CN106278901A - 一种硝基甲烷纯化的新方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种硝基甲烷纯化的新方法，包括以下步骤：(1)取粗品硝基甲烷置于蒸馏容器内进行蒸馏，收集馏分并加水搅拌洗涤，静置分层，分出油相；(2)向其中投入络合剂搅动混匀，静置，滤除体系中的络合剂即得含量在99.6％以上的硝基甲烷成品。本发明根据硝基甲烷的生产工艺及主要杂质性质的特点，采用洗涤、络合吸附(络合吸附剂为氯化钙、氯化镁、硫酸镁、

Description

一种硝基甲烷纯化的新方法
技术领域
本发明涉及一种硝基甲烷纯化的新方法。
背景技术
硝基甲烷是一种无色透明油状液体，具有微弱的芳香气味。水溶液呈酸性，难溶于水，可与乙醇、醚、二甲基酰胺和丙酮等有机溶剂混溶，有毒，易燃，在空气中的爆炸极限7.1～63.0％(V/V)。其熔点-28.55℃，沸点101.2℃，相对分子质量61.04。硝基甲烷作为一种重要的有机化工产品和有机合成中间体，有较大的极性，能与许多有机化合物互溶，被广泛应用于制取炸药、火箭、燃料、医药、染料、杀虫剂、杀菌剂、稳定剂、表面活性等领域。
目前我国硝基甲烷的年产能约3.5万吨左右，但纯度达到99.99％以上的高纯度产品的份额极低，而且国内仅有山东唯一一家公司能生产该纯度的产品，但其采用的是传统、原始的重复精馏的纯化办法进行该类产品的生产。国内硝基甲烷的生产工艺主要为硫酸二甲酯亚硝基取代法，它是由硫酸二甲酯与亚硝酸钠经过取代、粗馏、精馏而得，该工艺具有原料易得、生产成本低廉、易于工业化生产的优势。但采用该法生产硝基甲烷，产品纯度难以达到99.5％以上。含量高于99.5％的高纯度硝基甲烷的生产，目前国内主要采用高回流比甚至重复精馏的办法进行生产，显然，该生产方法其精馏操作繁杂，能耗高、效率低、高纯部分份额低。由此可见，找到一种能耗低、效率高的硝基甲烷纯化新方法意义重大。
发明内容
本发明提出了一种硝基甲烷纯化的新方法，根据硝基甲烷的生产工艺及主要杂质性质的特点，采用洗涤、络合吸附(络合吸附剂为氯化钙、氯化镁、硫酸镁、分子筛等)纯化的方法对杂质予以去除从而提高其纯度。
本发明具体是通过以下技术方案来实现的：
一种硝基甲烷纯化的新方法，包括以下步骤：
(1)取粗品硝基甲烷置于蒸馏容器内进行简单蒸馏，收集馏分并加水搅拌洗涤，静置分层，分出油相；
(2)向其中投入络合剂搅动混匀，静置，滤除体系中的络合剂即得含量在99.6％以上的硝基甲烷成品。
优选地，还包括步骤：
(3)如需继续提高硝基甲烷成品纯度，可以将得到的99.6％以上的硝基甲烷成品进行1次常规精馏即可制得纯度达99.99％的高纯硝基甲烷。
优选地，步骤(1)中水占硝基甲烷的体积分数为15％～30％，加入水后的搅拌时间为20～60min。
优选地，步骤(2)中络合剂占粗品硝基甲烷的质量分数为2％～4％，搅拌络合时间为18h～24h。
优选地，所述络合剂为无水氯化钙、氯化镁、硫酸镁、分子筛中的一种。
本发明将粗品硝基甲烷置于蒸馏容器内进行蒸馏(此简单蒸馏操作主要是基于产品色度的优化而采取的纯化手段)，以水洗涤主要是除去硝基甲烷粗品中溶于水的无机杂质以及醇类有机杂质；以无水氯化钙、氯化镁、硫酸镁、分子筛为络合剂主要是吸附甲醇，乙醇以及水分等杂质。在实际试验过程中，我们欣喜地发现，通过水及络合剂的加入，不但有效地提高了硝基甲烷的含量，而且还有效地降低了体系的酸度，通过洗涤络合纯化还能明显降低粗品硝基甲烷的色度。
本发明的纯化方法使硝基甲烷含量不经精馏即可达99.6％以上，该处理方式可实现不经精馏即可达到硝基甲烷常规质量要求。对高纯硝基甲烷的生产，可将处理后的硝基甲烷继续进行常规精馏予以纯化，可大大降低精馏回流比并提高高纯馏分比例，可有效降低精馏能耗、提高精馏效率，同时还有效降低了传统的重复精馏过程的安全风险。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
量取含量为86.56％粗品硝基甲烷200毫升(重量为200×1.14＝228克)，蒸馏水40毫升投入500毫升圆底烧瓶中，常温搅拌45分钟后，将液体全部转移至梨形分液漏斗静置分层，分出水相，油相倒入500毫升三口烧瓶，经简单蒸馏收集馏分(去除前馏分)，倒入干燥的500毫升单口烧瓶中，加入于260℃以上干燥活化的氯化钙8.1克，搅拌络合22h。过滤得硝基甲烷产物，取样测得酸度为0.032％，含量为99.71％。
实施例2
称取含量为87.12％粗品硝基甲烷245克，蒸馏水60毫升于烧瓶中，常温搅拌28分钟后，静置分层，分出水相，油相倒入三口烧瓶中，经简单蒸馏收集馏分(去除前馏分)，倒入干燥的烧瓶中，加入干燥活化的氯化镁7.2克，搅拌络合20h。过滤得硝基甲烷产物，取样测得酸度为0.029％，含量为99.55％。
实施例3
称取含量为85.99％粗品硝基甲烷432克，蒸馏水73毫升于烧瓶中，常温搅拌40分钟后，静置分层，分出水相，油相倒入三口烧瓶中，经简单蒸馏收集馏分(去除前馏分)，倒入干燥的烧瓶中，加入分子筛13.4克，搅拌络合24h。过滤得硝基甲烷产物，取样测得酸度为0.031％，含量为99.66％。
实施例4
称取含量为86.55％粗品硝基甲烷435克，蒸馏水70毫升于烧瓶中，置于常温搅拌35分钟后，静置分层，分出水相，油相倒入三口烧瓶中，经简单蒸馏收集馏分(去除前馏分)，倒入干燥的烧瓶中，加入硫酸镁11.3克，搅拌络合24h。过滤得硝基甲烷产物，取样测得酸度为0.043％，含量为99.48％。
实施例5
称取含量为87.11％粗品硝基甲烷375克，用76ml蒸馏水分两次洗涤(2×38ml)，每次搅拌洗涤时间18min，静置分层，所得油相经简单蒸馏收集馏分(去除前馏分)，倒入干燥的烧瓶中，加入干燥活化的氯化钙14.8克，搅拌络合24h。过滤得硝基甲烷成品，取样测得酸度为0.023％，含量为99.74％。称取200克该硝基甲烷成品进行一次精馏，取样测得含量为99.992％。
实施例6
向3000升搪瓷釜中投入1650L含量为87.05％的粗品硝基甲烷，300升水，常温搅拌25分钟，转入分液容器静置分层分液后，将油相转入蒸发釜内进行蒸馏，收集去除少许前馏分的产物于反应釜内，投入60千克干燥活化的无水氯化钙，搅拌络合20小时，抽滤得硝基甲烷成品，取样测得含量为99.63％。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种硝基甲烷纯化的新方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)取粗品硝基甲烷置于蒸馏容器内进行蒸馏，收集馏分并加水搅拌洗涤，静置分层，分出油相；
(2)向其中投入络合剂搅动混匀，静置，滤除体系中的络合剂即得含量在99.6％以上的硝基甲烷成品。
2.如权利要求1所述的一种硝基甲烷纯化的新方法，其特征在于，还包括步骤：
(3)如需继续提高硝基甲烷成品纯度，可以将得到的99.6％以上的硝基甲烷成品进行1次常规精馏即可制得纯度达99.99％的高纯硝基甲烷。
3.如权利要求1所述的一种硝基甲烷纯化的新方法，其特征在于，步骤(1)中水占硝基甲烷的体积分数为15％～30％，加入水后的搅拌时间为20～60min。
4.如权利要求1所述的一种硝基甲烷纯化的新方法，其特征在于，步骤(2)中络合剂占粗品硝基甲烷的质量分数为2％～4％，搅拌络合时间为18h～24h。
5.如权利要求1所述的一种硝基甲烷纯化的新方法，其特征在于，所述络合剂为无水氯化钙、氯化镁、硫酸镁、分子筛中的一种。
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