CN112608619A - 一种焦油紫的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种焦油紫的制备方法，包括以下步骤：将生物质焦油减压蒸馏得母液A，加入无水乙醇精馏，收集精馏轻组分并去除，剩余液体为焦油紫母体；本发明以果木炭、秸秆或树叶的干馏冷凝液的下层组分木焦油为原料，经减压蒸馏去除部分低沸点物质，再以乙醇作为少量溶剂和反应原料采用精馏处理，提高了焦油紫的产率；本发明通过调整减压蒸馏压力、温度及精馏温度，可以得到焦油紫含量65wt％以上的大宗染料产品；本发明制备方法简单，操作方便，节省能源，且对环境无污染，成本低廉。

Description

一种焦油紫的制备方法
技术领域
本发明属于生物质焦油的回收提纯技术领域，具体涉及一种焦油紫的制备方法。
背景技术
生物质废弃物的炭化是生物质垃圾综合利用的有效方式，生物质炭在制备过程中，生物质焦油是生物质热解和气化过程中产生的副产物，以芳香烃稠环型化合物为主，焦油紫是二氨基苯并吩恶嗪乙酸盐，以生物质焦油为原料制备的商业焦油紫，通常具有较低的纯度，是含有多种染料和有机溶剂的多相组分，而且主要是不同的阳离子物种。经过提纯后得到绿色晶体，可以被用作高纯生物染色剂，其沸点高，溶于水和乙醇。生物染料委员会已经规定采用紫外吸收光谱检测，当焦油紫含量大于65％时可以使用(Biotech.&Histochem,2002,77:237-275)。Urrutia和Ortiz用层析法分离焦油紫原料，通过采用甲醇做洗脱液，得到高纯度焦油紫。然而，提纯过程涉及到的大量洗脱溶剂增加了成本。因此，开发一种不使用大量有机溶剂即能实现对焦油紫的分离提纯的方法，获得高纯度的焦油紫，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
为解决现有技术存在的上述问题，本发明提供一种焦油紫的制备方法，采用生物质炭干馏过程中的冷凝液，经过简单的蒸馏、醇解精馏方法，获得了焦油紫含量65wt％以上的焦油紫产品，为其应用和进一步提纯提供了低成本原料。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种焦油紫的制备方法，包括以下步骤：
将生物质焦油减压蒸馏得母液A，加入无水乙醇精馏，收集精馏轻组分并去除，剩余液体为焦油紫母体。
进一步地，所述生物质焦油为果木炭、秸秆或树叶干馏冷凝液的下层组分。
进一步地，所述减压蒸馏的压力为0.01～0.02MPa，温度至65℃。
进一步地，所述减压蒸馏的沸腾回流初始温度为45℃。
进一步地，所述无水乙醇与母液A的体积比为1∶(4～7)。
进一步地，所述精馏轻组分收集温度为90～145℃。
进一步地，所述精馏为常压，回流开始温度为85℃。
进一步地，精馏全回流30～120min后采出精馏液。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明以果木炭、秸秆或树叶的干馏冷凝液的下层组分木焦油为原料，经减压蒸馏去除部分低沸点物质，再以乙醇作为少量溶剂和反应原料采用精馏处理，在去除低沸点有机分子同时，乙醇在回流过程中氧化成乙酸，乙酸作为反应物，促进了正反应速率，提高了焦油紫的产率；
(2)本发明通过调整减压蒸馏压力、温度及精馏温度，可以得到焦油紫含量65wt％以上的大宗染料产品；
(3)本发明制备方法简单，操作方便，节省能源，且对环境无污染，成本低廉。
具体实施方式
现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。
另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。
在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见的。本发明说明书和实施例仅是示例性的。
关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
配制焦油紫标准溶液，检测其吸光度，得出焦油紫溶液浓度与吸光度的标准曲线为y＝0.762x+0.0127，其中x表示吸光度；y表示溶液中焦油紫的浓度，单位为：μg/mL。
实施例1
焦油紫的制备，包括以下步骤：
(1)取果木炭在600℃干馏过程中得到的冷凝液体，静置分层，取下层粘稠果木炭木焦油冷凝液1000ml，在0.02MPa下减压蒸馏，馏分在40℃出现，至65℃，400ml澄清溶剂从母液A中提出。
(2)然后对步骤(1)剩余母液加100ml无水乙醇，进行催化精馏醇解反应，采用玻璃弹簧为填料，精馏时间100min，85℃沸腾回流60min，轻组分收集温度90-145℃，采出低沸点可溶解于乙醇的亮黄色透明溶液300ml。残余母液B的其体积为400ml，质量为395mg，对残余母液B用超纯水稀释1000倍，采用紫外光吸收光谱检测，检测得出其最大紫外吸收波长为601nm，吸光度达到0.875。参考标准曲线得出残余母液B中焦油紫质量百分比为68.8wt％。
实施例2
焦油紫的制备：
(1)取秸秆在600℃干馏过程中得到的冷凝液体，静置分层，取下层粘稠果木炭木焦油冷凝液1000ml，在0.02MPa下减压蒸馏，馏分在40℃出现，至65℃，350ml澄清溶剂从母液A中提出。
(2)然后对步骤(1)剩余母液加100ml无水乙醇，进行催化精馏醇解反应，采用玻璃弹簧为填料，精馏时间100min，85℃沸腾回流30min，轻组分收集温度90-145℃，采出低沸点可溶解于乙醇的亮黄色透明溶液260ml。残余母液B的体积为490ml，其质量为482mg，对残余母液B用超纯水稀释1000倍，采用紫外光吸收光谱检测，检测得出其最大紫外吸收波长为601nm，吸光度达到0.871。参考标准曲线得出残余母液B中焦油紫质量百分比为68.8wt％。
实施例3
焦油紫的制备，包括以下步骤：
(1)取树叶600℃干馏过程中得到的冷凝液体，静置分层，取下层粘稠果木炭木焦油冷凝液1000ml，在0.01MPa下减压蒸馏，馏分在40℃出现，至65℃，550ml澄清溶剂从母液A中提出。
(2)然后对步骤(1)剩余母液加100ml无水乙醇，进行催化精馏醇解反应，采用玻璃弹簧为填料，精馏时间100min，85℃沸腾回流120min，轻组分收集温度90-145℃，采出低沸点可溶解于乙醇的亮黄色透明溶液300ml。残余母液B的体积为250ml，其质量为247mg，对残余母液B用超纯水稀释1000倍，采用紫外光吸收光谱检测，检测得出其最大紫外吸收波长为601nm，吸光度达到0.923。参考标准曲线得出残余母液B中焦油紫质量百分比为72.5wt％。
对比例1
同实施例1，区别在于，将步骤(2)中的无水乙醇替换为超纯水。
对残余母液B用超纯水稀释1000倍，采用紫外光吸收光谱检测，检测得出其最大紫外吸收波长为601nm，吸光度基本未检出。
对比例2
同实施例1，区别在于，将步骤(2)中的无水乙醇替换为甲醇。
对残余母液B用超纯水稀释1000倍，采用紫外光吸收光谱检测，检测得出其最大紫外吸收波长为601nm，残余母液B中焦油紫质量百分比为6.2wt％。
对比例3
同实施例1，区别在于，将步骤(1)中的减压蒸馏至55℃。
对残余母液B用超纯水稀释1000倍，采用紫外光吸收光谱检测，检测得出其最大紫外吸收波长为601nm，残余母液B中焦油紫质量百分比为47.8wt％。
对比例4
同实施例1，区别在于，步骤(2)中轻组分收集温度为90-130℃。
对残余母液B用超纯水稀释1000倍，采用紫外光吸收光谱检测，检测得出其最大紫外吸收波长为601nm，残余母液B中焦油紫质量百分比为54.0wt％。
以上仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种焦油紫的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将生物质焦油减压蒸馏得母液A，加入无水乙醇精馏，收集精馏轻组分并去除，剩余液体为焦油紫母体。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述生物质焦油为果木炭、秸秆或树叶干馏冷凝液的下层组分。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述减压蒸馏的压力为0.01～0.02MPa，温度至65℃。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述无水乙醇与母液A的体积比为1∶(4～7)。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述精馏轻组分收集温度为90～145℃。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述精馏为常压，回流开始温度为85℃。
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