CN108484483A - 一种利用蒸馏-结晶组合法精制三丙酮胺的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于三丙酮胺制备技术领域，具体涉及一种利用蒸馏‑结晶组合法精制三丙酮胺的方法。其主要工艺步骤包括：蒸馏脱除三丙酮胺粗品溶剂，蒸馏温度控制在60~90 oC；用冷水使物料降温至20~30 oC；用冰水继续降温至‑10~10 oC；离心得到三丙酮胺成品；离心母液进行减压蒸馏，釜温控制80~100 oC得到前馏分，可返回合成工序做为原料使用，釜温控制110~130 oC得到三丙酮胺成品馏分，釜液入残液罐。该工艺减少了高温度下哌啶酮向副产物的转化，提高了所制备的三丙酮胺晶体的纯度，降低了单耗并最终降低了综合生产成本。
Description
技术领域
本发明属于三丙酮胺制备技术领域，具体涉及一种利用蒸馏-结晶组合法精制三丙酮胺的方法。
背景技术
三丙酮胺化学名为2,2,6,6-四甲基哌啶酮，是一种重要的受阻胺光稳定剂中间体和医药中间体。国内多采用在高温、高真空精馏工艺对三丙酮胺进行提纯，由于该产品热敏性强，经历高温会导致重组分以及其它易变色物质产生，一方面色度较难达到精品要求，另一方面会造成生产单耗较高。
发明内容
本发明的目的就是提供一种能够有效减少物质变色产生的利用蒸馏-结晶组合法精制三丙酮胺的方法。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种利用蒸馏-结晶组合法精制三丙酮胺的方法，具体工艺步骤为：
（1）蒸馏脱除三丙酮胺粗品溶剂丙酮得粗品物料，蒸馏温度控制在60~90 oC；
（2）使所述物料缓慢降温，并通过离心分离得三丙酮胺晶体及分离母液；
（3）将上述分离母液继续降温；
（4）再将降温后的分离母液再次离心分别得到三丙酮胺成品及二次离心母液；
（5）将所述二次离心母液进行减压蒸馏，釜温控制至80~100 oC得到前馏分，该前馏分返回合成工序做为原料使用，釜温控制至110~130 oC再得三丙酮胺成品馏分，釜液入残液罐。
在上述利用蒸馏-结晶组合法精制三丙酮胺的方法中，
——所述步骤（1）中的三丙酮胺粗品为以丙酮和氨为原料采用一步法合成；
——所述步骤（1）中的蒸馏为常压蒸馏；
——所述步骤（2）中缓慢降温至15~20 oC出针状三丙酮胺晶体，其晶体纯度达99%以上；
——所述步骤（3）中出晶体后继续降温至-10~10 oC，晶体纯度达98%以上；
——所述步骤（4）中离心所得到的成品三丙酮胺纯度达98%以上，收率为80~85%；
——所述步骤（5）中减压蒸馏压力控制在2~3 KPa。
本发明所提供的一种利用蒸馏-结晶组合法精制三丙酮胺的方法的有益效果为：该方法以冷水使物料降温至15~20 oC、在用冰水继续降温至-10~10 oC的低温结晶工序代替高温度精馏工序制备三丙酮胺，减少了高温度下哌啶酮向副产物（即变色物质产生）的转化，提高了所制备的三丙酮胺晶体的纯度，降低了单耗，并最终降低了综合生产成本。
具体实施方式
实施例1：
（1）向反应釜中加入丙酮3000Kg，充氨200Kg，控制釜温60℃搅拌反应3小时，降温至45℃以下，静置20分钟，得到三丙酮胺粗品；再通过蒸馏脱除溶剂即得丙酮的粗品物料，其中蒸馏温度控制在80 oC；
（2）用冷水冷却反应釜使上述粗品物料缓慢降温至20 oC，通过离心分离得纯度为99.7%的三丙酮胺晶体及分离母液；
（3）将上述分离母液再通过冰水使其继续降温至5 oC；
（4）再将降温后的分离母液再次离心分别得到纯度为98.5%的三丙酮胺成品及二次离心母液；混合上述两次分离所得的三丙酮胺混合，其纯度为98.8%以上；其总收率80.3%；
（5）将上述二次离心母液减压至2 KPa、釜温控制至90 oC的条件下蒸馏得到前馏分，该前馏分返回合成工序做为原料使用；釜温控制至130 oC再得三丙酮胺成品馏分，釜液入残液罐；总收率能够达到94.5%。
实施例2：
（1）向反应釜中加入丙酮3000Kg，充氨200Kg，控制釜温60℃搅拌反应3小时，降温至45℃以下，静置20分钟，得到三丙酮胺粗品；再通过蒸馏脱除溶剂即得丙酮的粗品物料，其中蒸馏温度控制在80 oC；
（2）用冷水冷却反应釜使上述粗品物料缓慢降温至15 oC，通过离心分离得纯度为99.5%的三丙酮胺晶体及分离母液；
（3）将上述分离母液再通过冰水使其继续降温至5 oC；
（4）再将降温后的分离母液再次离心分别得到纯度为98.5%的三丙酮胺成品及二次离心母液；混合上述两次分离所得的三丙酮胺混合，其纯度为98.6%以上；其总收率82.2%；
（5）将上述二次离心母液减压至2.5 KPa、釜温控制至85 oC的条件下蒸馏得到前馏分，该前馏分返回合成工序做为原料使用；釜温控制至125 oC再得三丙酮胺成品馏分，釜液入残液罐；总收率能够达到95.3%。
实施例3：
（1）向反应釜中加入丙酮3000Kg，充氨200Kg，控制釜温60℃搅拌反应3小时，降温至45℃以下，静置20分钟，得到三丙酮胺粗品；再通过蒸馏脱除溶剂即得丙酮的粗品物料，其中蒸馏温度控制在80 oC；
（2）用冷水冷却反应釜使上述粗品物料缓慢降温至15 oC，通过离心分离得纯度为99.5%的三丙酮胺晶体及分离母液；
（3）将上述分离母液再通过冰水使其继续降温至0 oC；
（4）再将降温后的分离母液再次离心分别得到纯度为98.2%的三丙酮胺成品及二次离心母液；混合上述两次分离所得的三丙酮胺混合，其纯度为98.5%以上；其总收率84.5%；
（5）将上述二次离心母液减压至2.5 KPa、釜温控制至90 oC的条件下蒸馏得到前馏分，该前馏分返回合成工序做为原料使用；釜温控制至125 oC再得三丙酮胺成品馏分，釜液入残液罐；总收率能够达到96.2%。
实施例4：
（1）向反应釜中加入丙酮3000Kg，充氨200Kg，控制釜温60℃搅拌反应3小时，降温至45℃以下，静置20分钟，得到三丙酮胺粗品；再通过蒸馏脱除溶剂即得丙酮的粗品物料，其中蒸馏温度控制在80 oC；
（2）用冷水冷却反应釜使上述粗品物料缓慢降温至15 oC，通过离心分离得纯度为99.5%的三丙酮胺晶体及分离母液；
（3）将上述分离母液再通过冰水使其继续降温至-5 oC；
（4）再将降温后的分离母液再次离心分别得到纯度为98.6%的三丙酮胺成品及二次离心母液；混合上述两次分离所得的三丙酮胺混合，其纯度为98.5%以上；其总收率85.1%；
（5）将上述二次离心母液减压至3 KPa、釜温控制至80 oC的条件下蒸馏得到前馏分，该前馏分返回合成工序做为原料使用；釜温控制至120 oC再得三丙酮胺成品馏分，釜液入残液罐；总收率能够达到97.2%。
实施例5：
（1）向反应釜中加入丙酮3000Kg，充氨200Kg，控制釜温60℃搅拌反应3小时，降温至45℃以下，静置20分钟，得到三丙酮胺粗品；再通过蒸馏脱除溶剂即得丙酮的粗品物料，其中蒸馏温度控制在80 oC；
（2）用冷水冷却反应釜使上述粗品物料缓慢降温至15 oC，通过离心分离得纯度为99.5%的三丙酮胺晶体及分离母液；
（3）将上述分离母液再通过冰水使其继续降温至-10 oC；
（4）再将降温后的分离母液再次离心分别得到纯度为98.5%的三丙酮胺成品及二次离心母液；混合上述两次分离所得的三丙酮胺混合，其纯度为98.5%以上；其总收率85.5%；
（5）将上述二次离心母液减压至3.0 KPa、釜温控制至90 oC的条件下蒸馏得到前馏分，该前馏分返回合成工序做为原料使用；釜温控制至130 oC再得三丙酮胺成品馏分，釜液入残液罐；总收率能够达到97.6%。
实施例6：
（1）向反应釜中加入丙酮3000Kg，充氨200Kg，控制釜温60℃搅拌反应3小时，降温至45℃以下，静置20分钟，得到三丙酮胺粗品；再通过蒸馏脱除溶剂即得丙酮的粗品物料，其中蒸馏温度控制在80 oC；
（2）用冷水冷却反应釜使上述粗品物料缓慢降温至15 oC，通过离心分离得纯度为99.5%的三丙酮胺晶体及分离母液；
（3）将上述分离母液再通过冰水使其继续降温至-10 oC；
（4）再将降温后的分离母液再次离心分别得到纯度为98.5%的三丙酮胺成品及二次离心母液；混合上述两次分离所得的三丙酮胺混合，其纯度为98.5%以上；其总收率84.6%。；
（5）将上述二次离心母液减压至2.5 KPa、釜温控制至85 oC的条件下蒸馏得到前馏分，该前馏分返回合成工序做为原料使用；釜温控制至130 oC再得三丙酮胺成品馏分，釜液入残液罐；总收率能够达到97.0%。
在上述利用蒸馏-结晶组合法精制三丙酮胺的方法中
——上述步骤（1）中蒸馏为常压蒸馏，脱除溶剂丙酮，釜温控制在60~90oC。
溶剂沸点为56 oC。由于丙酮和水产生共沸，低于60 oC不能蒸出溶剂，高于90 oC会将其中的物料蒸出。控制在60~90 oC能尽可能多的蒸出溶剂而不带出物料。
在上述利用蒸馏-结晶组合法精制三丙酮胺的方法中
——上述步骤（1）中蒸馏为常压蒸馏，脱除溶剂丙酮，釜温控制在60~90oC。
溶剂沸点为56 oC。由于丙酮和水产生共沸，低于60 oC不能蒸出溶剂，高于90 oC会将其中的物料蒸出。控制在60~90 oC能尽可能多的蒸出溶剂而不带出物料。
——上述步骤（2）中由于组成物料的包括异丙叉丙酮、二丙酮醇、二丙酮胺、丙酮宁、佛尔酮等丙酮的二聚体、三聚体以及二聚体和三聚体的氨解产物构成的各成分的百分含量不同，其降温结晶的温度不同，缓慢降温至15~20 oC出针状三丙酮胺晶体，晶体纯度99%以上：当温度高于20 oC时不能保证收率，并且给下一步的冰水降温造成很大的压力，低于15 oC这一步的晶体纯度会降低。
——上述步骤（3）中出晶体后继续降温至-10~10oC，晶体纯度98%以上。
用冰水继续降温至-10~10 oC；冰水降温至-10 oC虽然能得到很高的收率，但纯度较低，而高于10 oC则收率低。
——上述步骤（5）中离心母液进行减压蒸馏，釜温控制80~100oC得到前馏分，可返回合成工序做为原料使用，釜温控制110~130 oC得到三丙酮胺成品馏分，釜液入残液罐。蒸前馏分低于80 oC蒸不干净，高于100 oC会带出三丙酮胺成品；蒸成品三丙酮胺低于110 oC蒸三丙酮胺困难，高于130 oC会生成较多的副产物。
该利用蒸馏-结晶组合法精制三丙酮胺在一定程度上减少了较高温度下哌啶酮向副产物的转化，可降低单耗50~100 Kg。
Claims (7)
1.一种利用蒸馏-结晶组合法精制三丙酮胺的方法，具体工艺步骤为：
（1）蒸馏脱除三丙酮胺粗品溶剂丙酮得粗品物料，蒸馏温度控制在60~90 oC；
（2）使所述物料缓慢降温，并通过离心分离得三丙酮胺晶体及分离母液；
（3）将上述分离母液继续降温；
（4）再将降温后的分离母液再次离心分别得到三丙酮胺成品及二次离心母液；
（5）将所述二次离心母液进行减压蒸馏，釜温控制至80~100 oC得到前馏分，该前馏分返回合成工序做为原料使用，釜温控制至110~130 oC再得三丙酮胺成品馏分，釜液入残液罐。
2.如权利要求1所述的一种利用蒸馏-结晶组合法精制三丙酮胺的方法，其特征在于：所述步骤（1）中的三丙酮胺粗品为以丙酮和氨为原料采用一步法合成。
3.如权利要求1所述的一种利用蒸馏-结晶组合法精制三丙酮胺的方法，其特征在于：所述步骤（1）中的蒸馏为常压蒸馏。
4.如权利要求1所述的一种利用蒸馏-结晶组合法精制三丙酮胺的方法，其特征在于：所述步骤（2）中缓慢降温至15~20 oC出针状三丙酮胺晶体，其晶体纯度达99%以上。
5.如权利要求1所述的一种利用蒸馏-结晶组合法精制三丙酮胺的方法，其特征在于：所述步骤（3）中出晶体后继续降温至-10~10 oC，晶体纯度达98%以上。
6.如权利要求1所述的一种利用蒸馏-结晶组合法精制三丙酮胺的方法，其特征在于：所述步骤（4）中离心所得到的成品三丙酮胺纯度达98%以上，收率为80~85%。
7.如权利要求1所述的一种利用蒸馏-结晶组合法精制三丙酮胺的方法，其特征在于：所述步骤（5）中减压蒸馏压力控制在2~3 KPa。
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