CN106977360B - 一种从17α-羟基黄体酮生产废液中回收甲苯和二乙氧基甲烷的方法 - Google Patents

一种从17α-羟基黄体酮生产废液中回收甲苯和二乙氧基甲烷的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种从17α‑羟基黄体酮生产废液中回收甲苯和二乙氧基甲烷的方法,所述17α‑羟基黄体酮生产废液中含有甲苯、二乙氧基甲烷、乙烯基异丁基醚、异丁醇和乙醛,所述方法包括以下步骤:废液蒸馏、甲苯‑水共沸蒸馏、甲苯‑水冷凝、甲苯‑水液液分离、有机相蒸馏、冷凝83~88℃组分、乙烯基异丁基醚聚合反应、混合液相中和反应、二乙氧基甲烷蒸馏、二乙氧基甲烷冷凝、冷凝低于83℃组分。本发明实施例充分利用废液中各物质沸点的差别,将17α‑羟基黄体酮生产废液分成三段,合理分段有利于废液的进一步处理和有效成分的高效回收,具有工艺合理、方法简单、环保节能、操作成本低、产品回收率高等优点。

Description

一种从17α-羟基黄体酮生产废液中回收甲苯和二乙氧基甲烷 的方法
技术领域
本发明属于医药环境化工领域,特别是涉及一种从17α-羟基黄体酮生产废液中回收甲苯和二乙氧基甲烷的方法。
背景技术
目前,17α-羟基黄体酮的生产工艺主要以4-雄烯二酮为原料,经17位羰基保护、3位羰基保护、17位羟基保护、酸化反应、17位羟基保护基脱除和3位羰基保护基脱除等反应制得。
在17α-羟基黄体酮的生产过程中,酸化反应后的浓缩工序会产生废液,该生产废液含有质量分数为55%~70%的甲苯、20%~35%的二乙氧基甲烷、5%~8%的乙烯基异丁基醚、3%左右的异丁醇及1%左右的乙醛。
由于该生产废液中甲苯和二乙氧基甲烷的含量较高,有一定的回收价值,因此为了减少原料消耗、降低生产成本、满足环保需求,有必要从17α-羟基黄体酮生产废液中回收甲苯和二乙氧基甲烷。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种从17α-羟基黄体酮生产废液中回收甲苯和二乙氧基甲烷的方法,以全部或部分解决上述技术问题。
为了解决上述问题,本发明公开了一种从17α-羟基黄体酮生产废液中回收甲苯和二乙氧基甲烷的方法,所述17α-羟基黄体酮生产废液中含有甲苯、二乙氧基甲烷、乙烯基异丁基醚、异丁醇和乙醛,所述方法包括以下步骤:
步骤(1)、废液蒸馏:将17α-羟基黄体酮生产废液加入蒸馏设备中进行常压蒸馏,控制气相温度在88~108.4℃之间停止蒸馏,所得的气相物料用于所述二乙氧基甲烷的回收处理,所得的液相物料用于甲苯的回收处理;
步骤(2)、甲苯-异丁醇共沸蒸馏:将所述步骤(1)所得的液相物料转入至蒸馏设备中,向所述液相物料中加入试剂水进行共沸蒸馏,控制气相温度在84.1℃~89.9℃之间停止蒸馏,所得的液相物料为含有水和异丁醇的釜残,所得的气相物料为甲苯和水的混合物;
步骤(3)、甲苯-水冷凝:将所述步骤(2)所得的气相物料进行冷凝处理,得到甲苯-水混合液;
步骤(4)、甲苯-水液液分离:将所述步骤(3)所得的物料加入液-液分离设备中进行分离处理,所得的水相进入废水池,所得的有机相进入下一步骤;
步骤(5)、有机相蒸馏:将步骤(4)所得的有机相转入至蒸馏设备中,控制气相温度在100~110.6℃之间停止蒸馏,所得的气相物料进入步骤(3),经冷凝后套用,所得的液相物料即为甲苯产品;
步骤(6)、冷凝83~88℃组分:控制所述步骤(1)中常压蒸馏的气相温度,得到沸点在83~88℃的气相,对其进行冷凝处理,得到二乙氧基甲烷和乙烯基异丁基醚的混合液相;
步骤(7)、乙烯基异丁基醚聚合反应:向所述步骤(6)所得的混合液相中加入酸性催化剂,乙烯基异丁基醚发生聚合反应;
步骤(8)、混合液相中和反应,向所述步骤(7)所得的物料中加入碱性试剂,调节pH值至7左右;
步骤(9)、二乙氧基甲烷蒸馏:将所述步骤(8)所得的物料转入至蒸馏设备中进行蒸馏处理,所得的液相物料为乙烯基异丁基醚聚合物釜残,所得的气相物料进入下一步;
步骤(10)、二乙氧基甲烷冷凝:将所述步骤(9)所得的气相物料冷凝,得到二乙氧基甲烷产品。
步骤(11)、冷凝低于83℃组分:控制所述步骤(1)中常压蒸馏的气相温度,得到沸点低于83℃的气相,对其进行冷凝处理,得到含有乙醛的液相物料。
可选地,在所述步骤(2)中,添加的所述水的质量与液相物料的质量比为0.2:1~2.0:1。
可选地,在所述步骤(7)中,所述的酸性催化剂为对甲苯磺酸、浓硫酸、硫酰氯、氟硼酸、高氯酸中至少一种。
可选地,在所述步骤(7)中,所述酸性催化剂的质量与所述混合液相的质量比为0.01:1~0.1:1;
所述聚合反应的温度为20~35℃,反应时间1.0~5.0h。
可选地,在所述步骤(8)中,所述的碱性试剂为碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾和三乙胺中至少一种。
可选地,在所述步骤(1)、步骤(2)、步骤(5)和步骤(9)中,所述的蒸馏设备为填料塔或板式塔。
可选地,在所述步骤(4)中,所述的液-液分离设备为沉降式分离器、离心式分离器或高效油水式分离器。
与现有技术相比,本发明包括以下优点:
(1)、本发明实施例充分利用废液中各物质沸点的差别,将17α-羟基黄体酮生产废液分成三段,即乙醛段、乙烯基异丁基醚和二乙氧基甲烷段、异丁醇和甲苯段,合理分段有利于废液的进一步处理和有效成分的高效回收。
(2)、本发明实施例充分利用了废液中各组分的沸点之间的差别,采用共沸蒸馏技术将甲苯与异丁醇分离,然后再利用甲苯与水不互溶及二者共沸的特点,通过液-液分离和共沸蒸馏得到甲苯产品,甲苯回收率在90%以上,甲苯纯度99%以上,水分0.2%以下。
(3)、本发明实施例充分利用乙烯基异丁基醚在酸性条件下易聚合的特点,向乙烯基异丁基醚和二乙氧基甲烷的混合液中加入酸性催化剂,使乙烯基异丁基醚发生聚合反应,然后调节pH值至中性,采用蒸馏技术将二乙氧基甲烷分离,二乙氧基甲烷回收率在90%以上,纯度99%以上。
(4)、本发明实施例采用该工艺技术从17α-羟基黄体酮生产废液中回收的甲苯可以直接套用于17α-羟基黄体酮的生产过程中;二乙氧基甲烷可以直接套用于甲基化试剂的合成过程中。
(5)、本发明实施例提供充分利用了17α-羟基黄体酮生产废液中各物质的特点和过程的特殊性,具有工艺合理、方法简单、环保节能、操作成本低、产品回收率高等优点,解决了废液中甲苯和二乙氧基甲烷高效回收利用的技术难题,符合绿色化工的宗旨。
附图说明
图1是本发明实施例所述的一种从17α-羟基黄体酮生产废液中回收甲苯和二乙氧基甲烷的方法的流程图;
图2是本发明实施例所述的一种从17α-羟基黄体酮生产废液中回收甲苯和二乙氧基甲烷的方法的示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
下面通过实施例对本发明所述方法的实现流程进行详细说明。
本发明实施例提供了一种从17α-羟基黄体酮生产废液中回收甲苯和二乙氧基甲烷的方法。
参照图1,其示出了本发明实施例所述的一种从17α-羟基黄体酮生产废液中回收甲苯和二乙氧基甲烷的方法的流程图,图2是本发明实施例所述的一种从17α-羟基黄体酮生产废液中回收甲苯和二乙氧基甲烷的方法的示意图,参照图1和图2,所述方法包括以下步骤:
步骤(1)、废液蒸馏:将17α-羟基黄体酮生产废液加入蒸馏设备中进行常压蒸馏,控制气相温度在88~108.4℃之间停止蒸馏,所得的气相物料用于所述二乙氧基甲烷的回收处理,所得的液相物料用于甲苯的回收处理。
本发明实施例提供的17α-羟基黄体酮生产废液含有质量分数为5%~70%的甲苯、20%~35%的二乙氧基甲烷、5%~8%的乙烯基异丁基醚、3%左右的异丁醇及1%左右的乙醛。废液中各组分的沸点如表1所示。
表1 17α-羟基黄体酮生产废液中各物质沸点
物质 乙醛 乙烯基异丁基醚 二乙氧基甲烷 异丁醇 甲苯
沸点/℃ 20.9 83 88 108.4 110.6
本发明实施例充分利用废液中各物质沸点的差别,将17α-羟基黄体酮生产废液分成三段,即乙醛段、乙烯基异丁基醚和二乙氧基甲烷段、异丁醇和甲苯段,合理分段有利于废液的进一步处理和有效成分的高效回收。
本步骤中,基于废液中各组分的沸点,控制蒸馏过程中气相的温度在88℃~108.4℃时停止蒸馏,所得的液相包括甲苯和异丁醇,用于甲苯的回收;所得的气相包括乙醛、乙烯基异丁基醚和二乙氧基甲烷,用于二乙氧基甲烷的回收。
步骤(2)、甲苯-水共沸蒸馏:将所述步骤(1)所得的液相物料转入至蒸馏设备中,向所述液相物料中加入试剂水进行共沸蒸馏,控制气相温度在84.1℃~89.9℃之间停止蒸馏,所得的液相物料为含有水和异丁醇的釜残,所得的气相物料为甲苯和水的混合物。
甲苯-水的共沸点为84.1℃、异丁醇-水的共沸点为89.9℃、水的沸点微100℃、异丁醇的沸点为108.4℃、甲苯的沸点为110.6℃。利用上述单组分的沸点以及混合组分的共沸点的性质,本发明实施例在得到甲苯和异丁醇的液相物料后,向甲苯和异丁醇中加入水,进行共沸蒸馏,控制气相温度在84.1℃~89.9℃之间停止蒸馏,这时气相物料为甲苯和水的混合物,液相物料为含有水和异丁醇的釜残。
优先地,在所述步骤(2)中,添加的水的质量与添加至蒸馏设备中的液相物料的质量比为0.2:1~2.0:1。
步骤(3)、甲苯-水冷凝:将所述步骤(2)所得的气相物料进行冷凝处理,得到甲苯-水混合液。
步骤(4)、甲苯-水液液分离:将所述步骤(3)所得的物料加入液-液分离设备中进行分离处理,所得的水相进入废水池,所得的有机相进入下一步骤。
步骤(5)、有机相共沸蒸馏:将步骤(4)所得的有机相转入至蒸馏设备中,控制气相温度在100~110.6℃之间停止蒸馏,所得的气相物料进入步骤(3),经冷凝后套用,所得的液相物料即为甲苯产品。
上述步骤所得的有机相含有甲苯和少量的水,为出去甲苯中的少量水,对有机相进行蒸馏处理。甲苯的沸点在110.6℃,控制蒸馏温度在100~110.6℃之间,使有机相中的水蒸出,剩余相为甲苯产品。
蒸出的气相水可以循环至步骤3中,与步骤(2)所得的气相甲苯和水的混合物混合,进行步骤(3)操作。
优选地,在所述步骤(4)中,所述的液-液分离设备为沉降式分离器、离心式分离器或高效油水式分离器。
本发明充分利用了废液中各组分的沸点之间的差别,采用共沸蒸馏技术将甲苯与异丁醇分离,然后再利用甲苯与水不互溶及二者共沸的特点,通过液-液分离和共沸蒸馏得到甲苯产品,甲苯回收率在90%以上,甲苯纯度99%以上,水分0.2%以下。
步骤(6)、冷凝83~88℃组分:控制所述步骤(1)中常压蒸馏的气相温度,得到沸点在83~88℃的气相,对其进行冷凝处理,得到二乙氧基甲烷和乙烯基异丁基醚的混合液相。
步骤(7)、乙烯基异丁基醚聚合反应:向所述步骤(6)所得的混合液相中加入酸性催化剂,乙烯基异丁基醚发生聚合反应。
本发明实施例利用乙烯基异丁基醚在酸性催化剂下易发生聚合反应,生产聚合物的性质,以分离混合液相中的二乙氧基甲烷和乙烯基异丁基醚。
优选地,在所述步骤(7)中,所述的酸性催化剂为对甲苯磺酸、浓硫酸、硫酰氯、氟硼酸、高氯酸中至少一种。
优选地,在所述步骤(7)中,所述酸性催化剂的质量与所述混合液相的质量比为0.01:1~0.1:1;
优选地,所述聚合反应的温度为20~35℃,反应时间1.0~5.0h。
步骤(8)、混合液相中和反应,向所述步骤(7)所得的物料中加入碱性试剂,调节pH值至7左右。
由于步骤(7)中加入了酸性催化剂,使得反应液呈酸性,为调整反应液的温度至中性,本步骤想步骤(7)所得的物料中加入碱性试剂。
优选地,在所述步骤(8)中,所述的碱性试剂为碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾和三乙胺中至少一种。
步骤(9)、二乙氧基甲烷蒸馏:将所述步骤(8)所得的物料转入至蒸馏设备中进行蒸馏处理,所得的液相物料为乙烯基异丁基醚聚合物釜残,所得的气相物料进入下一步。
步骤(10)、二乙氧基甲烷冷凝:将所述步骤(9)所得的气相物料冷凝,得到二乙氧基甲烷产品。
本发明实施例充分利用乙烯基异丁基醚在酸性条件下易聚合的特点,向乙烯基异丁基醚和二乙氧基甲烷的混合液中加入酸性催化剂,使乙烯基异丁基醚发生聚合反应,然后调节pH值至中性,采用蒸馏技术将二乙氧基甲烷分离,二乙氧基甲烷回收率在90%以上,纯度99%以上。
步骤(11)、冷凝低于83℃组分:控制所述步骤(1)中常压蒸馏的气相温度,得到沸点低于83℃的气相,对其进行冷凝处理,得到含有乙醛的液相物料。
优选地,在所述步骤(1)、步骤(2)、步骤(5)和步骤(9)中,所述的蒸馏设备为填料塔或板式塔。
本发明实施例采用该工艺技术从17α-羟基黄体酮生产废液中回收的甲苯可以直接套用于17α-羟基黄体酮的生产过程中;二乙氧基甲烷可以直接套用于甲基化试剂的合成过程中。
本发明实施例提供充分利用了17α-羟基黄体酮生产废液中各物质的特点和过程的特殊性,具有工艺合理、方法简单、环保节能、操作成本低、产品回收率高等优点,解决了废液中甲苯和二乙氧基甲烷高效回收利用的技术难题,符合绿色化工的宗旨。
为使本领域技术人员更好地理解本发明,以下通过多个具体的实施例来说明本发明实施例提供的从17α-羟基黄体酮生产废液中回收甲苯和二乙氧基甲烷的方法。
实施例1
经检测,17α-羟基黄体酮生产废液中含有质量分数为70%甲苯,20%二乙氧基甲烷,5%乙烯基异丁基醚,3.5%异丁醇和1.5%乙醛。
将1kg 17α-羟基黄体酮生产废液转入至2L蒸馏瓶中,连接填料塔、冷凝管和接收瓶,加热蒸馏,除去未冷凝组分,接收到10g 83℃以下组分,230g83~88℃组分,蒸馏瓶内剩余710g。
向上一步的蒸馏瓶中加入142g水,加热蒸馏,除去未冷凝组分,接收到790g甲苯-水共沸物。
通过液-液分离,将甲苯与水分离,再通过共沸蒸馏,除去甲苯相中的微量水,得到630g甲苯,甲苯回收率90%,甲苯纯度99.2%,水分0.15%。
将200g 83~88℃组分转入至500mL反应烧瓶中,加入1g对甲苯磺酸和1g浓硫酸,20℃下,聚合反应5h。
聚合反应结束后,向反应液中加入1.7g三乙胺,调节pH值至中性。
将聚合反应液转入500mL蒸馏瓶中,加热蒸馏,冷凝后,接收到182g二乙氧基甲烷,二乙氧基甲烷回收率91%,纯度99%。
实施例2
经检测,17α-羟基黄体酮生产废液中含有质量分数为60%甲苯,28%二乙氧基甲烷,8%乙烯基异丁基醚,3%异丁醇和1%乙醛。
将1kg 17α-羟基黄体酮生产废液转入至2L蒸馏瓶中,连接填料塔、冷凝管和接收瓶,加热蒸馏,除去未冷凝组分,接收到8g 83℃以下组分,340g83~88℃组分,蒸馏瓶内剩余610g。
向上一步的蒸馏瓶中加入610g水,加热蒸馏,除去未冷凝组分,接收到730g甲苯-水共沸物。
通过液-液分离,将甲苯与水分离,再通过共沸蒸馏,除去甲苯相中的微量水,得到546g甲苯,甲苯回收率91%,甲苯纯度99%,水分0.12%。
将340g 83~88℃组分转入至500mL反应烧瓶中,加入10g高氯酸和7g硫酰氯,28℃下,聚合反应3h。
聚合反应结束后,向反应液中加入10.5g碳酸钠和4.4g碳酸氢钠,调节pH值至中性。
将聚合反应液转入500mL蒸馏瓶中,加热蒸馏,冷凝后,接收到252g二乙氧基甲烷,二乙氧基甲烷回收率90%,纯度99.3%。
实施例3
经检测,17α-羟基黄体酮生产废液中含有质量分数为55%甲苯,35%二乙氧基甲烷,6%乙烯基异丁基醚,3%异丁醇和1%乙醛。
将1kg 17α-羟基黄体酮生产废液转入至2L蒸馏瓶中,连接填料塔、冷凝管和接收瓶,加热蒸馏,除去未冷凝组分,接收到8g 83℃以下组分,390g83~88℃组分,蒸馏瓶内剩余550g。
向上一步的蒸馏瓶中加入1100g水,加热蒸馏,除去未冷凝组分,接收到670g甲苯-水共沸物。
通过液-液分离,将甲苯与水分离,再通过共沸蒸馏,除去甲苯相中的微量水,得到500g甲苯,甲苯回收率90.9%,甲苯纯度99.1%,水分0.14%。
将390g 83~88℃组分转入至500mL反应烧瓶中,加入19g氟硼酸和20g硫酰氯,35℃下,聚合反应1h。
聚合反应结束后,向反应液中加入29.8g碳酸钾和14.8g碳酸氢钾,调节pH值至中性。
将聚合反应液转入500mL蒸馏瓶中,加热蒸馏,冷凝后,接收到322g二乙氧基甲烷,二乙氧基甲烷回收率92%,纯度99.1%。
以上对本发明所提供的一种从17α-羟基黄体酮生产废液中回收甲苯和二乙氧基甲烷的方法进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种从17α-羟基黄体酮生产废液中回收甲苯和二乙氧基甲烷的方法,所述17α-羟基黄体酮生产废液中含有甲苯、二乙氧基甲烷、乙烯基异丁基醚、异丁醇和乙醛,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
步骤(1)、废液蒸馏:将17α-羟基黄体酮生产废液加入蒸馏设备中进行常压蒸馏,控制气相温度在88~108.4℃之间停止蒸馏,所得的气相物料用于所述二乙氧基甲烷的回收处理,所得的液相物料用于甲苯的回收处理;
步骤(2)、甲苯-水共沸蒸馏:将所述步骤(1)所得的液相物料转入至蒸馏设备中,向所述液相物料中加入试剂水进行共沸蒸馏,控制气相温度在84.1~89.9℃之间停止蒸馏,所得的液相物料为含有水和异丁醇的釜残,所得的气相物料为甲苯和水的混合物;
步骤(3)、甲苯-水冷凝:将所述步骤(2)所得的气相物料进行冷凝处理,得到甲苯-水混合液;
步骤(4)、甲苯-水液液分离:将所述步骤(3)所得的物料加入液-液分离设备中进行分离处理,所得的水相进入废水池,所得的有机相进入下一步骤;
步骤(5)、有机相蒸馏:将步骤(4)所得的有机相转入至蒸馏设备中,控制气相温度在100~110.6℃之间停止蒸馏,所得的气相物料进入步骤(3),经冷凝后套用,所得的液相物料即为甲苯产品;
步骤(6)、冷凝83~88℃组分:控制所述步骤(1)中常压蒸馏的气相温度,得到沸点在83~88℃的气相,对其进行冷凝处理,得到二乙氧基甲烷和乙烯基异丁基醚的混合液相;
步骤(7)、乙烯基异丁基醚聚合反应:向所述步骤(6)所得的混合液相中加入酸性催化剂,乙烯基异丁基醚发生聚合反应;
步骤(8)、混合液相中和反应,向所述步骤(7)所得的物料中加入碱性试剂,调节pH值至7左右;
步骤(9)、二乙氧基甲烷蒸馏:将所述步骤(8)所得的物料转入至蒸馏设备中进行蒸馏处理,所得的液相物料为乙烯基异丁基醚聚合物釜残,所得的气相物料进入下一步;
步骤(10)、二乙氧基甲烷冷凝:将所述步骤(9)所得的气相物料冷凝,得到二乙氧基甲烷产品;
步骤(11)、冷凝低于83℃组分:控制所述步骤(1)中常压蒸馏的气相温度,得到沸点低于83℃的气相,对其进行冷凝处理,得到含有乙醛的液相物料。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述步骤(2)中,添加的所述水的质量与液相物料的质量比为0.2:1~2.0:1。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述步骤(7)中,所述的酸性催化剂为对甲苯磺酸、浓硫酸、硫酰氯、氟硼酸、高氯酸中至少一种。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述步骤(7)中,所述酸性催化剂的质量与所述混合液相的质量比为0.01:1~0.1:1;
所述聚合反应的温度为20~35℃,反应时间1.0~5.0h。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述步骤(8)中,所述的碱性试剂为碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾和三乙胺中至少一种。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述步骤(1)、步骤(2)、步骤(5)和步骤(9)中,所述的蒸馏设备为填料塔或板式塔。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述步骤(4)中,所述的液-液分离设备为沉降式分离器、离心式分离器或高效油水式分离器。
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