CN104370673B - 一种分离提纯有机物的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种分离提纯有机物的方法，包括以下步骤：将有机物溶液与萃取剂混合，进行萃取，得到萃取层，所述有机物溶液包括有机物和溶剂，所述有机物包括醇类化合物和/或有机酸，所述溶剂包括水、丙酮、石油醚、丙三醇、乙醇、乙二胺、丁胺、吡啶、液氨、甲酸、乙酸、硫酸、氢氟酸和三氯乙酸中的一种或几种；将所述萃取层进行加热，得到提纯的有机物；所述萃取剂为氟代烃和/或二氧化碳。本发明提供的分离提纯有机物的方法以氟代烃和/或二氧化碳为萃取剂，对混合溶液进行萃取，不仅具有较好的萃取效果，并且所述萃取剂无毒，不易燃易爆，提高了萃取操作的安全性。

Description

一种分离提纯有机物的方法

技术领域

本发明属于分离提纯领域，尤其涉及一种分离提纯有机物的方法。

背景技术

在工业生产或进行化学反应时，其中常常有各种有机副产物或过量原料，这些原料往往与反应产物混合在一起，需要用分离技术将其分离。如各种醇与水的混合物，各种有机酸与水的混合物、各种有机酯的混合物等。

分离技术就其作用特点可大致分为浓缩、提纯和分馏。目前在工业领域中应用的分离技术大约有50多种类型。在一些工业领域如化学和生物处理以及石油冶炼工业中,分离设备和有关设施占全部投资的30-70％，在石油、化工和天然气工业中，蒸馏和其它分离工艺处理每年需要消耗60亿美元的燃料。因此，在一些生产领域内，分离的效率往往是决定产品成本的主要因素。

对于有机物溶液，传统方法是采用蒸馏的办法进行提纯，蒸馏提纯法是通过控制混合溶液蒸气的冷凝温度，使不同沸点的成分分步冷凝析出，从而达到分离提纯的目。但单纯的蒸馏容易因为产品共沸，不仅能耗高且不易分离完全，导致分离的效果不理想。工业上有时也采用水洗的办法，水洗是利用各组分在水中溶解度的不同进行分离提纯的方法。水洗有时会产生物料损失。特别是精制合成油时，乳化常导致部分油品溶入水中，采用水洗提纯产品，既造成了油品损失，又对环境造成污染。

采用有机溶剂萃取是一种常用的提纯方法，是利用系统中组分在溶剂中有不同的溶解度来分离混合物的单元操作。即，是利用化合物在两种互不相溶(或微溶)的溶剂中溶解度或分配系数的不同，使化合物从一种溶剂内转移到另外一种溶剂中的方法。但对于能够与水等非有机溶剂互溶的有机物而言，采用普通的有机溶剂(如石油醚、二甲苯、醋酸乙酯、醋酸丁酯等物质)对这些有机物与水等非有机溶剂的混合溶液进行萃取，不仅提纯的效果欠佳，而且易燃易爆，对操作人员的人身安全产生极大威胁。

发明内容

本发明的目的在于提供一种分离提纯有机物的方法，本发明提供的萃取方法提纯效果好，且操作安全。

本发明提供一种分离提纯有机物的方法，包括以下步骤：

将有机物溶液与萃取剂混合，进行萃取，得到萃取层，所述有机物溶液包括有机物和溶剂，所述有机物包括醇类化合物和/或有机酸，所述溶剂包括水、丙酮、石油醚、丙三醇、乙醇、乙二胺、丁胺、吡啶、液氨、甲酸、乙酸、硫酸、氢氟酸和三氯乙酸中的一种或几种；

将所述萃取层进行加热，得到提纯的有机物；

所述萃取剂为氟代烃和/或二氧化碳。

优选的，所述萃取剂包括1,1,1,3,3-五氟丙烷、一氯五氟乙烷、三氯三氟乙烷、二氟一氯甲烷、2,2－二氯－1,1,1－三氟乙烷，四氟一氯乙烷、三氯一氟甲烷、二氯一氟甲烷、二氯甲烷、四氟乙烷、二氯一氟乙烷、二氟一氯乙烷、1,1,1-三氟乙烷、异二氟乙烷、1,1,2,2,3-五氟丙烷、八氟环丁烷、二氯四氟乙烷、一氯甲烷和二氧化碳中的一种或几种。

优选的，所述萃取剂包括五氟丙烷、四氟乙烷、一氯五氟乙烷、三氯三氟乙烷、二氟一氯甲烷、二氯甲烷、八氟环丁烷和二氯四氟乙烷中的一种或几种。

优选的，以每公斤有机物溶液计，所述萃取剂的用量为1～5kg；

所述有机物溶液的质量浓度为0.5～99.5％。

优选的，所述萃取的时间为10分钟～10小时。

优选的，所述萃取的温度为-50～150℃。

优选的，所述加热的温度为-50～150℃。

优选的，所述加热在加压的条件下进行，所述加压的压力为-0.02～10MPa。

优选的，所述加热的时间为20分钟～15小时。

优选的，所述加热的次数为1～10次；

所述萃取的次数为1～10次。

本发明提供了一种分离提纯有机物的方法，包括以下步骤：将有机物溶液与萃取剂混合，进行萃取，得到萃取层，所述有机物溶液包括有机物和溶剂，所述有机物包括醇类化合物和/或有机酸，所述溶剂包括水、丙酮、石油醚、丙三醇、乙醇、乙二胺、丁胺、吡啶、液氨、甲酸、乙酸、硫酸、氢氟酸和三氯乙酸中的一种或几种；将所述萃取层进行加热，得到提纯的有机物；所述萃取剂为氟代烃和/或二氧化碳。本发明提供的分离提纯有机物的方法以氟代烃和/或二氧化碳为萃取剂，对混合溶液进行萃取，不仅具有较好的萃取效果，并且所述萃取剂无毒，不易燃易爆，提高了萃取操作的安全性。实验结果表明，使用本发明提供的方法进行对有机物溶液进行萃取，得到的萃取产物纯度可达91％。并且，本发明提供的分离提纯有机物的方法简单易操作，设备投入小，能耗低，使用过的萃取剂还可回收再利用，降低了操作成本。

具体实施方式

本发明提供了一种分离提纯有机物的方法，包括以下步骤：将有机物溶液与萃取剂混合，进行萃取，得到萃取层，所述有机物溶液包括有机物和溶剂，所述有机物包括醇类化合物和/或有机酸，所述溶剂包括水、丙酮、石油醚、丙三醇、乙醇、乙二胺、丁胺、吡啶、液氨、甲酸、乙酸、硫酸、氢氟酸和三氯乙酸中的一种或几种；将所述萃取层进行加热，得到提纯的有机物；所述萃取剂为氟代烃和/或二氧化碳。

本发明提供的分离提纯有机物的方法以氟代烃和/或二氧化碳为萃取剂进行萃取，不仅提纯效果好，并且所述萃取剂无毒、不易燃易爆，操作安全。

本发明将有机物溶液与萃取剂混合，进行萃取，得到萃取层。为了便于观察分离，本发明优选将所述有机物溶液与染色剂进行第一混合，得到包括染色剂的有机物混合溶液，将所述萃取剂与所述包括染色剂的有机物混合溶液进行第二混合，进行萃取，得到萃取层。在本发明中，所述有机物溶液包括有机物和溶剂，所述有机物包括醇类化合物和/或有机酸，所述醇类化合物优选为甲醇、乙醇、异丙醇、丙二醇、异辛醇、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚和乙二醇单丁醚中的一种或几种，更优选为甲醇、丙二醇、异辛醇和乙二醇单甲醚中的一种或几种，最优选为丙二醇、异辛醇和乙二醇单甲醚中的一种或几种；所述有机酸优选为甲酸、乙酸、苯甲酸、乙二酸和丁二酸中的一种或几种，更优选为甲酸、乙二酸和苯甲酸中的一种或几种。在本发明中，所述溶剂包括水、丙酮、石油醚、丙三醇、乙醇、乙二胺、丁胺、吡啶、液氨、甲酸、乙酸、硫酸、氢氟酸和三氯乙酸中的一种或几种，更优选包括水、丙酮、乙醇、甲酸和吡啶中的一种或几种，最优选为水。

本发明对所述染色剂的种类和来源没有特殊的限制，能够达到染色效果，使萃取后的分层容易观察即可，可采用油溶性染色剂，也可采用水溶性染色剂。具体的，在本发明的实施例中，可采用刚果红、耐晒果绿染料和红3B染料中的一种或几种。在本发明中，所述包括染色剂的有机物混合溶液中所述染色剂的含量优选为1～20ppm，更优选为3～18ppm。最优选为5～15ppm。本发明对所述第一混合的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的混合的技术方案即可。

本发明优选将所述包括染色剂的有机物混合溶液与所述萃取剂进行第二混合，进行萃取，得到萃取层。在本发明中，所述萃取剂包括氟代烃和/或二氧化碳，优选包括1,1,1,3,3-五氟丙烷、一氯五氟乙烷、三氯三氟乙烷、二氟一氯甲烷、2,2－二氯－1,1,1－三氟乙烷，四氟一氯乙烷、三氯一氟甲烷、二氯一氟甲烷、二氯甲烷、四氟乙烷、二氯一氟乙烷、二氟一氯乙烷、1,1,1-三氟乙烷、异二氟乙烷、1,1,2,2,3-五氟丙烷、八氟环丁烷、二氯四氟乙烷、一氯甲烷、二氧化碳中的一种或几种，更优选包括1,1,1,3,3-五氟丙烷、四氟乙烷、一氯五氟乙烷、三氯三氟乙烷、二氟一氯甲烷、二氯甲烷、八氟环丁烷和二氧化碳中的一种或几种，最优选为1,1,1,3,3-五氟丙烷、四氟丁烷、二氟一氯甲烷和八氟环丁烷中的一种或几种。在本发明中，以每公斤有机物溶液计，所述萃取剂的用量优选为1～5kg，更优选为1.5～4.5kg，最优选为2～4kg；所述有机物溶液的质量浓度优选为0.5～99.5％，更优选为1～90％，最优选为5～85％。本发明对所述萃取剂的来源没有特殊的限制，可采用所述萃取剂的市售商品，也可按照本领域技术人员熟知的制备所述萃取剂的技术方案自行制备。

本发明优选采用搅拌的方法实现所述第二混合，本发明所述搅拌的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的搅拌的技术方案即可。在本发明中，所述搅拌的时间优选为10分钟～10小时，更优选为30分钟～8小时，最优选为1小时～5小时。

本发明优选将所述第二混合得到的混合物进行静置，使所述萃取层与溶剂层的分层，实现所述萃取。在本发明中，所述萃取层中包括有机物和萃取剂，若所述染色剂与所述萃取剂能够互溶，则所述萃取层中优选还包括染色剂。在本发明中，所述萃取的时间为10分钟～10小时，更优选为20分钟～9小时，最优选为1小时～8小时；所述萃取的温度优选为-50～150℃，更优选为0～140℃，最优选为30～130℃；所述萃取的压力优选为-0.02～10MPa，更优选为0～9MPa，最优选为1～8MPa；所述萃取的次数优选为1～10次，更优选为2～8次，更优选为3～7次。本发明对所述萃取的设备没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的萃取设备即可。具体的，在本发明的实施例中，可采用夹套压力釜。

完成所述萃取后，本发明优选将溶剂层与所述萃取层分离，得到萃取层。本发明对所述分离的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员常用的分离的技术方案即可。

得到萃取层后，本发明将所述萃取层进行加热，去除萃取剂，得到提纯的有机物。在本发明中，所述加热的温度优选为-50～150℃，更优选为0～140℃，最优选为30～130℃；所述加热的时间优选为20分钟～15小时，更优选为1～10小时，最优选为2～8小时；所述加热的压力优选为-0.02～10MPa，更优选为0～9MPa，最优选为1～8MPa；所述加热的次数优选为1～10次，更优选为2～9次，最优选为3～8次。本发明优选采用压缩机对所述萃取层进行加热，本发明对所述加热用的压缩机的种类没有特殊的限制，能够实现对所述萃取层的加热即可。

得到提纯的有机物后，本发明采用阿贝折光仪或按照SH/T0240中的测试方法对所述提纯的有机物中溶剂的含量进行了检测，结果表明，使用本发明提供的分离提纯的方法得到的提纯的有机物中溶剂含量小于0.15％，说明本发明提供的分离提纯方法的效果较好。

本发明采用阿贝折光仪或按照GB/T7304中石油产品和润滑剂酸值测定法对所述溶剂层中有机物的含量进行了检测，结果表明，所述溶剂层中有机物的含量均小于1％，说明本发明提供的分离提纯方法的效果较好。

本发明提供了一种萃取方法，包括以下步骤：将有机物溶液与萃取剂混合，进行萃取，得到萃取层，所述有机物溶液包括有机物和溶剂，所述有机物包括醇类化合物和/或有机酸，所述溶剂包括水、丙酮、石油醚、丙三醇、乙醇、乙二胺、丁胺、吡啶、液氨、甲酸、乙酸、硫酸、氢氟酸和三氯乙酸中的一种或几种；将所述萃取层进行加热，得到提纯的有机物；所述萃取剂为氟代烃和/或二氧化碳。本发明提供的萃取方法以氟代烃和/或二氧化碳为萃取剂，对混合溶液进行萃取，不仅具有较好的萃取效果，并且所述萃取剂无毒，不易燃易爆，提高了萃取操作的安全性。实验结果表明，使用本发明提供的方法进行萃取，得到的萃取产物纯度可达91％。并且，本发明提供的萃取方法简单易操作，设备投入小，能耗低，使用过的萃取剂还可回收再利用，降低了操作成本。

为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种分离提纯有机物的方法进行详细描述，但不能将其理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1

将100公斤质量浓度为57％的异丙醇与水的混合物与刚果红混合，得到刚果红含量为10ppm的混合溶液；

将得到的混合溶液加入容量为300升的夹套压力釜中。将150kg的二氟一氯甲烷加入夹套压力釜，搅拌1小时，静置1小时，此时刚果红和水在上层，萃取层在下层。分去水层，得到萃取层；

启动压缩机，将萃取层逐步升温到65℃，恒温2小时，使二氟一氯甲烷逐步分离并被回收至回收罐。

重复上述过程2次，得到提纯的异丙醇。

本发明按照上述技术方案对得到的异丙醇中的水的含量进行了检测，结果如表1所示。表1为本发明实施例1～4和比较例1～3的萃取效果数据。

本发明按照上述技术方案对得到的水中的异丙醇的含量进行了检测，结果如表1所示。

实施例2

将150公斤质量浓度为72％的乙二醇单丁醚与水的混合物与耐晒果绿染料混合，得到耐晒果绿含量为5ppm的混合溶液；

将得到的混合溶液加入容量为500升的夹套压力釜中。将200kg的四氟乙烷加入夹套压力釜，搅拌1小时，静置1小时，此时耐晒果绿和水在上层，萃取层在下层。分去水层，得到萃取层；

启动压缩机，将萃取层逐步升温到80℃，恒温2小时，使四氟乙烷逐步分离并被回收至回收罐。

重复上述过程4次，得到提纯的乙二醇单丁醚。

本发明按照上述技术方案对得到的乙二醇单丁醚中的水的含量进行了检测，结果如表1所示。表1为本发明实施例1～4和比较例1～3的萃取效果数据。

本发明按照上述技术方案对得到的水中的乙二醇单丁醚的含量进行了检测，结果如表1所示。

实施例3

将150公斤质量浓度为55％的丙二醇与水的混合物与红3B混合，得到红3B含量为15ppm的混合溶液；

将得到的混合溶液加入容量为500升的夹套压力釜中。将200kg的八氟环丁烷加入夹套压力釜，搅拌1小时，静置2小时，此时红3B和水在上层，萃取层在下层。分去水层，得到萃取层；

启动压缩机，将萃取层逐步升温到45℃，恒温2小时，使八氟环丁烷逐步分离并被回收至回收罐。

重复上述过程6次，得到提纯的丙二醇。

本发明按照上述技术方案对得到的丙二醇中的水的含量进行了检测，结果如表1所示。表1为本发明实施例1～4和比较例1～3的萃取效果数据。

本发明按照上述技术方案对得到的水中的丙二醇的含量进行了检测，结果如表1所示。

实施例4

将150公斤质量浓度为45％的乙酸与丙三醇的混合物与红3B混合，得到红3B含量为15ppm的混合溶液；

将得到的混合溶液加入容量为500升的夹套压力釜中。将200kg的二氯甲烷加入夹套压力釜，搅拌1小时，静置2小时，此时红3B和水在上层，萃取层在下层。分去水层，得到萃取层；

启动压缩机，将萃取层逐步升温到45℃，恒温2小时，使二氯甲烷逐步分离并被回收至回收罐。

重复上述过程6次，得到提纯的乙酸。

本发明按照上述技术方案对得到的乙酸中的丙三醇的含量进行了检测，结果如表1所示。表1为本发明实施例1～4和比较例1～3的萃取效果数据。

本发明按照上述技术方案对得到的水中的甲酸的含量进行了检测，结果如表1所示。

比较例1

将100公斤质量浓度为57％的异丙醇与水的混合物与刚果红混合，得到刚果红含量为10ppm的混合溶液；

将得到的混合溶液加入容量为300升的夹套压力釜中。将150kg沸点为30℃的石油醚加入夹套压力釜，搅拌1小时，静置1小时，此时刚果红和水在上层，萃取层在下层。分去水层，得到萃取层；

启动介质泵，将萃取层逐步升温到65℃，恒温2小时，使萃取剂逐步分离并被回收至回收罐。

重复上述过程2次，得到提纯的异丙醇。

本发明按照上述技术方案对得到的异丙醇中的水的含量进行了检测，结果如表1所示。表1为本发明实施例1～4和比较例1～3的萃取效果数据。

本发明按照上述技术方案对得到的水中的异丙醇的含量进行了检测，结果如表1所示。

比较例2

将150公斤质量浓度为72％的乙二醇单丁醚与水的混合物与耐晒果绿染料混合，得到耐晒果绿含量为5ppm的混合溶液；

将得到的混合溶液加入容量为500升的夹套压力釜中。将200kg的甲苯加入夹套压力釜，搅拌1小时，静置1小时，此时耐晒果绿和水在上层，萃取层在下层。分去水层，得到萃取层；

启动压缩机，将萃取层逐步升温到120℃，恒温2小时，使萃取剂逐步分离并被回收至回收罐。

重复上述过程4次，得到提纯的乙二醇单丁醚。

本发明按照上述技术方案对得到的乙二醇单丁醚中的水的含量进行了检测，结果如表1所示。表1为本发明实施例1～4和比较例1～3的萃取效果数据。

本发明按照上述技术方案对得到的水中的乙二醇单丁醚的含量进行了检测，结果如表1所示。

比较例3

将150公斤质量浓度为55％的乙二醇单丁醚与水的混合物，装入200升的夹套压力釜进行蒸馏，启动真空泵，保持真空度-0.092MPa，升温到100℃，恒温2小时，收集蒸出的水份。釜中剩余物料为乙二醇单丁醚。

本发明按照上述技术方案对得到的乙二醇单丁醚中的水的含量进行了检测，结果如表1所示。表1为本发明实施例1～4和比较例1～3的萃取效果数据。

本发明按照上述技术方案对得到的水中的乙二醇单丁醚的含量进行了检测，结果如表1所示。

表1 本发明实施例1～4和比较例1～3的萃取效果数据

由表1可以看出采用本发明提供的分离提纯有机物的方法进行萃取，得到的提纯的有机物中溶剂含量仅为0.09％，小于比较例1中的0.57％和比较例2中的0.53％，更是远远小于采用蒸馏方法提纯的比较例3中的10.34％，说明本发明提供的分离提纯有机物的方法萃取效果好，提纯得到的有机物纯度更高，而且萃取剂本身无毒，不易燃，不易爆，提高了工业中操作的安全性。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种分离提纯有机物的方法，包括以下步骤：

将有机物溶液与萃取剂混合，进行萃取，得到萃取层，所述有机物溶液包括有机物和水，所述有机物为异丙醇、所述萃取剂为二氟一氯甲烷；或者，所述有机物为乙二醇单丁醚、所述萃取剂为四氟乙烷；或者，所述有机物为丙二醇、所述萃取剂为八氟环丁烷；

将所述萃取层进行加热，得到提纯的有机物，所述加热在加压的条件下进行，所述加热的压力为1～8MPa。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，以每公斤有机物溶液计，所述萃取剂的用量为1～5kg；

所述有机物溶液的质量浓度为0.5～99.5％。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述萃取的时间为10分钟～10小时。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述萃取的温度为-50～150℃。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加热的温度为-50～150℃。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加热的时间为20分钟～15小时。

7.根据权利要求1～6任意一项所述的方法，其特征在于，所述加热的次数为1～10次；

所述萃取的次数为1～10次。