CN105198836A - 膜分离精制哌嗪的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种膜分离精制哌嗪的方法，包括以下步骤：将哌嗪反应液注入蒸馏塔，开启塔底蒸汽发生器，从塔底送入温度为250-300℃的水蒸汽进入蒸馏塔内，将哌嗪反应液从塔顶的液体入口送入蒸馏塔内，塔底的水蒸汽对塔顶混合液进行逆流加热，塔顶温度为146-150℃，蒸馏塔回流比为2.5-12，在塔顶回流器收集蒸汽冷凝液，将冷凝液泵送入膜分离器，经过膜分离得到精制哌嗪。此制备方法制备哌嗪具有分离效率高，提纯产品纯度很高的优点。

Description

膜分离精制哌嗪的方法
技术领域
本发明涉及一种膜分离精制哌嗪的方法。
背景技术
哌嗪是医药、农药、染料等的行业所需的重要中间体，有着广泛的应用领域，是生产第二代、第三代抗菌药吡哌酸、氟哌酸、氧氟沙星、恩氟沙星的主要原料。同时还可用于合成树脂、合成纤维，生产表面活性剂等。
合成哌嗪的原料可以是氨基乙醇、乙二胺、二乙烯三胺等氨基类化合物，因此根据原料不同，哌嗪有多种合成路线，主要的合成工艺有二氯乙烷法、乙醇胺法、乙二胺法，其中乙醇胺法与乙二胺法是国内外普遍采用的一种比较先进的合成工艺。合成产品反应液中副产物较多，且沸点与哌嗪相近，导致哌嗪的提纯需很大理论塔板数或高的回流比，能耗极大，且生产出的哌嗪颜色淡黄，影响使用，部分厂家采用重结晶的方式，工艺较落后，且得到的多为含结晶水的哌嗪。
纳滤膜有2个特性：1)对不同有机物组分的分离性能，分子量截留(MWCO)范围约为200-2000；2)膜表面电荷对不同电荷和同种电荷、不同价态离子的Donnan电位不—样。纳滤膜的独特性能决定了它的应用范围，适用于下述几种情况下的物质分离：1)对单价离子的截留率要求不高或不要求；2)要求进行不同价态离子的分离；3)对低分子量有机物的截留率要求不高或不要求；4)需要对高分子量有机物与低分子量有机物进行分离。5)特定物质如：染料等，特定环境条件如：温度、pH值等条件下的分离、提纯和浓缩等。商业上用的纳滤膜组件中大多为卷式组件，此外也有采用管式和中空纤维式的纳滤膜组件FilmTec的S-NF-70-400、NF270-400、NF400等，Hydranautics的ESNAI-4040等，Hydranautics的ESNAl等，Toray的SV-320等，Trisep的8040-TS-40-TSA等，Desal的DL8040F等，Nitto的NTR-7410以及杭州水处理中心的CA-NF-4040为卷式膜，杭州水处理中心的HNF-130为中空纤维纳滤膜。目前，已商品化的纳滤膜大多荷负电，荷正电的纳滤膜很少，如：Toray公司的UTC-20为荷正电的。纳滤膜主要是从气相和液相中截留微粒、细菌以及其它污染物，以达到净化、分离、浓缩的目的。由于纳滤膜分离技术高效、节能、环保、绝对过滤及过滤过程简单、易于控制等特征，已广泛应用于医药工业、食品工业(明胶、葡萄酒、白酒、果汁、牛奶等)、高纯水、城市污水、工业废水、饮用水、生物技术、生物发酵等领域，产生了巨大的经济效益和社会效益，已成为当今分离科学中最重要的手段之一。
发明内容
本发明的目的在于提出一种膜分离精制哌嗪的方法。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种膜分离精制哌嗪的方法，包括以下步骤：将哌嗪反应液注入蒸馏塔，开启塔底蒸汽发生器，从塔底送入温度为250-300℃的水蒸汽进入蒸馏塔内，将哌嗪反应液从塔顶的液体入口送入蒸馏塔内，塔底的水蒸汽对塔顶混合液进行逆流加热，塔顶温度为146-150℃，蒸馏塔回流比为2.5-12，在塔顶回流器收集蒸汽冷凝液，将冷凝液泵送入膜分离器，经过膜分离得到精制哌嗪，所述膜为纳滤膜，其制备方法如以下的步骤：首先将酚醛树脂与四乙烯三胺按一定质量比在介质中完全溶解，搅拌均匀得到澄清溶液，介质由聚乙二醇和表面活性剂OP-10组成，脱气泡，加入交联剂甲醛溶液，继续搅拌，在干燥箱中60～80℃下保温1-24小时；搅拌得到铸膜液；采用延流法，将生成的铸膜液涂覆在玻璃片上，经过60-80℃真空干燥后，取出用乙醚溶液浸泡2-4小时除去介质聚乙二醇和表面活性剂OP-10，最后用乙醇和蒸馏水多次洗涤，干燥得到交联纳滤膜；所述的哌嗪反应液是以乙二胺与氨反应制备哌嗪得到的反应液。
此制备方法制备哌嗪具有分离效率高，提纯产品纯度很高的优点。
具体实施方式
实施例1
将哌嗪反应液注入蒸馏塔，开启塔底蒸汽发生器，从塔底送入温度为250-300℃的水蒸汽进入蒸馏塔内，将哌嗪反应液从塔顶的液体入口送入蒸馏塔内，塔底的水蒸汽对塔顶混合液进行逆流加热，塔顶温度为146-150℃，蒸馏塔回流比为4，在塔顶回流器收集蒸汽冷凝液，将冷凝液泵送入膜分离器，经过膜分离得到精制哌嗪，所述膜为纳滤膜，其制备方法如以下的步骤：首先将酚醛树脂与四乙烯三胺按一定质量比在介质中完全溶解，搅拌均匀得到澄清溶液，介质由聚乙二醇和表面活性剂OP-10组成，脱气泡，加入交联剂甲醛溶液，继续搅拌，在干燥箱中60～80℃下保温1-24小时；搅拌得到铸膜液；采用延流法，将生成的铸膜液涂覆在玻璃片上，经过60-80℃真空干燥后，取出用乙醚溶液浸泡2-4小时除去介质聚乙二醇和表面活性剂OP-10，最后用乙醇和蒸馏水多次洗涤，干燥得到交联纳滤膜；所述的哌嗪反应液是以乙二胺与氨反应制备哌嗪得到的反应液。
实施例2
将哌嗪反应液注入蒸馏塔，开启塔底蒸汽发生器，从塔底送入温度为250-300℃的水蒸汽进入蒸馏塔内，将哌嗪反应液从塔顶的液体入口送入蒸馏塔内，塔底的水蒸汽对塔顶混合液进行逆流加热，塔顶温度为146-150℃，蒸馏塔回流比为5，在塔顶回流器收集蒸汽冷凝液，将冷凝液泵送入膜分离器，经过膜分离得到精制哌嗪，所述膜为纳滤膜，其制备方法如以下的步骤：首先将酚醛树脂与四乙烯三胺按一定质量比在介质中完全溶解，搅拌均匀得到澄清溶液，介质由聚乙二醇和表面活性剂OP-10组成，脱气泡，加入交联剂甲醛溶液，继续搅拌，在干燥箱中60～80℃下保温1-24小时；搅拌得到铸膜液；采用延流法，将生成的铸膜液涂覆在玻璃片上，经过60-80℃真空干燥后，取出用乙醚溶液浸泡2-4小时除去介质聚乙二醇和表面活性剂OP-10，最后用乙醇和蒸馏水多次洗涤，干燥得到交联纳滤膜；所述的哌嗪反应液是以乙二胺与氨反应制备哌嗪得到的反应液。
实施例3
将哌嗪反应液注入蒸馏塔，开启塔底蒸汽发生器，从塔底送入温度为250-300℃的水蒸汽进入蒸馏塔内，将哌嗪反应液从塔顶的液体入口送入蒸馏塔内，塔底的水蒸汽对塔顶混合液进行逆流加热，塔顶温度为146-150℃，蒸馏塔回流比为6，在塔顶回流器收集蒸汽冷凝液，将冷凝液泵送入膜分离器，经过膜分离得到精制哌嗪，所述膜为纳滤膜，其制备方法如以下的步骤：首先将酚醛树脂与四乙烯三胺按一定质量比在介质中完全溶解，搅拌均匀得到澄清溶液，介质由聚乙二醇和表面活性剂OP-10组成，脱气泡，加入交联剂甲醛溶液，继续搅拌，在干燥箱中60～80℃下保温1-24小时；搅拌得到铸膜液；采用延流法，将生成的铸膜液涂覆在玻璃片上，经过60-80℃真空干燥后，取出用乙醚溶液浸泡2-4小时除去介质聚乙二醇和表面活性剂OP-10，最后用乙醇和蒸馏水多次洗涤，干燥得到交联纳滤膜；所述的哌嗪反应液是以乙二胺与氨反应制备哌嗪得到的反应液。
实施例4
将哌嗪反应液注入蒸馏塔，开启塔底蒸汽发生器，从塔底送入温度为250-300℃的水蒸汽进入蒸馏塔内，将哌嗪反应液从塔顶的液体入口送入蒸馏塔内，塔底的水蒸汽对塔顶混合液进行逆流加热，塔顶温度为146-150℃，蒸馏塔回流比为7，在塔顶回流器收集蒸汽冷凝液，将冷凝液泵送入膜分离器，经过膜分离得到精制哌嗪，所述膜为纳滤膜，其制备方法如以下的步骤：首先将酚醛树脂与四乙烯三胺按一定质量比在介质中完全溶解，搅拌均匀得到澄清溶液，介质由聚乙二醇和表面活性剂OP-10组成，脱气泡，加入交联剂甲醛溶液，继续搅拌，在干燥箱中60～80℃下保温1-24小时；搅拌得到铸膜液；采用延流法，将生成的铸膜液涂覆在玻璃片上，经过60-80℃真空干燥后，取出用乙醚溶液浸泡2-4小时除去介质聚乙二醇和表面活性剂OP-10，最后用乙醇和蒸馏水多次洗涤，干燥得到交联纳滤膜；所述的哌嗪反应液是以乙二胺与氨反应制备哌嗪得到的反应液。
实施例5
将哌嗪反应液注入蒸馏塔，开启塔底蒸汽发生器，从塔底送入温度为250-300℃的水蒸汽进入蒸馏塔内，将哌嗪反应液从塔顶的液体入口送入蒸馏塔内，塔底的水蒸汽对塔顶混合液进行逆流加热，塔顶温度为146-150℃，蒸馏塔回流比为8，在塔顶回流器收集蒸汽冷凝液，将冷凝液泵送入膜分离器，经过膜分离得到精制哌嗪，所述膜为纳滤膜，其制备方法如以下的步骤：首先将酚醛树脂与四乙烯三胺按一定质量比在介质中完全溶解，搅拌均匀得到澄清溶液，介质由聚乙二醇和表面活性剂OP-10组成，脱气泡，加入交联剂甲醛溶液，继续搅拌，在干燥箱中60～80℃下保温1-24小时；搅拌得到铸膜液；采用延流法，将生成的铸膜液涂覆在玻璃片上，经过60-80℃真空干燥后，取出用乙醚溶液浸泡2-4小时除去介质聚乙二醇和表面活性剂OP-10，最后用乙醇和蒸馏水多次洗涤，干燥得到交联纳滤膜；所述的哌嗪反应液是以乙二胺与氨反应制备哌嗪得到的反应液。
实施例6
将哌嗪反应液注入蒸馏塔，开启塔底蒸汽发生器，从塔底送入温度为250-300℃的水蒸汽进入蒸馏塔内，将哌嗪反应液从塔顶的液体入口送入蒸馏塔内，塔底的水蒸汽对塔顶混合液进行逆流加热，塔顶温度为146-150℃，蒸馏塔回流比为9，在塔顶回流器收集蒸汽冷凝液，将冷凝液泵送入膜分离器，经过膜分离得到精制哌嗪，所述膜为纳滤膜，其制备方法如以下的步骤：首先将酚醛树脂与四乙烯三胺按一定质量比在介质中完全溶解，搅拌均匀得到澄清溶液，介质由聚乙二醇和表面活性剂OP-10组成，脱气泡，加入交联剂甲醛溶液，继续搅拌，在干燥箱中60～80℃下保温1-24小时；搅拌得到铸膜液；采用延流法，将生成的铸膜液涂覆在玻璃片上，经过60-80℃真空干燥后，取出用乙醚溶液浸泡2-4小时除去介质聚乙二醇和表面活性剂OP-10，最后用乙醇和蒸馏水多次洗涤，干燥得到交联纳滤膜；所述的哌嗪反应液是以乙二胺与氨反应制备哌嗪得到的反应液。
实施例7
将哌嗪反应液注入蒸馏塔，开启塔底蒸汽发生器，从塔底送入温度为250-300℃的水蒸汽进入蒸馏塔内，将哌嗪反应液从塔顶的液体入口送入蒸馏塔内，塔底的水蒸汽对塔顶混合液进行逆流加热，塔顶温度为146-150℃，蒸馏塔回流比为11，在塔顶回流器收集蒸汽冷凝液，将冷凝液泵送入膜分离器，经过膜分离得到精制哌嗪，所述膜为纳滤膜，其制备方法如以下的步骤：首先将酚醛树脂与四乙烯三胺按一定质量比在介质中完全溶解，搅拌均匀得到澄清溶液，介质由聚乙二醇和表面活性剂OP-10组成，脱气泡，加入交联剂甲醛溶液，继续搅拌，在干燥箱中60～80℃下保温1-24小时；搅拌得到铸膜液；采用延流法，将生成的铸膜液涂覆在玻璃片上，经过60-80℃真空干燥后，取出用乙醚溶液浸泡2-4小时除去介质聚乙二醇和表面活性剂OP-10，最后用乙醇和蒸馏水多次洗涤，干燥得到交联纳滤膜；所述的哌嗪反应液是以乙二胺与氨反应制备哌嗪得到的反应液。哌嗪反应液是以乙二胺与氨反应制备哌嗪得到的反应液。

Claims (1)

1.一种膜分离精制哌嗪的方法，其特征在于，包括以下步骤：将哌嗪反应液注入蒸馏塔，开启塔底蒸汽发生器，从塔底送入温度为250-300℃的水蒸汽进入蒸馏塔内，将哌嗪反应液从塔顶的液体入口送入蒸馏塔内，塔底的水蒸汽对塔顶混合液进行逆流加热，塔顶温度为146-150℃，蒸馏塔回流比为2.5-12，在塔顶回流器收集蒸汽冷凝液，将冷凝液泵送入膜分离器，经过膜分离得到精制哌嗪，所述膜为纳滤膜，其制备方法如以下的步骤：首先将酚醛树脂与四乙烯三胺按一定质量比在介质中完全溶解，搅拌均匀得到澄清溶液，介质由聚乙二醇和表面活性剂OP-10组成，脱气泡，加入交联剂甲醛溶液，继续搅拌，在干燥箱中60～80℃下保温1-24小时；搅拌得到铸膜液；采用延流法，将生成的铸膜液涂覆在玻璃片上，经过60-80℃真空干燥后，取出用乙醚溶液浸泡2-4小时除去介质聚乙二醇和表面活性剂OP-10，最后用乙醇和蒸馏水多次洗涤，干燥得到交联纳滤膜；所述的哌嗪反应液是以乙二胺与氨反应制备哌嗪得到的反应液。
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