CN110652744A - 一种分离卤化物和碳酸盐的有机萃取剂及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种分离卤化物和碳酸盐的有机萃取剂，属于精细化工技术领域。所述有机萃取剂包括活性成分和助剂，所述活性成分包括低碳醇、低碳醚、乙腈中的一种或几种，所述助剂包括甲苯、2,6‑二叔丁基‑4‑甲基苯酚，二苯甲酮中的一种或几种。本发明还提供利用有机萃取剂进行分离的方法，向卤化物和碳酸盐的混合物中加入有机萃取剂，有机萃取剂将卤化物溶解进行萃取，萃取结束后固液分离，固体干燥后得到碳酸盐，液体经真空干燥脱除溶剂，得到卤化物，进而实现分离卤化物和碳酸盐的目的。本发明有机萃取剂可以在常温常压下进行萃取，实现卤化物与碳酸盐的分离，其萃取条件温和，经结晶干燥后，卤化物的纯度高于99％，萃取后碳酸盐中卤化物的含量低于1％。

Description

一种分离卤化物和碳酸盐的有机萃取剂及方法

技术领域

本发明属于精细化工技术领域，具体为一种分离卤化物和碳酸盐的有机萃取剂及方法。

背景技术

在制备催化剂或者精细化学品的生产工艺中，碳酸盐与卤化物经常需要分离，但由于它们在水中的溶解性都比较好，采用溶解度的差异进行分离较为困难，甚至直接作为废液处理。

保护环境，维护生态环境，防止和治理污染，充分有效地开发利用自然资源是经济发展的重要基础。围绕绿色、低碳、循环发展的理念，将有用的原料循环使用，副产物分离后作为产品使用。在源头上，将老旧工艺的废物分离，净化成为有用的产品。

在催化剂制备，或者精细化学品生产过程中，卤化工序采用卤化物作为原料，碳酸盐作为反应物或者催化剂，反应副产生成卤化物。由于反应需要，碳酸盐通常为过量状态，反应结束后，与生成的卤化物混合，加水溶解固渣，作为废液排放，容易造成环境污染和原料浪费。

萃取是利用系统中组分在溶剂中有不同的溶解度来分离混合物的单元操作。如何找寻合适的萃取剂配方，高效、精准的分离碳酸盐与卤化物，将碳酸盐回用，卤化物浓缩提纯，成为对新工艺的挑战。

发明内容

本发明的目的在于提供一种分离卤化物和碳酸盐的有机萃取剂和方法。经本发明有机萃取剂及方法对卤化物和碳酸盐的混合物进行处理后，卤化物的纯度高于99％，碳酸盐中卤化物的含量低于1％。本发明有机萃取剂及分离方法适用于催化剂生产，有机合成中间体的提纯，能够有效降低固废的排放量。

本发明目的通过以下技术方案来实现：

一种分离卤化物和碳酸盐的有机萃取剂，所述有机萃取剂包括活性成分和助剂，所述活性成分包括低碳醇、低碳醚、乙腈中的一种或几种，所述助剂包括甲苯、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚，二苯甲酮中的一种或几种。

本申请有机萃取剂中活性成分是主体溶剂，通过比例的改变确定最终溶剂的极性，进而影响它的溶解性，达到只溶解卤化物，不溶解碳酸盐的目的；助剂的目的是微调溶剂的性质，甲苯的作用是较低程度提升非极性，让混合溶剂更加稳定，酚类的加入是增加醚类稳定性，酮类是阻聚剂，同时也是水分指示剂，可以间接表征溶剂是否变质。

进一步，所述有机萃取剂中水含量低于0.5％。水含量过高会增加碳酸盐的溶解度，出来的产品卤化物中会含有碳酸盐。

进一步，所述低碳醇为C1-4的碳醇，所述低碳醚为C1-4的碳醚。优选的低碳醇和底碳醚是由极性决定的，不同碳量，极性相差很多，溶解性就会有很大差异。

进一步，所述活性成为包括甲醇、乙醇、正丁醇、乙醚和乙腈的混合物，其质量比为(0-80)：(0-60)：(0-5)：(0-10)：(0-10)。

进一步，所述有机萃取剂为包括甲醇、乙醇、正丁醇、乙醚、乙腈和助剂的混合物，其质量比为(0-80)：(0-60)：(0-5)：(0-10)：(0-10)：(1-5)。

进一步，所述助剂为包括甲苯、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚，二苯甲酮的混合物，其质量比为100：(0.07-0.1)：(1-5)。这个比例配方可以精准的将溴化钾中的碳酸钾除去，回用溴化物。

进一步，所述卤化物为溴化钾，溴化钠中的一种或两种；所述碳酸盐为碳酸钾，碳酸钠，碳酸氢钾，碳酸氢钠中的一种或几种。

进一步，所述有机萃取剂在储存时需加入碱性干燥剂进行保存。

一种分离卤化物和碳酸盐的方法，所述方法采用上述所述的有机萃取剂实现，具体方法为：

向卤化物和碳酸盐的混合物中加入有机萃取剂，有机萃取剂将卤化物溶解进行萃取，萃取结束后固液分离，固体干燥后得到碳酸盐，液体经真空干燥脱除溶剂，得到卤化物，进而实现分离卤化物和碳酸盐的目的。

进一步，所述萃取温度为20-50℃，时间为1-4小时，萃取过程中需搅拌加强传质。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明有机萃取剂可以在常温常压下进行萃取，实现卤化物与碳酸盐的分离，其萃取条件温和，经结晶干燥后，卤化物的纯度高于99％，萃取后碳酸盐中卤化物的含量低于1％，且整个萃取在无水条件下实现，有利于和相应的生产工艺相匹配。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

催化剂生产(以溴化钾和碳酸钾为例)

催化剂溴化工段，采用的介质是无水有机溶剂，在碳酸钾催化剂体系有机溴化物在碳酸钾作用下，生成溴化钾沉淀。脱溶剂后，碳酸钾与溴化钾固体混合物中碳酸钾与溴化钾的质量分数分别为34％-40％，30％-35％。月生产40吨催化剂的固渣排放量大约5吨/月。

现有工艺采用直接用水将碳酸钾与溴化钾固体混合物溶解后，汇入污水处理系统。新工艺采用本实施例的有机萃取剂，每个月使用有机萃取剂0.5吨，单次消耗量<4％。

其中，有机萃取剂由甲醇、乙醇、正丁醇、乙醚、乙腈、甲苯、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、二苯甲酮组成，其质量比为25:50:2:5:10:1:0.0005:0.03，每次循环后需要补足比例。补充后，相对误差低于5％。

向碳酸钾与溴化钾固体混合物中加入上述有机萃取剂进行萃取，萃取温度为室温，时间为2小时，萃取后固液分离，固体干燥(100hPa，40℃，4小时)后得到碳酸钾(溴化钾含量低于2％)，回工序循环使用；溶液经真空干燥(100hPa，40℃，6小时)脱溶剂后，得到溴化钾固体，纯度为99.2％-99.5％。脱除的溶剂与有机萃取剂混合，循环使用。整个萃取工艺无水操作，与原工艺匹配，直接回用，没有水的引入，也降低了蒸发过程中的能耗。

现有工艺采用水洗的方式，每个月的废水排放量大约为15吨。采用本实施例有机萃取剂后，每个月的固渣排放量由5吨降低至1吨，这是由于碳酸钾循环使用十余次后，有不溶物及其他杂质，达不到循环使用标准后，水洗排放。废水量由15吨/月降低至2吨。采用本实施例有机萃取剂萃取分离的新工艺后，每个月节省碳酸钾约1.5吨，生产溴化钾约1.2吨，利润与有机萃取剂工艺消耗基本持平，每个月减排废水约12吨，固渣约4吨。

当把溴化钾换成其它溴化钠，或者把碳酸钾换成碳酸钠，碳酸氢钾，碳酸氢钠也能通过本实施例的有机萃取剂及方法实现分离，只是效果没有溴化钾和碳酸钾分离的效果好。

实施例2

医药中间体行业(以溴化钾和碳酸钾为例)

在轮环藤宁生产工序中，采用含溴有机物扩环，介质为无水有机溶剂，催化体系为碳酸钾。脱溶剂后，碳酸钾与溴化钾固体混合物中碳酸钾与溴化钾的质量分数分别为60％-80％，10％-15％。每年生产10吨的生产线，固渣排放量大约200吨/年。

本实施例有机萃取剂由甲醇、乙醇、正丁醇、乙醚、乙腈、甲苯、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、二苯甲酮组成，其质量比为50:50:5:10:10:4:0.004:0.2，每次循环后需要补足比例。补充后，相对误差低于5％。每年使用萃取剂50吨，消耗量<10％。

向碳酸钾与溴化钾固体混合物中加入上述有机萃取剂进行萃取，萃取温度为35℃，时间为4小时，萃取后固液分离，固体干燥(100hPa，40℃，4小时)后得到碳酸钾(溴化钾含量低于1％)，回工序循环使用。溶液经真空干燥(100hPa，40℃，6小时)脱溶剂后，得到溴化钾固体，纯度为99％-99.2％。脱除的溶剂与有机萃取剂混合，经分析、配料达标后，循环使用。

由于现有工艺采用水洗的方式，每年的废水排放量大约为1000吨。采用本实施例有机萃取剂后，每年的固渣排放量由200吨降低至2吨。有机合成过程中的副产慢慢累积在碳酸钾中，循环使用数次后，达不到循环使用标准后，水洗排放。废水量由1000吨/年降低至10吨/年。采用有机萃取剂工艺后，每年节省碳酸钾约150吨，生产溴化钾约30吨。每年减排废水约990吨，固渣约180吨。

当把溴化钾换成其它溴化钠，或者把碳酸钾换成碳酸钠，碳酸氢钾，碳酸氢钠也能通过本实施例的有机萃取剂及方法实现分离，只是效果没有溴化钾和碳酸钾分离的效果好。

实施例3

精细化学品合成(以溴化钾和碳酸钾为例)

在大环化合物生产工序中，采用溴苯类有机物扩链，介质为无水有机溶剂，催化体系为碳酸钾。脱溶剂后，碳酸钾与溴化钾固体混合物中碳酸钾与溴化钾的质量分数分别为50％-70％，10％-20％。年生产1吨的生产线，固渣排放量大约8吨/年。

本实施例有机萃取剂甲醇、乙醇、正丁醇、乙醚、乙腈、甲苯、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、二苯甲酮组成，其质量比为80:30:1:7:10:2:0.0014:0.02，每次循环后需要补足比例。补充后，相对误差低于5％。每年使用萃取剂1吨，消耗量<10％。

向碳酸钾与溴化钾固体混合物中加入上述有机萃取剂进行萃取，萃取温度为35℃，时间为4小时，萃取后固液分离，固体干燥(100hPa，40℃，4小时)后得到碳酸钾(溴化钾含量低于1％)，回工序循环使用。溶液经真空干燥(100hPa，40℃，6小时)脱溶剂后，得到溴化钾固体，纯度为99％-99.3％。脱除的溶剂与有机萃取剂混合，经分析、配料达标后，循环使用。

由于现有工艺采用水洗的方式，每年的废水排放量大约为30吨。采用萃取剂后，每年的固渣排放量由8吨降低至2吨。有机合成过程中有大分子副产慢慢累积在碳酸钾中，达不到循环使用标准后，水洗排放。废水量由30吨/年降低至5吨/年。采用有机萃取剂工艺后，每年节省碳酸钾约5吨，生产溴化钾约1.5吨。每年减排废水约25吨，固渣约6吨。

当把溴化钾换成其它溴化钠，或者把碳酸钾换成碳酸钠，碳酸氢钾，碳酸氢钠也能通过本实施例的有机萃取剂及方法实现分离，只是效果没有溴化钾和碳酸钾分离的效果好。

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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种分离卤化物和碳酸盐的有机萃取剂，其特征在于，所述有机萃取剂包括活性成分和助剂，所述活性成分包括低碳醇、低碳醚、乙腈中的一种或几种，所述助剂包括甲苯、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚，二苯甲酮中的一种或几种。

2.如权利要求1所述一种分离卤化物和碳酸盐的有机萃取剂，其特征在于，所述有机萃取剂中水含量低于0.5％。

3.如权利要求1所述一种分离卤化物和碳酸盐的有机萃取剂，其特征在于，所述低碳醇为C1-4的碳醇，所述低碳醚为C1-4的碳醚。

4.如权利要求1所述一种分离卤化物和碳酸盐的有机萃取剂，其特征在于，所述活性成为包括甲醇、乙醇、正丁醇、乙醚和乙腈的混合物，其质量比为(0-80)：(0-60)：(0-5)：(0-10)：(0-10)。

5.如权利要求1所述一种分离卤化物和碳酸盐的有机萃取剂，其特征在于，所述有机萃取剂为包括甲醇、乙醇、正丁醇、乙醚、乙腈和助剂的混合物，其质量比为(0-80)：(0-60)：(0-5)：(0-10)：(0-10)：(1-5)。

6.如权利要求1所述一种分离卤化物和碳酸盐的有机萃取剂，其特征在于，所述助剂为包括甲苯、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚，二苯甲酮的混合物，其质量比为100：(0.07-0.1)：(1-5)。

7.如权利要求1所述一种分离卤化物和碳酸盐的有机萃取剂，其特征在于，所述卤化物为溴化钾，溴化钠中的一种或两种；所述碳酸盐为碳酸钾，碳酸钠，碳酸氢钾，碳酸氢钠中的一种或几种。

8.如权利要求1所述一种分离卤化物和碳酸盐的有机萃取剂，其特征在于，所述有机萃取剂在储存时需加入碱性干燥剂进行保存。

9.一种分离卤化物和碳酸盐的方法，其特征在于，所述方法采用上述权利要求1至8任一项所述的有机萃取剂实现，具体方法为：

向卤化物和碳酸盐的混合物中加入有机萃取剂，有机萃取剂将卤化物溶解进行萃取，萃取结束后固液分离，固体干燥后得到碳酸盐，液体经真空干燥脱除溶剂，得到卤化物，进而实现分离卤化物和碳酸盐的目的。

10.如权利要求9所述一种分离卤化物和碳酸盐的方法，其特征在于，所述萃取温度为20-50℃，时间为1-4小时，萃取过程中需搅拌加强传质。