专利名称：一种以粗蒽为原料耦合萃取溶析结晶制备精蒽的方法
技术领域：
本发明属于煤化工煤焦油深加工技术领域，具体涉及一种以粗蒽为原料耦合萃取溶析结晶制备精蒽的方法。
背景技术：
以粗蒽为原料生产精蒽，主要有溶剂洗涤法、蒸馏法、溶剂-蒸馏法、升华法、萃取精馏法等。目前工业化生产的多采用溶剂法和蒸馏法。溶剂法技术比较成熟，对设备要求低，但操作步骤冗长，溶剂消耗较大，且产品质量和收率是一对矛盾，而且产生的废液量大且难处理。国内目前多采用溶剂法，但该法被淘汰的趋势日益迫切。蒸馏法处理量大，产品质量较好(精蒽含量>95wt%、咔唑9(T95wt%)，但由于蒽、菲易升华的特点而易导致蒸馏及其相关设备的堵塞，从而严重影响连续化生产的运行。此外，蒽、咔唑和菲都是高沸点化合物，在分离过程中易形成低共熔物系和固体溶液，因此蒸馏法存在设备一次性投资较大，操作温度较高，生产成本偏高，控制要求严格以及技术要求较高等弊端。目前国外多采用蒸馏法，该工艺适合大规模生产。溶析萃取结晶(ExtractiveDrowning-out Crystallization)是新兴的结晶分离技术，是沸点、挥发度等物性相近组分(如同分异构体、固体溶液体系等)分离的有效和节能方法。溶析萃取结晶已成功应用于对二甲酚和间二甲酚、对二甲苯和间二甲苯、三甲苯同分异构体、对二甲苯和乙基苯、三硝基甲苯同分异构体、对甲酚和间甲酚、邻甲氧基苯酚和烷基苯酚、3-甲基吡啶和4-甲基吡啶等物系的分离。溶析萃取结晶的分离原理是把待分离物溶解于第一溶剂中，然后加入第二溶剂，第一溶剂与第二溶剂的选取原则是两种溶剂互溶，且被分离目标产物在第一溶剂中溶解度大而在第二溶剂中小，杂质在第二溶剂中溶解度大而在第一溶剂中溶解度小；然后加入萃取剂，萃取剂的选取原则是与第一溶剂互溶度大而与第二溶剂不互溶或微溶，且被分离目标产物在第一溶剂和萃取剂组成的混合溶剂中的溶解`度随着萃取剂浓度的增大而降低，随着萃取剂的加入，第一溶剂被逐渐萃取进入萃取相，被分离目标产物结晶析出，而杂质仍然溶于第二溶剂中。
发明内容
本发明旨在克服上述技术缺陷，提供一种操作条件温和、生产成本低和产品质量高的以粗蒽为原料制备精蒽的方法。为实现上述目的，本发明采用的技术方案的具体步骤是:
步骤一、以蒽含量大于30wt%的粗蒽为原料，在常压、3(Tl00°C和250 500r/min的条件下，先将粗蒽与第一溶剂A进行混合配料，再加入第二溶剂B，然后在3(T10(TC条件下过滤去除不溶固体颗粒杂质，得到澄清的结晶母液；
步骤二、在常压、3(Tl00°C和250 500r/min的条件下，向步骤一所制备的结晶母液中加入溶析剂水，水的加入量为第一溶剂A用量的0.Γ0.5倍，水的加入时间为3(T60min，得到悬浮晶浆；
步骤三、将步骤二所制备的悬浮晶浆过滤，滤饼用8(T10(TC的热水洗涤2 3次，再在6(Tl00°C下减压干燥2 4小时，得到含量> 95wt%的精蒽，单程收率> 70%。所述的粗蒽与第一溶剂A的配比为Ig粗蒽/7 10mL第一溶剂A。所述的第一溶剂A为DMF、NMP中的一种。所述的第二溶剂B为苯、甲苯、环己烷中的一种。由于采用上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下积极效果:
(I)本发明所涉及的以粗蒽为原料耦合萃取溶析结晶制备精蒽的方法，一步结晶的精蒽产品中蒽的含量> 95wt%，达到精蒽I级标准，收率> 70%。而且，该方法操作温度低于100°C，操作压力为常压，具有操作条件温和、生产成本低、易于实现规模化生产的特点。(2)本发明所涉及的以粗蒽为原料耦合萃取溶析结晶制备精蒽的方法，而没有使用粗蒽分离精制时常用的吡啶基、喹啉基、糠醛等毒性较大的溶剂，对环境污染和操作工人的身体危害小。因此，本发明具有操作条件温和、生产成本低和产品质量高的特点。
具体实施例方式下面结合具体实施方式
对本发明作进一步的描述，并非对其保护范围的限制。
为避免重复，先将本具体实施方式
所述的粗蒽的主要化学成分统一描述如下:蒽为30 40wt%，菲为20 30wt%，咔唑为15 20wt%。实施例中不再赘述。实施例1
一种以粗蒽为原料耦合萃取溶析结晶制备精蒽的方法。该方法的具体步骤是:
步骤一、在常压、3(T50°C和250 350r/min的条件下，先将粗蒽与第一溶剂A进行混合配料，再加入第二溶剂B，然后在3(T50°C条件下过滤去除不溶固体颗粒杂质，得到澄清的结晶母液；
步骤二、在常压、3(T50°C和250 350r/min的条件下，向步骤一所制备的结晶母液中加入溶析剂水，水的加入量为第一溶剂A用量的0.Γ0.3倍，水的加入时间为3(T40min，得到悬浮晶浆；
步骤三、将步骤二所制备的悬浮晶浆过滤，滤饼用8(T10(TC的热水洗涤2 3次，再在6(Tl00°C下减压干燥2 4小时，得到含量> 95wt%的精蒽，单程收率> 70%。本实施例中:粗蒽与第一溶剂A的配比为Ig粗蒽/7 8mL第一溶剂A，第一溶剂A是DMF，第二溶剂B是苯。实施例2
一种以粗蒽为原料耦合萃取溶析结晶制备精蒽的方法。该方法的具体步骤是:
步骤一、在常压、5(T80°C和300 400r/min的条件下，先将粗蒽与第一溶剂A进行混合配料，再加入第二溶剂B，然后在5(T80°C条件下过滤去除不溶固体颗粒杂质，得到澄清的结晶母液；
步骤二、在常压、5(T80°C和300 400r/min的条件下，向步骤一所制备的结晶母液中加入溶析剂水，水的加入量为第一溶剂A用量的0.2^0.4倍，水的加入时间为4(T50min，得到悬浮晶浆；步骤三、将步骤二所制备的悬浮晶浆过滤，滤饼用8(T10(TC的热水洗涤2 3次，再在6(Tl00°C下减压干燥2 4小时，得到含量> 95wt%的精蒽，单程收率> 70%。本实施例中:粗蒽与第一溶剂A的配比为Ig粗蒽/8、mL第一溶剂A，第一溶剂A是DMF，第二溶剂B是甲苯。实施例3
一种以粗蒽为原料耦合萃取溶析结晶制备精蒽的方法。该方法的具体步骤是:
步骤一、在常压、8(Tl00°C和400 500r/min的条件下，先将粗蒽与第一溶剂A进行混合配料，再加入第二溶剂B，然后在8(T10(TC条件下过滤去除不溶固体颗粒杂质，得到澄清的结晶母液；
步骤二、在常压、8(Tl00°C和400 500r/min的条件下，向步骤一所制备的结晶母液中加入溶析剂水，水的加入量为第一溶剂A用量的0.3^0.5倍，水的加入时间为5(T60min，得到悬浮晶浆；
步骤三、将步骤二所制备的悬浮晶浆过滤，滤饼用8(T10(TC的热水洗涤2 3次，再在6(Tl00°C下减压干燥2 4小时，得到含量> 95wt%的精蒽，单程收率> 70%。本实施例中:粗蒽与第一溶剂A的配比为Ig粗蒽/9 10mL第一溶剂A，第一溶剂A是DMF,第二溶剂B是环己烧。实施例4
一种以粗蒽为原料耦合萃取溶析结晶制备精蒽的方法。除第一溶剂A是NMP外，其余同实施例1。
实施例5
一种以粗蒽为原料耦合萃取溶析结晶制备精蒽的方法。除第一溶剂A是NMP外，其余同实施例2。实施例6
一种以粗蒽为原料耦合萃取溶析结晶制备精蒽的方法。除第一溶剂A是NMP外，其余同实施例3。由于详细说明和描述了本发明的优选实施方案，对本发明进行各种修改和改进对本领域的技术人员而言将是明显的。因此，应对本发明的实质和范围进行广义的解释，并且本发明的范围后附权利要求而不是上文的说明书限定。
权利要求
1.一种以粗蒽为原料耦合萃取溶析结晶制备精蒽的方法，其特征在于按以下步骤完成: 步骤一、以蒽含量大于30wt%的粗蒽为原料，在常压、3(Tl00°C和250 500r/min的条件下，先将粗蒽与第一溶剂A进行混合配料，再加入第二溶剂B，然后在3(T10(TC条件下过滤去除不溶固体颗粒杂质，得到澄清的结晶母液； 步骤二、在常压、3(Tl00°C和250 500r/min的条件下，向步骤一所制备的结晶母液中加入溶析剂水，水的加入量为第一溶剂A用量的0.Γ0.5倍，水的加入时间为3(T60min，得到悬浮晶浆； 步骤三、将步骤二所制备的悬浮晶浆过滤，滤饼用8(T10(TC的热水洗涤2 3次，再在6(Tl00°C下减压干燥2 4小时，得到含量> 95wt%的精蒽，单程收率> 70%。
2.根据权利要求1所述的以粗蒽为原料耦合萃取溶析结晶制备精蒽的方法，其特征在于所述的粗蒽与第一溶剂A的配比为Ig粗蒽/7 10mL第一溶剂A。
3.根据权利要求1所述的以粗蒽为原料耦合萃取溶析结晶制备精蒽的方法，其特征在于所述的第一溶剂A为DMF、NMP中的一种。
4.根据权利要求1所述的以粗蒽为原料耦合萃取溶析结晶制备精蒽的方法，其特征在于所述的第二溶剂B为苯、甲苯、 环己烷中的一种。
全文摘要
本发明涉及一种以粗蒽为原料耦合萃取溶析结晶制备精蒽的方法。其技术方案是以蒽含量大于30wt%的粗蒽为原料，在常压、30~100℃和250～500r/min的条件下，先将粗蒽与第一溶剂A进行混合配料，再加入第二溶剂B，然后在30~100℃条件下过滤去除不溶固体颗粒杂质，得到澄清的结晶母液，然后向结晶母液中加入溶析剂水，水的加入量为第一溶剂A用量的0.1~0.5倍，水的加入时间为30~60min，得到悬浮晶浆，过滤、洗涤、干燥得到含量﹥95wt%的精蒽，单程收率﹥70%。本发明具有操作条件温和、生产成本低和产品质量高的特点。
文档编号C07C7/14GK103204761SQ20131015078
公开日2013年7月17日 申请日期2013年4月27日 优先权日2013年4月27日
发明者张春桃, 姜伟奇, 刘帮禹, 王海蓉 申请人:武汉科技大学