一种苯乙酮和1-苯乙醇的分离方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种吸附分离苯乙酮和1-苯乙醇的方法。
【背景技术】
[0002] 苯乙酮是一种无色或淡黄色低熔点、低挥发性、有水果香味的油状液体，是重要的 有机化工原料，可用于制造香皂和纸烟，也用作有机化学合成的中间体，纤维树脂等的溶剂 和塑料的增塑剂，广泛的应用于香皂、香料及医药等行业。1-苯乙醇(又名α-甲基苄醇、1-苯 基乙醇)是一种无色液体，有花香味，也是重要的化工原料，是芳香化合物中较为重要和应 用广泛的一种食用香料，同样在香料和医药行业应用广泛。重要的是，很多石油化工企业的 一些粗原料、副产品以及废料中含有苯乙酮和1-苯乙醇，含量丰富，潜在利用价值高。然而， 某些厂家对这些混合物料不经过处理直接以低价出售，经济效益低。如果能通过简单的方 法从混合物料中回收苯乙酮、1-苯乙醇等高附加值的产品，不但具有很好的经济效益，而且 绿色环保，能达到废物利用的目的，具有很好的环境效益。
[0003] 目前苯乙酮和1-苯乙醇的分离方法主要有三种。一种是将待分离物系汽化后通过 催化床层，1-苯乙醇发生脱水反应，反应产物冷凝后再进行真空精馏。第二种是在待分离物 系当中加入过量的有机酸，在少量无机酸的催化作用下，1-苯乙醇和有机酸发生酯化反应， 然后反应产物进行真空精馏。第三种则是通过高效的塔设备直接进行真空精馏。然而，由于 苯乙酮和1-苯乙醇分子结构和物理性质非常接近，如它们的常压沸点只相差2°C，相对挥发 度很小，在常压或减压下很容易形成共沸物，用精馏的方法对它们进行分离，不但设备成本 高、能耗高，而且过程繁琐。因此，找到一种简单、高效、低成本、对环境友好的分离苯乙酮和 1-苯乙醇的方法尤为重要。
[0004] 纪红兵等（CN103288617A)公开了利用β-环糊精作为主体分子选择性吸附分离苯 乙酮和1-苯乙醇的方法。该方法简单、高效、低成本、对环境友好，但分离过程中β-环糊精有 一定的损耗，而且单纯的β-环糊精吸附能力易受其空腔尺寸和底物分子大小的限制。所以 有必要对β-环糊精进行改性，利用β-环糊精作为主体分子选择性吸附的特性制备出新的吸 附剂用于分离苯乙酮和1-苯乙醇。
【发明内容】
[0005] 本发明为了克服现有技术的不足，提供一种苯乙酮和1-苯乙醇的分离方法。
[0006] 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0007] -种分离苯乙酮和1-苯乙醇的方法，以可溶性淀粉固载β_环糊精聚合物为吸附 剂，针对含有苯乙酮和1-苯乙醇的混合液，在温和条件下利用可溶性淀粉固载环糊精聚 合物对苯乙酮和1-苯乙醇吸附能力的差异而实现两者的分离。具体包括以下步骤：
[0008] (1)将0.02~lg可溶性淀粉固载β-环糊精聚合物加入到10~100mL苯乙酮和1-苯 乙醇的混合液中，控制水浴温度，在常压以150rpm的转速水浴振荡；
[0009] (2)将吸附有苯乙酮和1-苯乙醇的可溶性淀粉固载β-环糊精聚合物用脱附剂脱 附，回收可溶性淀粉固载β-环糊精聚合物，重复使用。
[0010]在上述分离方法中，所述水浴温度为20~50°C，振荡时间为1~6小时。
[0011]在上述分离方法中，混合液为含有苯乙酮和1-苯乙醇的水溶液或含有苯乙酮和1-苯乙醇的乙醇水溶液。
[0012] 在上述分离方法中，苯乙酮和1-苯乙醇的总浓度为10mmol/L~100mmol/L。
[0013] 在上述分离方法中，脱附剂为乙酸乙酯、乙醇中的一种。
[0017] 式中：〇),初1和Co,_分别表示苯乙酮和卜苯乙醇的初始浓度，单位mmo1/L;
[0018] Ce,izii和Ce,i-；￥Z||分别表示残留液中苯乙酮和1-苯乙醇的浓度，单位mmol/L;
[0019 ] Qe,乾|||和Qe,χ-乾II分另lj表示苯乙酮和1 -苯乙醇的吸附量，单位mm〇 1 /g;
[0020] V表示吸附液体积，单位L;
[0021]m表示吸附剂用量，单位g;
[0022] α表不分尚因子。
[0023] 本发明与现有的技术相比，具有以下有益效果：
[0024] 1.本发明以淀粉为高分子载体骨架，将β_环糊精固载到可溶性淀粉上制得聚合物 作为吸附剂，不但利用了环糊精分子的选择性吸附能力，而且保持了淀粉良好的机械强 度和稳定性等优点，聚合物形成的空间网格结构能提供活性吸附位点，将其用于分离苯乙 酮和1-苯乙醇不但分离效果好，吸附量大，运行成本低，而且性能稳定，分离条件温和，易实 现工业化生产。
[0025] 2.本发明分离工艺简单，操作简便，效率高，绿色环保，所用的吸附剂和脱附剂均 无毒无害。
[0026] 3.本发明所用的可溶性淀粉固载β_环糊精吸附剂原料廉价，且通过简单的脱附吸 附剂可以重复利用，无损耗，重复使用性能非常稳定。
【具体实施方式】
[0027] 下面结合实施例对本发明作进一步说明，但需要说明的是本发明的应用范围不局 限于这些实施例。
[0028] 实施例1:
[0029] 将30mg可溶性淀粉固载β-环糊精聚合物加到10mL含有5mmol/L苯乙酮与5mmol/L 1 -苯乙醇的水溶液中，在30°C、常压下振荡6h，过滤后残留液通过液相色谱检测，残留液中 苯乙酮与1-苯乙醇的浓度分别为4.331mmol/L和4.931mmol/L，苯乙酮和1-苯乙醇的吸附量 分别为0.223mmol/L和0.023mmol/L，分离因子为11.04。
[0030] 实施例2:
[0031 ] 将30mg可溶性淀粉固载β-环糊精聚合物加到10mL含有10mmol/L苯乙酮与lOmmol/L1-苯乙醇的水溶液中，在30°C、常压下振荡6h，过滤后残留液通过液相色谱检测，残留液 中苯乙酮与I-苯乙醇的浓度分别为8.668mmol/L和9.881mmol/L，苯乙酮和1-苯乙醇的吸附 量分别为〇. 444mmol/L和0.063mmol/L，分尚因子为7.98。
[0032] 实施例3:
[0033] 将30mg可溶性淀粉固载β-环糊精聚合物加到10mL含有15mmol/L苯乙酮与15mmol/L1-苯乙醇的水溶液中，在30°C、常压下振荡6h，过滤后残留液通过液相色谱检测，残留液 中苯乙酮与I-苯乙醇的浓度分别为13.125mmol/L和14.604mmol/L，苯乙酮和1-苯乙醇的吸 附量分别为〇. 625mmol/L和0.132mmol/L，分尚因子为5.26。
[0034] 实施例4:
[0035] 将30mg可溶性淀粉固载β-环糊精聚合物加到10mL含有5mmol/L苯乙酮与5mmol/L1 -苯乙醇的水溶液中，在25°C、常压下振荡6h，过滤后残留液通过液相色谱检测，残留液中 苯乙酮与I-苯乙醇的浓度分别为4.115mmol/L和4.913mmol/L，苯乙酮和1-苯乙醇的吸附量 分别为0.295_〇1/1和0.029_〇1/1，分离因子为12.15。
[0036] 实施例5:
[0037] 将30mg可溶性淀粉固载β-环糊精聚合物加到10mL含有10mmol/L苯乙酮与lOmmol/L1-苯乙醇的水溶液中，在25°C、常压下振荡6h，过滤后残留液通过液相色谱检测，残留液 中苯乙酮与I-苯乙醇的浓度分别为8.551mmol/L和9.805mmol/L，苯乙酮和1-苯乙醇的吸附 量分别为〇. 483mmol/L和0.065mmol/L，分尚因子为8.87。
[0038] 实施例6:
[0039] 将30mg可溶性淀粉固载β-环糊精聚合物加到10mL含有15mmol/L苯乙酮与15mmol/L1-苯乙醇的水溶液中，在25°C、常压下振荡6h，过滤后残留液通过液相色谱检测，残留液 中苯乙酮与I-苯乙醇的浓度分别为12.837mmol/L和14.583mmol/L，苯乙酮和1-苯乙醇的吸 附量分别为〇. 721mmol/L和0.139mmol/L，分离因子为5.89。
[0040] 实施例7:
[0041 ] 将30mg可溶性淀粉固载β-环糊精聚合物加到10mL含有5mmol/L苯乙酮与5mmol/L1 -苯乙醇的水溶液中，在25°C、常压下振荡2h，过滤后残留液通过液相色谱检测，残留液中 苯乙酮与1-苯乙醇的浓度分别为4.415mmol/L和4.937mmol/L，苯乙酮和1-苯乙醇的吸附量 分别为0.195臟〇1/1和0.021_〇1/1，分离因子为10.38。
[0042] 实施例8:
[0043] 将30mg可溶性淀粉固载β-环糊精聚合物加到10mL含有5mmol/L苯乙酮与5mmol/L1 -苯乙醇的水溶液中，在25°C、常压下振荡lh，过滤后残留液通过液相色谱检测，残留液中 苯乙酮与1 -苯乙醇的浓度分别为4.604mmo1 /L和4.952mmo1 /L，苯乙酮和1 -苯乙醇的吸附量 分别为 〇. 132mmol/L和 0.016mmol/L，分离因子为 8.87。
[0044] 实施例9:
[0045] 将30mg可溶性淀粉固载β-环糊精聚合物加到10mL含有5mmol/L苯乙酮与5mmol/L1 -苯乙醇的乙醇水溶液中，在25°C、常压下振荡6h，过滤后残留液通过液相色谱检测，残留 液中苯乙酮与1-苯乙醇的浓度分别为4.595mmol/L和4.943mmol/L，苯乙酮和1-苯乙醇的吸 附量分别为〇. 135mmol/L和0.019mmol/L，分尚因子为7.64。
[0046] 实施例10:
[0047]将30mg可溶性淀粉固载β-环糊精聚合物加到10mL含有10mmol/L苯乙酮与lOmmol/L1-苯乙醇的乙醇水溶液中，在25°C、常压下振荡6h，过滤后残留液通过液相色谱检测，残 留液中苯乙酮与1-苯乙醇的浓度分别为9.085mmol/L和9.826mmol/L，苯乙酮和1-苯乙醇的 吸附量分别为〇. 305mmol/L和0.058mmol/L，分尚因子为5.68。
【主权项】
1. 一种苯乙酮和1-苯乙醇的分离方法，其特征在于以可溶性淀粉固载β-环糊精聚合物 为吸附剂，在温和条件下利用可溶性淀粉固载β-环糊精聚合物对苯乙酮和1-苯乙醇吸附能 力的差异实现苯乙酮和1-苯乙醇混合液的分离。2. 如权利要求1所述的分离方法，其特征在于包括如下步骤： (1) 将0.02~1g可溶性淀粉固载β-环糊精聚合物加入到10~100mL苯乙酮和1-苯乙醇 的混合液中，控制水浴温度，在常压以150rpm的转速水浴振荡； (2) 将吸附有苯乙酮和1-苯乙醇的可溶性淀粉固载β-环糊精聚合物用脱附剂脱附，回 收可溶性淀粉固载β-环糊精聚合物，重复使用。3. 根据权利要求2所述的分离方法，其特征在于水浴温度为20~50°C，振荡时间为1~6 h〇4. 根据权利要求2所述的分离方法，其特征在于所述的混合液为含有苯乙酮和1-苯乙 醇的水溶液或含有苯乙酮和1 -苯乙醇的乙醇水溶液。5. 根据权利要求2所述的分离方法，其特征在于所述的混合液中，苯乙酮和1-苯乙醇的 总浓度为10mmol/1,^1 00mmol/L〇6. 根据权利要求2所述的分离方法，其特征在于所述的脱附剂为乙酸乙酯、乙醇中的一 种。
【专利摘要】本发明公开了一种苯乙酮和1-苯乙醇的分离方法。该方法利用可溶性淀粉固载β-环糊精聚合物对苯乙酮和1-苯乙醇吸附能力的差异，以可溶性淀粉固载β-环糊精聚合物为吸附剂，在温和条件下通过对苯乙酮的优先吸附达到分离提纯的目的。该方法具有分离条件温和、工艺简单、操作简便、分离效果好、绿色环保、吸附剂再生性能好、运行成本低等优点。
【IPC分类】C07C33/22, C07C45/79, C07C49/78, C07C29/76
【公开号】CN105418380
【申请号】CN201510961167
【发明人】纪红兵, 卢科, 柴坤刚, 秦祖赠
【申请人】广西大学
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年12月21日