CN113321576A - 一种无苯丙酮及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无苯丙酮及其制备方法，包括以下步骤：S1、向工业级丙酮中加入硝化剂，常温下搅拌反应，其中硝化剂由硫酸和硝酸铵混合制得；S2、反应完成后，加入一定比例的3A分子筛，间断摇晃干燥，然后过滤分离；S3、向经3A分子筛处理后的丙酮中加入酸度调节剂，得到混合物，对混合物进行加热回流；S4、蒸馏S3得到的混合物，收集56－57℃范围内的蒸馏物，冷凝后即得。本发明通过硝化剂与苯发生反应，然后通过3A分子筛除去引入的水分，最后通过精馏的方式获得了无苯丙酮，本发明在未引入其他杂质的情况下，除去了丙酮中残留的苯，获得了丙酮能够满足药品生产企业的要求，解决了现有丙酮中含有苯的问题。

Description

一种无苯丙酮及其制备方法
技术领域
本发明涉及丙酮提纯技术领域，特别涉及一种无苯丙酮及其制备方法。
背景技术
丙酮在工业上主要作为溶剂，用于炸药、塑料、橡胶、纤维、制革、油脂、喷漆等行业中，也可作为合成烯酮、醋酐、碘仿、聚异戊二烯橡胶、甲基丙烯酸甲酯、氯仿、环氧树脂等物质的重要原料，同时，丙酮在维生素B12等药品生产中作为溶媒起着十分重要的作用。丙酮的工业生产以异丙苯法为主，因此工业级的丙酮中会一定量的苯，对于药品生产企业来说，一般要求丙酮中苯含量几乎为零才能使用，因此，如何除去丙酮中的苯以满足药品生产企业的要求是技术人员目前面临的技术难题。
发明内容
本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种无苯丙酮及其制备方法，本发明通过向工业级丙酮中加入硝化剂，然后分子筛脱水、酸碱中和、精馏后生产出了苯含量基本为零的丙酮，解决了现有丙酮中含有苯的问题。
本发明采用的技术方案如下：一种无苯丙酮的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、向工业级丙酮中加入硝化剂，常温下搅拌反应1-5h，其中硝化剂由硫酸和硝酸铵体积比为(2-4)：(4-6)的比例混合制得(在该比例下处理效果最好)；
S2、反应完成后，加入一定比例的3A分子筛，间断摇晃1-5h干燥，以使分子筛充分反应吸收水分，然后过滤分离出3A分子筛；
S3、向经3A分子筛处理后的丙酮中加入酸度调节剂调节至酸度合格，得到混合物，对混合物进行加热回流，以充分反应，使其酸度合格；
S4、蒸馏S3得到的混合物，收集56-57℃范围内的蒸馏物，冷凝后即得。
在本发明的制备方法中，本发明通过向工业级丙酮中加入硝化剂，利用硝化反应将沸点为80.1℃的苯转化为沸点为210.9℃的硝基苯，进而可以通过沸点的巨大差异(丙酮的沸点为56.53℃)将丙酮蒸馏提取出来，由此实现除苯的目的。在工业级丙酮中，苯的含量很低，一般在0.0005-0.001％之间，直接蒸馏的方式会因为苯和丙酮沸点相差不大而不能彻底除苯，而采用萃取等方式也不能实现有效除苯。本发明通过硝化剂与苯发生反应(苯微量，可忽略硝化反应过程的反应热)，然后通过3A分子筛除去引入的水分，再通过酸度调节剂调节丙酮的酸度，最后通过精馏的方式获得的丙酮，通过气相色谱法测定苯(测定方法可参考张金霞等人所著《气相色谱法测定丙酮溶剂中残留苯的方法》，养殖与饲料，2016年第2期)，未检测出苯的含量，由此说明本发明在未引入其他杂质的情况下，能够除去丙酮中残留的苯，获得的丙酮能够满足药品生产企业的要求，解决了现有丙酮中含有苯的问题。
进一步，在混合制备硝化剂时，所用硫酸的质量分数在97％以上，所用硝酸的质量分数在67％以上，按比例混合均匀，然后静置冷却后待用。
进一步，所述硝化剂的加入量为2-5mL/L。硝化剂不宜量多和量少，量少会导致反应效果不好，苯会不合格，量多则有可能产生其他副反应。
作为优选，所述硝化剂中，硫酸和硝酸的体积比为3:5。
在本发明中，所述酸度调节剂有碳酸钾和氢氧化钾按质量比10：(1-2)组成。
作为优选，所述酸度调节剂有碳酸钾和氢氧化钾按质量比10：1.5组成。
进一步，加热回流时，在油浴中加热回流1-3h。
本发明还包括一种无苯丙酮，所述无苯丙酮由上述的制备方法制备得到。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：本发明通过硝化剂与苯发生反应，然后通过3A分子筛除去引入的水分，再通过酸度调节剂调节丙酮的酸度，最后通过精馏的方式获得了符合要求的无苯丙酮，由此说明本发明在未引入其他杂质的情况下，能够除去丙酮中残留的苯，获得的丙酮能够满足药品生产企业的要求，解决了现有丙酮中含有苯的问题。同时，本发明的制备方法工艺流程简单，操作简便，除苯效果优势突出，对于大规模丙酮生产来说具有明显的成本优势。
附图说明
图1是本发明实施例3得到的无苯丙酮色谱图；
图2是本发明实施例3得到的无苯丙酮色谱检测报告。
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
一种无苯丙酮的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、取5000mL工业级丙酮原料于烧瓶中，按4mL/L的比例加入硝化剂(硝化剂成分：V 硫酸：V硝酸＝3:5，硫酸含量98％，硝酸含量68％)，常温搅拌3小时；
S2、搅拌完成后停止搅拌，加入300g的3A分子筛，间断摇晃3小时干燥，过滤分离出分子筛；
S3、再向丙酮溶液加入10g碳酸钾和1.5g氢氧化钾，油浴锅加热回流2小时；
S4、开电蒸馏，收集56-57℃范围内的丙酮，即得。
实施例2
一种无苯丙酮的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、取5000mL工业级丙酮原料于烧瓶中，按2mL/L的比例加入硝化剂(硝化剂成分：V 硫酸：V硝酸＝4:6，硫酸含量98％，硝酸含量68％)，常温搅拌2小时；
S2、搅拌完成后停止搅拌，加入200g的3A分子筛，间断摇晃3小时干燥，过滤分离出分子筛；
S3、再向丙酮溶液加入10g碳酸钾和1g氢氧化钾，油浴锅加热回流2小时；
S4、开电蒸馏，收集56-57℃范围内的丙酮，即得。
实施例3
一种无苯丙酮的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、取5000mL工业级丙酮原料于烧瓶中，按5mL/L的比例加入硝化剂(硝化剂成分：V 硫酸：V硝酸＝2:4，硫酸含量98％，硝酸含量68％)，常温搅拌3.5小时；
S2、搅拌完成后停止搅拌，加入350g的3A分子筛，间断摇晃3小时干燥，过滤分离出分子筛；
S3、再向丙酮溶液加入10g碳酸钾和2g氢氧化钾，油浴锅加热回流2小时；
S4、开电蒸馏，收集56-57℃范围内的丙酮，即得。
实施例4
一种无苯丙酮的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、取5000mL工业级丙酮原料于烧瓶中，按3mL/L的比例加入硝化剂(硝化剂成分：V 硫酸：V硝酸＝3:5，硫酸含量98％，硝酸含量68％)，常温搅拌3小时；
S2、搅拌完成后停止搅拌，加入250g的3A分子筛，间断摇晃3小时干燥，过滤分离出分子筛；
S3、再向丙酮溶液加入10g碳酸钾和1g氢氧化钾，油浴锅加热回流2小时；
S4、开电蒸馏，收集56-57℃范围内的丙酮，即得。
实施例1-4制得的丙酮经标准气相色谱法测定，检测方法如下(以实施例3为例)：
检测条件
检测仪器：气相色谱仪；检测器：火焰离子化检测器(FID)；
载气及流速：氮气；氢气流量：30ml/min；空气流量：400ml/min；
色谱柱：PEG-20M(30m*530um*1.0um)
柱温度：初始温度45℃，升温速率以5℃/min，升温至120℃，保持9min。
进样口温度：150℃；检测室温度：300℃
进样量：1ul；分流比：50:1；柱流量：2.7612ml/min。
以面积归一法计算其含量。
检测结果
检测报告结果如图1和图2所示，由图1和图2得到，实施例3得到的丙酮产品的苯含量在0.5ppm以下，由此说明，本发明达到了除去丙酮原料中杂质苯的目的，且除苯比较彻底，满足了药品生产企业的要求。
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 (8)

1.一种无苯丙酮的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、向工业级丙酮中加入硝化剂，常温下搅拌反应1－5h，其中硝化剂由硫酸和硝酸体积比为(2－4)：(4－6)的比例混合制得；
S2、反应完成后，加入一定比例的3A分子筛，间断摇晃1－5h干燥，然后过滤分离出3A分子筛；
S3、向经3A分子筛处理后的丙酮中加入酸度调节剂调节至酸度合格，得到混合物，对混合物进行加热回流使其充分反应；
S4、蒸馏S3得到的混合物，收集56－57℃范围内的蒸馏物，冷凝后即得。
2.如权利要求1所述的无苯丙酮的制备方法，其特征在于，在混合制备硝化剂时，所用硫酸的质量分数在97％以上，所用硝酸的质量分数在67％以上，按比例混合均匀，然后静置冷却后待用。
3.如权利要求1所述的无苯丙酮的制备方法，其特征在于，所述硝化剂的加入量为2－5mL/L。
4.如权利要求1所述的无苯丙酮的制备方法，其特征在于，所述硝化剂中，硫酸和硝酸的体积比为3：5。
5.如权利要求1所述的无苯丙酮的制备方法，其特征在于，所述酸度调节剂有碳酸钾和氢氧化钾按质量比10：(1－2)组成。
6.如权利要求1所述的无苯丙酮的制备方法，其特征在于，所述酸度调节剂有碳酸钾和氢氧化钾按质量比10：1.5组成。
7.如权利要求1所述的无苯丙酮的制备方法，其特征在于，加热回流时，在油浴中加热回流1－3h。
8.一种无苯丙酮，其特征在于，所述无苯丙酮由上述权利要求1－7任一所述的制备方法制备得到。
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