CN102643169A - 一种连续结晶提纯间苯二酚的方法 - Google Patents

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张傑
陈标华
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Abstract

一种连续结晶提纯间苯二酚的方法，属于间苯二酚分离提纯技术领域。间苯二酚在甲苯中溶解，质量比为(6.0-6.1)∶1；溶液进入第一级结晶器，结晶器温度、搅拌速度保持恒定，进行结晶；晶浆进入第二级结晶器，在一定的结晶温度、搅拌速度、平均停留结晶；最后晶浆进入第三级结晶器，在一定的结晶温度、搅拌速度、平均停留结晶，第一级结晶器温度、第二级结晶器的温度、第三级的结晶器温度依次；将得到的晶浆进行固液分离，所得晶体用甲苯洗涤、干燥。实现了结晶提纯的连续操作，降低了操作费用，提高了生产能力，保证操作参数的稳定性。

Description

一种连续结晶提纯间苯二酚的方法
技术领域
本发明属于间苯二酚分离提纯技术领域，涉及一种连续结晶提纯间苯二酚的方法。
背景技术
间苯二酚是一种重要的精细有机中间体，其广泛应用在橡胶、医药、农业、燃料、涂料等领域。近年来，国内市场对间苯二酚的需求量明显增长，每年需进口相当数量来满足国内市场需求。目前国际上生产间苯二酚的工艺主要有两种：磺化碱熔法和间二异丙苯氧化法。磺化碱熔法工艺流程冗长，三废多，收率较低；而间二异丙苯氧化法收率高，自动控制程度好，易于连续化规模化生产，尤其重要的是该法三废排放量很少。
间二异丙苯氧化法生产间二苯酚过程中产生很多杂质，目前间苯二酚粗品的主要提纯方法是精馏提纯。专利GB775813描述了在热解提纯的条件下加入惰性气体比如氮气或二氧化碳提高间苯二酚的回收率。专利GB982514提到利用加入碱性物质调节物料的PH以达到提高间苯二酚回收率的目的。而专利CA1095935通过加入芳香酮提高热裂解收率。以上方法反应条件很难精确调节，工艺复杂。在高沸点杂质的存在下，为避免间苯二酚在高温下不稳定转化为其它物质必须在高真空度下操作，条件苛刻，能耗大，此外如果压力调节不好会导致蒸馏出的间苯二酚冷凝堵塞管路。这样会造成间苯二酚产品的损失。而结晶是制备纯物质的有效方法。
US4239921(A)公开了重结晶法提纯间苯二酚，所用溶剂为甲苯和其他酚类化学品的混合物，溶液从高温直接冷却一步结晶得到间苯二酚晶体。上述研究为直接冷却结晶提纯间苯二酚，相对于一步结晶，多级连续结晶得到晶体纯度和收率更高，同时所用混合溶剂存在溶剂回收能耗大等缺点，相对于混合溶剂，甲苯作为溶剂回收能耗减小。
发明内容
本发明的目的是提供一种产品纯度高、收率高的分离提纯间苯二酚的工艺方法。
本发明主要通过以下技术方案实现：
连续结晶提纯间苯二酚的方法，包括以下步骤：
(1)间苯二酚在甲苯中溶解：向溶解装置中加入间苯二酚粗品，再向其中加入一定量甲苯，甲苯与间苯二酚粗品的质量比为(6.0-6.1)∶1，加热使间苯二酚在甲苯溶液中全部溶解；
(2)结晶：溶液进入第一级结晶器，结晶器温度、搅拌速度保持恒定，在一定的平均停留时间下进行结晶；晶浆进入第二级结晶器，在一定的结晶温度、搅拌速度、平均停留结晶下进一步结晶；最后晶浆进入第三级结晶器，在一定的结晶温度、搅拌速度、平均停留结晶下完成结晶过程，第一级结晶器温度、第二级结晶器的温度、第三级的结晶器温度依次降低；
(3)固液分离：将得到的晶浆进行固液分离，所得晶体用甲苯洗涤、40℃下真空干燥得到间苯二酚晶体。
附图1为连续结晶提纯间苯二酚工艺流程图。向溶解装置1中加入间苯二酚粗品和甲苯，其中甲苯与间苯二酚粗品质量比优选为6.05∶1，温度升至110℃，保证间苯二酚粗品完全溶解在甲苯中。溶解完全后甲苯溶液通过中间泵2进入结晶器(第一级结晶器)3，结晶器3温度为75-95℃，搅拌速度为250-400r/min，停留时间为0.5h-1.5h，得到的晶浆通过中间泵4进入结晶器(第二级结晶器)5，结晶器5的温度为50-70℃，搅拌速度为250-400r/min，停留时间为0.5h-1.5h，然后晶浆通过中间泵6进入结晶器(第三级结晶器)7，结晶器7的温度为30-50℃，搅拌速度200-350r/min，停留时间为0.5h-1.5h。结晶过程得到的晶浆通过泵8进入固液分离装置9，所得母液进行气相色谱分析，固体经过洗涤后进入真空干燥箱10，在40℃下真空干燥得到间苯二酚晶体产品，晶体进行气相色谱分析。
本发明根据间苯二酚溶液介稳区特点，采用逐级降温进行结晶操作，初级结晶器控制在较高温度，保证晶核生成量，同时因晶核生成和晶体成长溶液过饱和度下降，当溶液过饱和度下降到一定程度便进入第二级结晶器，第二、三级结晶器温度保证溶液处于介稳区，不发生初级成核现象，晶体生长速率得到有效控制，这种有控制的逐级降温结晶减少了每一级结晶器的过饱和梯度，使得母液中积存处于过饱和状态的杂质几乎可以忽略。根据以上原理采用三个结晶器串联操作得到的间苯二酚纯度和收率都比较高，同时实现了结晶提纯的连续操作，降低了操作费用，提高了生产能力，保证操作参数的稳定性，间苯二酚粗产品纯度越低，效果越明显。
附图说明
图1本发明连续结晶提纯间苯二酚工艺流程图；
1-溶解装置；2、4、6、8-泵；3、5、7-结晶器；9-固液分离器；10-真空干燥箱。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
向溶解装置1中加入间苯二酚粗品和甲苯，其中甲苯与间苯二酚粗品质量比为6.05∶1，间苯二酚粗品纯度为97.79％，温度升至110℃，待间苯二酚完全溶解后，溶液通过泵2进入结晶器3中，结晶器3温度为85℃，搅拌速度300r/min，停留时间1h；然后晶浆通过泵4进入结晶器5，结晶器5温度为65℃，搅拌速度250r/min，停留时间1h；随后晶浆通过泵6进入结晶器7，结晶器7温度为45℃，搅拌速度200r/min，停留时间0.5h。最后晶浆通过泵8进入固液分离装置9中，完成固、液分离操作，所得母液进行气相色谱分析，所得晶体经过甲苯洗涤后进入真空干燥箱10真空干燥，真空干燥温度为40℃，晶体产品进行气相色谱分析。实验结果见表1。
实施例2
向溶解装置1中加入间苯二酚粗品和甲苯，其中甲苯与间苯二酚粗品质量比为6.05∶1，间苯二酚粗品纯度为97.79％，温度升至110℃，待间苯二酚完全溶解后，溶液通过泵2进入结晶器3中，结晶器3温度为80℃，搅拌速度350r/min，停留时间1.25h；然后晶浆通过泵4进入结晶器5，结晶器5温度为65℃，搅拌速度300r/min，停留时间0.75h；随后晶浆通过泵6进入结晶器7，结晶器7温度为45℃，搅拌速度300r/min，停留时间0.75h。最后晶浆通过泵8进入固液分离装置9中，完成固、液分离操作，所得母液进行气相色谱分析，所得晶体经过甲苯洗涤后进入真空干燥箱10真空干燥，真空干燥温度为40℃，晶体产品进行气相色谱分析。实验结果见表1。
实施例3
实验装置及操作同例(1)，只是结晶器7结晶温度为40℃，搅拌速度为250r/min，停留时间为0.5h。实验结果见表1。
实施例4
实验装置及操作同例(1)，只是结晶器7结晶温度为50℃，搅拌速度为250r/min，停留时间为0.5h。实验结果见表1。
实施例5
实验装置及操作同例(2)，只是结晶器7结晶温度为40℃，搅拌速度为200r/min，停留时间为0.75h。实验结果见表1。
实施例6
实验装置及操作同例(2)，只是结晶器7温度为40℃，搅拌速度250r/min，停留时间1h。实验结果见表1。
实施例7
实验装置及操作同例(2)，只是结晶器7温度为40℃，搅拌速度为300r/min，停留时间1.25h。实验结果见表1.
实施例8
实验装置及操作同例(2)，只是结晶器7的温度为45℃，搅拌速度为200r/min，停留时间为1h。实验结果见表1。
实施例9
实验装置及操作同例(2)，只是结晶器7温度为50℃，搅拌速度为200r/min，停留时间为1.25h。实验结果见表1。
实施例10
实验装置及操作同例(2)只是只是结晶器7温度为50℃，搅拌速度为250r/min，停留时间为0.75h。反应结果见表1。
实施例11
实验装置及操作同例(2)，只是只是结晶器7温度为50℃，搅拌速度为300r/min，停留时间为1h。实验结果见表1。
表1
Figure BDA0000157122730000061
本发明达到了预期的效果。用三级结晶器连续结晶效果要明显好于用单个结晶器时的效果，纯度和收率均有提高；只用甲苯作溶剂时，因为甲苯沸点较低，回收溶剂时，可以用相对较少的能耗。

Claims (6)

1.一种连续结晶提纯间苯二酚的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)间苯二酚在甲苯中溶解：向溶解装置中加入间苯二酚粗品，再向其中加入一定量甲苯，甲苯与间苯二酚粗品的质量比为(6.0-6.1)∶1，加热使间苯二酚在甲苯溶液中全部溶解；
(2)结晶：溶液进入第一级结晶器，结晶器温度、搅拌速度保持恒定，在一定的平均停留时间下进行结晶；晶浆进入第二级结晶器，在一定的结晶温度、搅拌速度、平均停留结晶下进一步结晶；最后晶浆进入第三级结晶器，在一定的结晶温度、搅拌速度、平均停留结晶下完成结晶过程，第一级结晶器温度、第二级结晶器的温度、第三级的结晶器温度依次降低；
(3)固液分离：将得到的晶浆进行固液分离，所得晶体用甲苯洗涤、40℃下真空干燥得到间苯二酚晶体。
2.按照权利要求1的方法，其特征在于，步骤(1)加热温度升至110℃。
3.按照权利要求1的方法，其特征在于，第一级结晶器温度为75-95℃，搅拌速度为250-400r/min，停留时间为0.5h-1.5h。
4.按照权利要求1的方法，其特征在于，第二级结晶器温度为50-70℃，搅拌速度为250-400r/min，停留时间为0.5h-1.5h。
5.按照权利要求1的方法，其特征在于，第三级结晶器温度为30-50℃，搅拌速度200-350r/min，停留时间为0.5h-1.5h。
6.按照权利要求1的方法，其特征在于，甲苯与间苯二酚粗品的质量比为6.05∶1。
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