CN104130209A - 一种分离n-甲基哌嗪与n-乙基哌嗪的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种分离N-甲基哌嗪与N-乙基哌嗪的方法。该方法采用萃取剂将N-甲基哌嗪与N-乙基哌嗪在萃取塔中分离，塔顶采出N-甲基哌嗪，塔釜物料经萃取塔釜底泵打入溶剂回收塔，在溶剂回收塔塔顶采出N-乙基哌嗪，萃取剂从侧线采出，经冷凝后回萃取塔循环使用。本发明用于N-甲基哌嗪与N-乙基哌嗪的分离。

Description

一种分离N-甲基哌嗪与N-乙基哌嗪的方法
技术领域
本发明属于精细化学品的分离提纯技术领域，涉及到一种分离N-甲基哌嗪与N-乙基哌嗪的方法。
背景技术
N-甲基哌嗪与N-乙基哌嗪是哌嗪的重要衍生物。N-甲基哌嗪在医药、表面活性剂、合成纤维等方面都有广泛的应用，还是一种重要的有机合成中间体；N-甲基哌嗪是新一代广谱抗菌药物氧氟沙星和氯氮平的中间体，也用于合成染料和杀虫剂，在塑料和橡胶等高分子材料中也有广泛的应用。N-乙基哌嗪主要用于合成恩氟沙星、染料及植物保护剂等，在塑料、橡胶等高分子工业中也有大量的应用，还可用作人体杀虫抗生剂，同时又是制造驱除蛔虫和烧虫的药物原料。并且在聚氨酯泡沫塑料、含硫聚酯、聚含氧四氟乙烯等高分子产品的生产中也有广泛的应用。
目前生产N-甲基哌嗪与N-乙基哌嗪的主要原料是哌嗪，分别加入甲基化试剂或乙基化试剂来合成，在制备过程中由于甲基化试剂或乙基化试剂的聚合与裂解反应的发生，导致N-甲基哌嗪与N-乙基哌嗪共同出现。N-甲基哌嗪与N-乙基哌嗪也存在于乙醇胺制备乙二胺的副产品中。
N-甲基哌嗪与N-乙基哌嗪沸点相近，通过普通的精馏难以达到分离要求，本发明人采用精馏塔对N-甲基哌嗪与N-乙基哌嗪进行分离，精馏塔理论塔板数为20块板，回流比为5:1，塔顶N-甲基哌嗪纯度为70％左右，未达到分离要求。
发明内容
为解决上述技术中的不足，本发明的目的在于，提供一种分离工艺简单、分离产物纯度高的萃取分离N-甲基哌嗪与N-乙基哌嗪的方法。
本发明为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案：
将粗料N-甲基哌嗪与N-乙基哌嗪用粗品进料泵打进萃取塔，进料位置为20～25块理论塔板处，萃取剂N-羟乙基乙二胺、N-羟乙基哌嗪、N-羟乙基乙醇胺、一缩乙二醇、1,4-丁二醇中的一种用萃取剂进料泵打进萃取塔，进料位置为5～10块理论塔板处，萃取剂与粗料的质量比为0.5～3:1，萃取塔理论塔板数不低于30块理论塔板，回流比为1～10:1，操作压力为0.1～1atm，N-甲基哌嗪从塔顶采出，萃取塔塔釜物料用萃取塔釜底泵打入溶剂回收塔，进料位置15～20块理论塔板处，溶剂回收塔理论塔板数不低于30块理论塔板，回流比为1～10:1，操作压力为0.1～1atm，N-乙基哌嗪从塔顶采出，萃取剂从侧线采出，经冷凝器冷凝后通过萃取剂循环泵循环进入萃取塔，萃取剂冷却后温度为25～50℃。
优选方案为粗料进料位置为第21～24块理论塔板处，萃取剂为N-羟乙基乙二胺、N-羟乙基哌嗪、N-羟乙基乙醇胺，进料位置为第8～10块理论塔板处，萃取剂与粗料的质量比为1～2:1，萃取塔理论塔板数30块理论塔板，回流比为2～5:1，操作压力为0.4～0.8atm，萃取塔塔釜物料进料位置为15～18块理论塔板处，溶剂回收塔理论塔板数30为块理论塔板，回流比为2～5:1，操作压力为0.4～0.8atm，萃取剂冷却后温度为30～40℃。
进一步优选方案为粗料进料位置为第22块理论塔板处，萃取剂为N-羟乙基乙二胺，进料位置为第8块理论塔板处，萃取剂与粗料的质量比为1:1，萃取塔理论塔板数30块理论塔板，回流比为3:1，操作压力为0.6atm，萃取塔塔釜物料进料位置为16块理论塔板处，溶剂回收塔理论塔板数30为块理论塔板，回流比为2:1，操作压力为0.6atm，萃取剂冷却后温度为30℃。
本发明优点：本发明公开了一种分离N-甲基哌嗪与N-乙基哌嗪的方法，采用萃取分离工艺将N-甲基哌嗪与N-乙基哌嗪分离，具有操作工艺简单、提纯产品纯度高、溶剂能循环利用的特点。
附图说明
图1是本发明分离N-甲基哌嗪与N-乙基哌嗪的装置及工艺流程图。图中的标记分别表示：
B1、萃取剂进料泵；B2、粗品进料泵；B3、萃取塔；B4、溶剂回收塔；B5、萃取塔釜底泵；B6萃取剂循环泵；B7塔釜冷凝器。
具体实施方式
N-甲基哌嗪与N-乙基哌嗪纯度采用气相色谱检测，色谱条件为气化室230℃，检测器230℃，色谱柱为DB-35柱，规格为：30m×0.32mm×0.25μm，柱温为100℃。
以下结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明，但本发明的保护范围并不限于此。
实施例1
将粗料N-甲基哌嗪与N-乙基哌嗪用粗品进料泵B2打进萃取塔B3，进料位置为20块理论塔板处，萃取剂N-羟乙基乙二胺用萃取剂进料泵B1打进萃取塔B3，进料位置为5块理论塔板处，萃取剂与粗料的质量比为0.5:1，萃取塔理论塔板数不低于30块理论塔板，回流比为10:1，操作压力为0.1atm，N-甲基哌嗪从塔顶采出，萃取塔塔釜物料用萃取塔釜底泵B5打入溶剂回收塔B4，进料位置15块理论塔板处，溶剂回收塔理论塔板数不低于30块理论塔板，回流比为10:1，操作压力为0.1atm，N-乙基哌嗪从塔顶采出，萃取剂从侧线采出，经冷凝器B7冷凝后通过萃取剂循环泵B6循环进入萃取塔B3，萃取剂冷却后温度为25℃。气相色谱测定N-甲基哌嗪与N-乙基哌嗪的纯度分别为99.1％与99.0％。
实施例2
与实施例1相同的操作，粗料进料位置为第23块理论塔板处，萃取剂为N-羟乙基哌嗪，进料位置为第8块理论塔板处，萃取剂与粗料的质量比为2:1，萃取塔理论塔板数为35，回流比为5:1，操作压力为0.5atm，萃取塔塔釜物料进料位置为第18块理论塔板处，溶剂回收塔理论塔板数为35，回流比为5:1，操作压力为0.5atm，萃取剂冷却后温度为35℃。气相色谱测定N-甲基哌嗪与N-乙基哌嗪的纯度分别为99.0％与99.2％。
实施例3
与实施例1相同的操作，粗料进料位置为第25块理论塔板处，萃取剂为N-羟乙基乙醇胺，进料位置为第10块理论塔板处，萃取剂与粗料的质量比为3:1，萃取塔理论塔板数为40，回流比为1:1，操作压力为1atm，萃取塔塔釜物料进料位置为第20块理论塔板处，溶剂回收塔理论塔板数为40，回流比为1:1，操作压力为1atm，萃取剂冷却后温度为50℃。气相色谱测定N-甲基哌嗪与N-乙基哌嗪的纯度分别为99.7％与99.8％。
实施例4
与实施例1相同的操作，粗料进料位置为第25块理论塔板处，萃取剂为一缩乙二醇，进料位置为第5块理论塔板处，萃取剂与粗料的质量比为3:1，萃取塔理论塔板数为45，回流比为3:1，操作压力为0.8atm，萃取塔塔釜物料进料位置为第20块理论塔板处，溶剂回收塔理论塔板数为45，回流比为3:1，操作压力为0.8atm，萃取剂冷却后温度为40℃。气相色谱测定N-甲基哌嗪与N-乙基哌嗪的纯度分别为99.5％与99.7％。
实施例5
与实施例1相同的操作，粗料进料位置为第25块理论塔板处，萃取剂为1,4-丁二醇，进料位置为第5块理论塔板处，萃取剂与粗料的质量比为2:1，萃取塔理论塔板数为30，回流比为7:1，操作压力为0.4atm，萃取塔塔釜物料进料位置为第20块理论塔板处，溶剂回收塔理论塔板数为30，回流比为7:1，操作压力为0.4atm，萃取剂冷却后温度为30℃。气相色谱测定N-甲基哌嗪与N-乙基哌嗪的纯度分别为99.8％与99.4％。
对比实施例
采用具有60块理论板的精馏塔直接进行精馏，回流比为20:1，塔顶采出N-甲基哌嗪，塔釜采出N-乙基哌嗪，气相色谱测定N-甲基哌嗪与N-乙基哌嗪的纯度分别为98.5％与97.2％。

Claims (3)

1.一种分离N-甲基哌嗪与N-乙基哌嗪的方法，包括如下步骤：将粗料N-甲基哌嗪与N-乙基哌嗪用粗品进料泵打进萃取塔，进料位置为20～25块理论塔板处，萃取剂N-羟乙基乙二胺、N-羟乙基哌嗪、N-羟乙基乙醇胺、一缩乙二醇、1,4-丁二醇中的一种用萃取剂进料泵打进萃取塔，进料位置为5～10块理论塔板处，萃取剂与粗料的质量比为0.5～3:1，萃取塔理论塔板数不低于30块理论塔板，回流比为1～10:1，操作压力为0.1～1atm，N-甲基哌嗪从塔顶采出，萃取塔塔釜物料用萃取塔釜底泵打入溶剂回收塔，进料位置15～20块理论塔板处，溶剂回收塔理论塔板数不低于30块理论塔板，回流比为1～10:1，操作压力为0.1～1atm，N-乙基哌嗪从塔顶采出，萃取剂从侧线采出，冷凝后循环进入萃取塔，萃取剂冷却后温度为25～50℃。
2.根据权利要求1所述的分离N-甲基哌嗪与N-乙基哌嗪的方法，其特征在于粗料进料位置为第21～24块理论塔板处，萃取剂为N-羟乙基乙二胺、N-羟乙基哌嗪、N-羟乙基乙醇胺，进料位置为第8～10块理论塔板处，萃取剂与粗料的质量比为1～2:1，萃取塔理论塔板数30块理论塔板，回流比为2～5:1，操作压力为0.4～0.8atm，萃取塔塔釜物料进料位置为15～18块理论塔板处，溶剂回收塔理论塔板数30为块理论塔板，回流比为2～5:1，操作压力为0.4～0.8atm，萃取剂冷却后温度为30～40℃。
3.根据权利要求1所述的分离N-甲基哌嗪与N-乙基哌嗪的方法，其特征在于粗料进料位置为第22块理论塔板处，萃取剂为N-羟乙基乙二胺，进料位置为第8块理论塔板处，萃取剂与粗料的质量比为1:1，萃取塔理论塔板数30块理论塔板，回流比为3:1，操作压力为0.6atm，萃取塔塔釜物料进料位置为16块理论塔板处，溶剂回收塔理论塔板数30为块理论塔板，回流比为2:1，操作压力为0.6atm，萃取剂冷却后温度为30℃。
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