本发明涉及正己烷提纯技术领域，特别涉及一种环保级正己烷的提纯方法。
背景技术：
工业级正己烷含有苯、烯烃、同分异构体等少量杂质，其纯度只有78－86％，不能满足例如红外线测油仪等测试分析领域的要求，现有的诸如分子筛变压吸附法制得正己烷的纯度已达到99％，但是其制备复杂，成本高，在工业上并未得到广泛应用。现如今，工业级正己烷提纯方法还是采用把正己烷进行多次精馏或者共沸蒸馏的方式来提纯，其纯度可以达到97％。
但是对于纯度只有97％的工业级正己烷也不能满足特殊领域的高端需求，例如，将正己烷用于色谱仪和质谱仪分析时，其要求的正己烷的等级达到色谱级，也即是纯度达到98％以上，例如中国专利cn105085140b所公开的那样。
中国专利cn108017504a公开了一种正己烷的提纯方法，其大致方案是：取原料正己烷，使其与发烟硫酸充分接触，再使用碱溶液中和处理，最后使用纯水洗涤；然后再将洗涤后的产品进行精馏，得到纯度在99％以上的正己烷。该提纯方法能够满足色谱质谱等有机物分析仪器对正己烷纯度的要求，并且工艺简单不复杂，投入成本相对较低，适合大规模工业化生产。
但是，申请人在试验该方法时，发现该方法并不适用于生产环保级正己烷，具体地说，环保级正己烷要求纯度在98％以上，225nm紫外线透过率不低于90％(可参考生态环境部发布的hj970－2018水质/石油类的测定紫外分光光度法)，其中，225nm紫外线透过率是环保级正己烷的主要表征，当该参数不符合时，就不满足环保级正己烷的要求，根据中国专利cn108017504a所公开的方法得到的正己烷，其纯度可达到98％以上，能够符合要求，而225nm紫外线透过率只能达到85％，不能满足环保级正己烷的要求，经过长时间对该方法进行试验总结后得到，除了原料来源和设备类型的因素外，该方法的缺陷主要在于，在制备过程中引入了碱溶液和纯水，在实际生产中，碱溶液和纯水都不能达到理想状态，实际使用的碱溶液和纯水中会含有不同种类的金属离子，例如k+、ca2+、na+、mg2+、fe3+等，正己烷经纯水洗涤分出后，其仍然含有少量的水，而这些不同种类的金属离子就溶于其中，在后续精馏过程中，这些金属离子则会混入正己烷内，虽然是微量，其对正己烷的纯度影响很小，但由于是金属离子，其对正己烷的光学性质影响颇大，由此导致制得的正己烷在225nm紫外线的透过率只能达到85％，不能用来生产环保级正己烷，而现有的其他生产工艺在纯度上又不能达到环保级正己烷的要求，即使采用复杂的生产工艺来生产，企业又没有利润空间，这导致环保级正己烷标准出台试行后，企业无法正常生产环保级正己烷。
技术实现要素：
本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种环保级正己烷的提纯方法，秉承不引入杂质的思想，通过采用硫酸和碱柱的处理方式，有效控制金属离子等杂质引入，在不增加生产成本的情况下，降低正己烷中金属离子的含量，解决目前企业无法正常生产环保级正己烷的问题。
本发明采用的技术方案如下：一种环保级正己烷的提纯方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、取工业级正己烷，向工业级正己烷中加入ar级硫酸，搅拌静置后分离出下层液体；
步骤2、将步骤1得到的正己烷通入碱柱中循环流动进行处理，然后再分出正己烷；
步骤3、将步骤2中分出的正己烷进行精馏，精馏收集得到环保级正己烷。
在上述工艺中，先通过高纯度的ar级硫酸(分析纯级硫酸，浓度为95－98％)来对工业级正己烷进行处理，然后再通过碱柱进行再处理，最后蒸馏就能得到环保级正己烷产品。再处理过程中，采用高纯度的硫酸一是为了避免引入新的杂质，二是便于除去正己烷中水、烯烃、苯等杂质，硫酸处理分出正己烷后，由于还会残留少量硫酸溶液和其他不能被硫酸处理的杂质，这时需要通过碱性物质来继续处理，本发明采用碱柱来继续处理，碱柱的作用是调节酸度和吸收杂质，具体地说，正己烷经硫酸处理后，其酸度值下降，需要用碱性物质中和酸性，当正己烷跟碱柱接触时，碱柱就会吸收正己烷中的酸性物质，进而起到调节酸性的作用，同时，在碱柱吸收时，正己烷中无法通过硫酸除去的酸性物质也会被碱柱吸收，由此使正己烷的纯度进一步提高。通过碱柱来调节正己烷的酸度和吸收杂质，其相对于中国专利cn108017504a所采用的碱溶液方式来说，首先没有引入水和金属离子等杂质，进而能够有效控制正己烷中的金属离子和水的含量，为获得符合环保级要求的正己烷提供前提条件，其次，由于碱柱为固体状态，通过碱柱处理后的正己烷无需再用纯水洗涤，既简化了工序，又避免了再次向正己烷中引入杂质，保证了正己烷的纯度，有效控制了金属离子的含量，进而得到符合环保级要求的正己烷，另外，本发明的碱柱由于是通过吸收的方式来处理正己烷，因此其可实现多次重复使用，废物、废液的产生量几乎可忽略不计，使用成本低，而采用碱溶液的方式会产生较多的碱性废液，使得企业生产成本过高，特别是大批量生产时，成本上升表现尤为明显，因此，本发明采用碱柱的技术效果显著优于采用碱溶液的技术效果。
进一步，本发明的碱柱为传统的强碱柱，例如氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铷、氢氧化钫等碱柱，考虑到使用效果和成本的问题，本发明优选采用氢氧化钠碱柱。
进一步，为了更充分的利用硫酸，减少不必要的浪费，ar级硫酸与工业级正己烷的体积比为(1－2)：100。由于处理后的硫酸中溶有一定量的其他杂质，如果直接回收利用，其处理效果很差，不能满足生产所需，所以只能报废处理，而如果用较多的硫酸去处理正己烷，则浪费严重，而如果用少量的硫酸，则由达不到处理效果，经数百次试验测试得到，当ar级硫酸与工业级正己烷的体积比为(1－2)：100时，硫酸利用率最高，浪费最少。
进一步，发明人在按照上述比例处理正己烷时，发现该比例也不是处理正己烷达到最佳效果的最优比例，即是说，正己烷还能被处理得更彻底，然而，在实际调整中，如果单纯的提高硫酸的用量，由于设备和溶质含量的原因，发现硫酸的处理效果与用量并不呈正比，单次硫酸处理效果并不随硫酸用量的增加而处理效果上升，为了克服该问题，在步骤1中，用ar级硫酸重复处理正己烷2－4次即可。发明人通过采用多次硫酸处理的方式来处理工业级正己烷，使其处理得更彻底，采用多次处理的方式，虽然处理时间成本增加，如在处理过程中，单次处理的搅拌时间一般在1－3h之间，如果重复处理2次，则搅拌时间需要花费2－6h，但是正己烷被处理得更彻底，多次处理的方式避免了硫酸中溶解的杂质的影响，突破了设备的限制，在未浪费硫酸的情况下，保证了正己烷的纯度，为生产得到高纯度的正己烷提供了基础。
进一步，为了使碱柱能够对正己烷进行充分处理，正己烷通入碱柱中循环流动1－3h后再分出。在碱柱处理过程中，虽然会因中和反应而产生热量，但是由于酸的含量极低，在流动状态下，该反应热量可以忽略不计，因此无需担心反应热对生产过程的影响。
进一步，为了更好地得到所需产品，步骤2中分出的正己烷通入蒸馏釜中蒸馏，控制好蒸馏温度，收集68－69℃下的正己烷即可。当然也可采用公知的精馏塔精馏的方式来获得该产品。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：本发明的环保级正己烷提纯方法，与现有技术相比，本发明的提纯方法秉承尽量避免向正己烷中引入杂质的思想，通过采用硫酸和碱柱的处理方式，得到了纯度在98％以上，225nm紫外线的透过率达到90％以上的环保级正己烷，有效控制了金属离子等杂质对正己烷光学性能的影响，满足了环保级正己烷的参数要求，解决了目前企业无法正常生产环保级正己烷的问题，同时，本发明的提纯方法生产工序少，过程简单可控，废物废液产生量少，生产成本低，尤其适用于环保级正己烷的工业化大规模生产。
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
一种环保级正己烷的提纯方法，包括以下步骤：
步骤1、在容量为1000l的处理桶中按体积比为1.5：100加入ar级硫酸和工业级正己烷，搅拌2h后静置待其分层，下层即为硫酸溶液，然后将下层的硫酸溶液分出；
步骤2、重复步骤1的操作2次，得到经硫酸重复处理的正己烷，将该正己烷通入氢氧化钠碱柱中循环流动2h，然后再分出正己烷；
步骤3、将步骤2中分出的正己烷通入容量为500l的蒸馏釜中蒸馏，蒸馏釜温度78℃，收集釜中68－69℃温度区间的正己烷，检测合格后装瓶充氮气保存。
实施例2
一种环保级正己烷的提纯方法，包括以下步骤：
步骤1、在容量为1000l的处理桶中按体积比为1：100加入ar级硫酸和工业级正己烷，搅拌1h后静置待其分层，下层即为硫酸溶液，然后将下层的硫酸溶液分出；
步骤2、重复步骤1的操作4次，得到经硫酸重复处理的正己烷，将该正己烷通入氢氧化钠碱柱中循环流动1h，然后再分出正己烷；
步骤3、将步骤2中分出的正己烷通入容量为500l的蒸馏釜中蒸馏，蒸馏釜温度78℃，收集釜中68－69℃温度区间的正己烷，检测合格后装瓶充氮气保存。
实施例3
一种环保级正己烷的提纯方法，包括以下步骤：
步骤1、在容量为1000l的处理桶中按体积比为2：100加入ar级硫酸和工业级正己烷，搅拌3h后静置待其分层，下层即为硫酸溶液，然后将下层的硫酸溶液分出；
步骤2、重复步骤1的操作2次，得到经硫酸重复处理的正己烷，将该正己烷通入氢氧化钠碱柱中循环流动3h，然后再分出正己烷；
步骤3、将步骤2中分出的正己烷通入容量为500l的蒸馏釜中蒸馏，蒸馏釜温度78℃，收集釜中68－69℃温度区间的正己烷，检测合格后装瓶充氮气保存。
实施例4
一种环保级正己烷的提纯方法，包括以下步骤：
步骤1、在容量为1000l的处理桶中按体积比为1.5：100加入ar级硫酸和工业级正己烷，搅拌1h后静置待其分层，下层即为硫酸溶液，然后将下层的硫酸溶液分出；
步骤2、重复步骤1的操作3次，得到经硫酸重复处理的正己烷，将该正己烷通入氢氧化钠碱柱中循环流动1h，然后再分出正己烷；
步骤3、将步骤2中分出的正己烷通入容量为500l的蒸馏釜中蒸馏，蒸馏釜温度78℃，收集釜中68－69℃温度区间的正己烷，检测合格后装瓶充氮气保存。
实施例5
一种环保级正己烷的提纯方法，包括以下步骤：
步骤1、在容量为1000l的处理桶中按体积比为1.5：100加入ar级硫酸和工业级正己烷，搅拌2h后静置待其分层，下层即为硫酸溶液，然后将下层的硫酸溶液分出；
步骤2、重复步骤1的操作2次，得到经硫酸重复处理的正己烷，将该正己烷通入氢氧化钠碱柱中循环流动2h，然后再分出正己烷；
步骤3、将步骤2中分出的正己烷通入容量为500l的蒸馏釜中蒸馏，蒸馏釜温度78℃，收集釜中68－69℃温度区间的正己烷，检测合格后装瓶充氮气保存。
上述实施例1－5得到的产品的检测数据如下表所示：
表1样品批号1－5(实施例1－5)原始检测数据
由上表可知，本发明的提纯方法得到的环保级正己烷纯度在98％以上，225nm紫外线的透过率达到90％以上，满足了国家标准对环保级正己烷的要求，说明本发明的提纯方法能够用于生产环保级正己烷，解决了现有技术所存在的不足。
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。