CN1056841C - 用普通精馏塔脱除四氢呋喃中微量水的方法 - Google Patents

Abstract

一种用普通精馏塔脱除四氢呋喃(THF)中微量水的方法，往THF中加入另一种辅助的C₃-C₅化合物组份，以便在精馏过程中，使该辅助的C₃-C₅化合物组份夹带着水分，与部分THF不断汽提至塔顶，进入塔顶冷凝器，冷凝后进入塔顶回流罐，水不断析出，沉积罐底，再从罐底排出。

本精馏过程可连续进行，工艺简单，效率高，对环境无污染，安全可靠。

Description

用普通精馏塔脱除四氢呋喃中微量水的方法

本发明涉及有机物质中微量水的脱除技术。

在阴离子聚合中，四氢呋喃(THF)是一种常用溶剂。在苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、溶聚丁苯橡胶及1，2-低分子聚丁二烯的制备或生产过程，一般多使用四氢呋喃，并且要求四氢呋喃中微量水含量≤20PPm或≤50PPm。如果不能满足此条件，就不能用于阴离子聚合。

利用溶于四氢呋喃的钠-萘化合物作催化剂，甲苯作链转移剂生产1，2-低分子聚丁二烯时，每生产1吨1，2-低分子聚丁二烯，约需上百公斤四氢呋喃和几百公斤甲苯。聚合液经水洗、简单蒸出，减压蒸馏分离出产品后，回收的溶剂中含有未反应的丁二烯、甲苯、四氢呋喃及少量丁二烯的低聚物等。要将这些化学物质妥善地回收、精制，再加以利用，是保证产品质量及降低成本的关键。

作为催化剂溶剂的四氢呋喃，既溶于有机物质，又与水互溶。市售的四氢呋喃含水1～2‰(1000～2000PPm)，回收的四氢呋喃含水量更高。作为聚合级溶剂的四氢呋喃，又必须达到含水量≤20PPm或≤50PPm的标准。因此，要千方百计地脱除四氢呋喃中这1～2‰(1000～2000PPm)的微量水。

小试研究中，一般采用金属钠丝、钠-萘、丁基锂、γ-氧化铝等脱除四氢呋喃中的微量水。

在工业化生产中，多用γ-氧化铝作吸附剂这种简单的物理吸附办法，效果差、质量不稳定，还需要定期更换吸附剂，并进行再生，工艺复杂，污染环境，也不安全。间歇生产，效率低。

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，找出一种简便、高效、连续脱除四氢呋喃中微量水的方法。

US 4,419,765(1990.4.24)提供一种从含有四氢呋喃、乙醇、水、正丁醇及高沸点物质粗反应产物中分离、回收四氢呋喃的方法；EP 0 022 469(1983.3.2)提供一种从四氢呋喃与甲醇和水的混合物中分离甲醇的方法；CN 1049339A(1991.2.20)公开了一种从含有四氢呋喃和低级醇类及水的混合物中回收四氢呋喃的方法。

上述文献均为从混合物中分离、回收四氢呋喃或甲醇，这样得到的四氢呋喃，一般都含有1～2‰(1000～2000PPm)甚至更多的微量水。而本发明的技术则是将四氢呋喃中含有的这1～2‰(1000～2000PPm)的微量水降低到百万分之20或百万分之50以下(即使四氢呋喃中微量水含量≤20PPm或≤50PPm)，甚至更低，以达到聚合级溶剂的要求。

本发明的目的通过以下的技术方案来实现：

为了脱除四氢呋喃中的微量水，本发明采用普通精馏塔将四氢呋喃进行精馏。往四氢呋喃中加入另一辅助有机化合物组份，以便在精馏过程中，使该辅助有机化合物组份夹带着水，与部分四氢呋喃一起，不断汽提至精馏塔塔顶，进入塔顶冷凝器，冷凝后再进入塔顶回流罐中，水不断析出，沉降于罐底，然后从罐底排出，四氢呋喃与该辅助有机化合物组份则返回塔内。

上述另一辅助有机化合物组份的加入量为四氢呋喃体积的5～10％。

上述另一辅助有机化合物组份为烃的化合物，诸如C₃烃、C₄烃、C₅烃等。C₃烃可以是丙烷或丙烯；C₄烃可以是丁烷、混合丁烯、1-丁烯、2-丁烯、异丁烯或丁二烯等；C₅烯可以是戊烷、戊烯或异戊二烯。

精馏塔的工艺操作条件如下：塔顶温度为30～100℃，塔顶压力为0～0.6MPa(表)；采用全回流方式。

按照本发明脱除四氢呋喃中微量水的方法，往含有微量水的四氢呋喃中加入其体积5～10％的另一辅助有机化合物组份，诸如C₃烃、C₄烃、C₅烃中的丙烷、丙烯，丁烷、混合丁烯、异丁烯、1-丁烯、2-丁烯、丁二烯、戊烷、戊烯、异戊二烯等组份的任何一种，将其混合物送入精馏塔中，控制精馏塔塔顶温度为30～100℃，塔顶压力为0～0.3MPa(表)，塔釜温度为60～150℃，采用全回流方式，即可使该辅助有机化合物组份夹带着水，与部分四氢呋喃一起，不断汽提至塔顶，进入塔顶冷凝器中，塔釜剩下的四氢呋喃的水值就慢慢降下来，直到合格。

塔釜采出四氢呋喃，可根据要求，控制微量水含量≤50PPm或≤20PPm。

采用本发明脱除四氢呋喃中微量水的方法，工艺简单，效率高，精馏过程可以连续进行。对周围环境无污染、安全可靠。

下面结合实施例进一步说明本发明，但不限制本发明的范围。

实施例1

用精馏塔脱除四氢呋喃中微量水的工艺流程见图1。

将25ml混合丁烯加入到500ml水值为1250PPm的市售AR级四氢呋喃中，混合后经管线1送入精馏塔塔釜2，塔釜2为1l的三口烧瓶，其正上方的瓶口与精馏塔塔体3相通。塔体3高1.27m，内径为25mm，塔体3内装Φ3×3mm的卡伦填料，填料层高1.0m。塔釜2采用功率为250瓦的红外灯加热，塔体3用功率为500瓦的电加热丝保温。接通电源后，塔釜2缓慢升温，混合丁烯夹带着水份，与部分四氢呋喃一起，不断汽提至塔顶，经管线4进入冷凝器5，冷却后经管线6进入回流罐7，水不断析出，沉降于回流罐7底部，经管线8排出，四氢呋喃与丁烯则经管线9返回精馏塔内。当塔顶温度稳定在64℃时，停止升温，塔顶压力为0.1MPa(表)。

塔釜采出的产品四氢呋喃水值为38PPm。

(四氢呋喃中的水值用ST-04型微量水色谱仪测定)。

实施例2

将25ml丙烷与500ml水值为2300PPm的工业级四氢呋喃混合后进行精馏，塔顶温度为85℃，塔顶压力为0.5MPa(表)。

塔釜采出的产品四氢呋喃水值含量为46PPm。

其余同实施例1。

实施例3

将50ml戊烷与500ml水值为6625PPm的四氢呋喃混合后，进行精馏，塔顶温度为65℃。塔釜采出的产品四氢呋喃水值为15PPm。

其余同实施例1。

实施例4

将50ml丙烯与500ml水值为2500PPm的四氢呋喃混合后进行精馏，塔顶温度为90℃，塔顶压力为0.4MPa(表)。

塔釜采出的产品四氢呋喃水值含量为20PPm。

其余同实施例1。

实施例5

将40ml异丁烯与500ml水值为5500PPm的四氢呋喃混合后，进行精馏，塔顶温度为56℃。

塔釜采出的产品四氢呋喃水值含量为35PPm。

其余同实施例1。

实施例6

将40ml异戊二烯与500ml水值含量为7000PPm的四氢呋喃混合后，进行精馏，塔顶温度为65℃。

塔釜采出的产品四氢呋喃水值含量为18PPm。

其余同实施例1。

实施例7

将30ml 1-丁烯与500ml水值含量为8500PPm的四氢呋喃混合后，进行精馏，塔顶温度为70℃。塔釜采出的产品四氢呋喃水值含量为25。

其余同实施例1。

实施例8

将30ml 2-丁烯与500ml水值含量为3700PPm的四氢呋喃混合后，进行精馏，塔顶温度为45℃。

塔釜采出的产品四氢呋喃水值含量为30PPm。

其余同实施例1。

实施例9

将35ml戊烯与500m水值含量为2200PPm四氢呋喃混合后，进行精馏，塔顶温度为60℃。

塔釜采出的产品四氢呋喃水值含量为20PPm。

其余同实施例1。

实施例10

将35ml丁二烯与500ml水值含量为12000PPm的四氢呋喃混合后，进行精馏，塔顶温度为35℃。

塔釜采出的产品四氢呋喃水值含量为50PPm。

其余同实施例1。

实施例11

将实施例1中脱除四氢呋喃中微量水的装置改为中试装置，工艺流程同图1。

精馏塔塔体3高5.3m，内径为80mm，填料层高2.2m，内装卡伦填料。塔釜2体积为58l，内装蒸汽加热器；冷凝器与回流罐相应增大。

将2l丁烷与40l水值含量为27,050PPm的四氢呋喃混合后，进行精馏，塔顶温度为90℃，塔顶压力为0.3MPa(表)。

塔釜采出的产品四氢呋喃水值含量为30PPm。

工业级脱除四氢呋喃中微量水的装置，采用普通精馏塔即可连续进行生产。

从以上实施例可以看，按照本发明脱除四氢呋喃中微量水的方法，可以简单、有效地脱除四氢呋喃中的微量水，使其达到聚合级溶剂的要求。

Claims (6)

1、一种脱除四氢呋喃中微量水的方法，其特征在于采用普通精馏塔将四氢呋喃进行精馏，往四氢呋喃中加入另一辅助的C₃-C₅烃化合物组份，以便在精馏过程中，使该辅助的C₃-C₅烃化合物组份夹带着水，与部分四氢呋喃一起，不断汽提至精馏塔塔顶，进入塔顶冷凝器，冷凝后进入塔顶回流罐中，水不断析出，沉降于罐底，然后从罐底排出，四氢呋喃与该辅助的C₃-C₅烃化合物组份则返回塔内。

2、根据权利要求1的脱除四氢呋喃中微量水的方法，其特征在于上述C₃-C₅烃化合物的加入量为四氢呋喃体积的5～10％。

3、根据权利要求1或2的脱除四氢呋喃中微量水的方法，其特征在于C₃烃是丙烷或丙烯。

4、根据权利要求1或2的脱除四氢呋喃中微量水的方法，其特征在于C₄烃是丁烷、混合丁烯、1-丁烯、2-丁烯、异丁烯或丁二烯。

5、根据权利要求1或2的脱除四氢呋喃中微量水的方法，其特征在于C₅烃是戊烷、戊烯或异戊二烯。

6、根据权利要求1～5任一项的脱除四氢呋喃中微量水的方法，其特征在于精馏塔塔顶温度为30～100℃，塔顶表压为0～0.6MPa；采用全回流方式。

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