85％。
此方法的整个生产工艺复杂，设备投资大，一套年产1200吨蒽、1000吨咔唑的生产装置需要人民币1.2亿以上，而且产品质量还不能满足目前国际、国内的要求，产品的生产成本高，经济效益低。
综上所述，三种生产方法包含了生产工艺落后、环境污染重、生产成本大、产品质量和得率的特点，已经不能满足经济高速发展需要。因此，改造现行的生产工艺、减少环境的污染、降低生产成本、提高产品质量和得率是当今迫切需要解决的问题。
发明内容
为克服现有技术的不足之处，本发明提供一种粗蒽精馏制备高纯度蒽和咔唑方法，本发明原料、辅助材料消耗低；产品的质量高，完全满足目前市场的需要；产品收率高，经济效益好；产品生产过程对环境没有污染；生产工艺、装置简单，可操作性强。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是：将熔化后的粗蒽泵入精馏塔内，进行蒸发、精馏，含有蒽、菲的气体经精馏塔顶部冷凝器冷凝后，进行蒽、菲分离，分离出的蒽经真空干燥后，得到纯度为99％以上的成品蒽；将处于精馏塔下部的含咔唑的液体从下侧线采出，进行咔唑、重组份的分离，分离出的咔唑经真空干燥后得到纯度为99％以上的成品咔唑。
本发明方法中，粗蒽在精馏塔内蒸发成气体，并经连续的冷凝、蒸发，进行热量和质量交换，使塔内物质的蒽、咔唑纯度提高。
本发明方法中，含有蒽、菲的气体经精馏塔顶部冷凝器冷凝后，按1∶4～6的比例进行出料和回流，所出物料进入蒽菲分离器中，进行蒽、菲分离；回流物料回到精馏塔内继续进行蒸馏。
精馏塔内的顶部温度为200℃～205℃、底部温度为250℃～255，塔内真空保持在1Pa～5Pa。
精馏塔顶部冷凝器的冷凝温度为170℃～180℃。
本发明的有益效果在于：原料、辅助材料消耗低；产品的质量高，完全满足目前市场的需要；产品收率高，经济效益好；产品生产过程对环境没有污染；产品生产工艺、装置简单，可操作性强。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详述。
一、粗蒽的熔解。将粗蒽用提升机投入容积为5m3的熔蒽釜内，投满后进行加热，温度控制在190℃～200℃。当熔蒽釜内液位低于200cm时，则开启提升机向熔蒽釜内补充粗蒽，始终将液位保持在200cm～250cm。
二、进料。当精馏塔底温度达200℃以上、塔顶真空-95Kp～99Kp(绝压：1Pa～5Pa)，时，开始向直径为1.8m、高15m的精馏塔内进料，即将熔融状的粗蒽通过进料计量泵以每小时500kg的量从精馏塔的中部输入精馏塔内。半小时后，精馏塔内温度无明显变化时，逐渐加大进料量，当进料量达到每小时1200kg时，停止加量，保持进料量恒定，进入自动控制状态，精馏塔底的温度保持在250℃～255℃；第五层填料段的温度保持在240℃～245℃；第四层填料段的温度保持在230℃～235℃；第三层填料段的温度保持在220℃～225℃；第二层填料段的温度保持在210℃～215℃；第一层填料段的温度保持在200℃～205℃；塔顶的温度保持在195℃～200℃。
三、蒸发、精馏。物料流至精馏塔底后，在循环泵的作用下、经再沸器蒸发后以气体的形式进入塔内。气体进入塔内后不断向上运动，在向上运动的过程中与上部气体被塔顶冷凝器冷凝后回流的液体进行热量与质量的交换。在这一过程中，物料从塔底、塔顶经过连续的相互交换，使塔顶的气体中的蒽、菲纯度提高、第五层填料段液体中的咔唑纯度提高，而塔底的液体中蒽、咔唑的成分减少，逐渐排出塔外。
四、提取蒽、菲。当塔内气体上升到塔顶，经塔顶冷凝器冷凝后的170℃～180℃液体按1∶5的比例进行出料与回流，即16.7％分液体通过出料自控阀排出塔外，进行溶剂法提取蒽--进入盛有预先准备好用于稀释冷却物料的溶剂的容器内，当容器内的固体与液体的比例成2∶1时，利用真空及高位差送入蒽、菲的分离器，将蒽、菲分离，蒽经真空干燥后得到纯度为99％以上的蒽；83.3％液体通过回流自控阀回到塔顶内，由分布器均匀分布后向塔底运动，再次进行热量与质量的交换。
五、提取咔唑。第五层填料段的下部温度在240℃～245℃之间，这一温度在这样的高真空的状态下，正是咔唑的凝界点。利用这一特点，在精馏塔的侧面开一侧线，将咔唑通过这一下侧线用计量泵以每小时300kg～400kg的量采出，进行溶剂法提取咔唑--进入盛有预先准备好用于稀释冷却物料的溶剂的容器内，当容器内的固体与液体的比例成2∶1时，利用真空及高位差送入咔唑、重组份的分离器，将咔唑、重组份分离，分离出的咔唑经真空干燥后得到纯度为99％以上的咔唑。
Claims (5)
1、粗蒽精馏制备高纯度蒽和咔唑方法，将熔化后的粗蒽泵入精馏塔内，进行蒸发、精馏，其特征在于：含有蒽、菲的气体经精馏塔顶部冷凝器冷凝后，进行蒽、菲分离，分离出的蒽经真空干燥后，得到纯度为99％以上的成品蒽；将处于精馏塔下部的含咔唑的液体从下侧线采出，进行咔唑、重组份的分离，分离出的咔唑经真空干燥后得到纯度为99％以上的成品咔唑。
2、根据权利要求1所述的粗蒽精馏制备高纯度蒽和咔唑方法，其特征在于：粗蒽在精馏塔内蒸发成气体，经连续的冷凝、蒸发，进行热量和质量交换，使塔内物质的蒽、咔唑纯度提高。
3、根据权利要求1所述的粗蒽精馏制备高纯度蒽和咔唑方法，其特征在于：含有蒽、菲的气体经精馏塔顶部冷凝器冷凝后，按1∶4～6的比例进行出料和回流，所出物料进入蒽菲分离器中，进行蒽、菲分离；回流物料回到精馏塔内继续进行蒸馏。
4、根据权利要求1所述的粗蒽精馏制备高纯度蒽和咔唑方法，其特征在于：精馏塔内的顶部温度为200℃～205℃、底部温度为250℃～255℃，塔内真空保持在1Pa～5Pa。
5、根据权利要求1所述的粗蒽精馏制备高纯度蒽和咔唑方法，其特征在于：精馏塔顶部冷凝器的冷凝温度为170℃～180℃。
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| GR01 | Patent grant | ||
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Application publication date: 20071226 Assignee: Yancheng Huibai Industrial Co., Ltd. Assignor: Chen Qijun Contract record no.: 2014320000202 Denomination of invention: Method for preparing Anthracene and Carbazole in high purity by rectifying crude anthracene Granted publication date: 20091014 License type: Exclusive License Record date: 20140312 |
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| LICC | Enforcement, change and cancellation of record of contracts on the licence for exploitation of a patent or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20170418 Address after: 224115 Jiangsu Province, Yancheng City Dafeng port Biotechnology Park by the two side of the road two West, weft Patentee after: Yancheng Huibai Industrial Co., Ltd. Address before: Baiju Zhen Dong Shi Jie Dafeng City, Jiangsu province 224113 No. 16 Patentee before: Chen Qijun |
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| TR01 | Transfer of patent right |