专利名称：一种变压共沸蒸馏制取噻吩的方法
技术领域：
本发明涉及蒸馏提纯技术领域，尤其涉及一种以焦化粗苯中提取的低含量噻吩为原料变压共沸蒸馏制取高纯度噻吩的方法。
背景技术：
噻吩是一种无色、有恶臭、能催泪的液体。噻吩天然存在于石油中，含量高达数个百分点，工业上主要用于乙基醇类的变性也可用作溶剂。噻吩在许多场合可代替苯作为制取染料和塑料的原料，但由于噻吩性质较为活泼，一般不如由苯制造出来的产物性质优良。 噻吩类杂环化合物的新用途不断被开发出来，贝尔实验室发现噻吩聚合后可成为具有超导性质的塑料，而且成本低，有望广泛用于量子计算机及超导电子设备等领域。改变噻吩聚合物的分子构造提高超导温度，可制成各种超导塑料，应用于航空、航天、军工等高科技领域。噻吩存在于炼焦生成的粗苯馏分中，大部分的工业化生产是把噻吩作为一种焦油中的杂质除去，因噻吩与苯的沸点接近，难以用一般的分馏法将二者分开。目前世界上的精馏提取方法主要是加氢精制法和硫酸精制法，加氢精制法可以获得高品质的苯，但是工艺技术复杂，操作条件苛刻，设备投资大，加工成本高，难以小规模推广应用；硫酸法污染严重、收率低、后处理困难，虽然工艺较为成熟，但净化深度不够，这种方法在许多发达国家已被禁止；除此之外还有溶剂萃取法和冷冻结晶法，但是均难以得到高纯度的产品。在很多以苯为溶剂的化学合成中，因有微量噻吩存在而严重影响产品质量，甚至报废。因此焦化苯的精制以及噻吩的回收一直是一个技术难题，在加氢精制法和硫酸精制法中，噻吩在精制过程中均被分解破坏，最后排放到环境中，这不仅浪费了有限的资源， 还对环境造成了严重的污染。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术存在的不足，提供一种经济效益好、 工艺流程简单和对环境污染小、产品纯度高的变压共沸蒸馏制取噻吩的方法。为解决上述技术问题，本发明的技术方案是—种变压共沸蒸馏制取噻吩的方法，所述制取在相互串联的第一和第二两个蒸馏塔内进行，包括以下步骤(1)将从焦化粗苯中提取的粗噻吩和共沸剂以60-65 35-40的重量比组成共沸物，首先进入第一蒸馏塔，在压力0. 08-0. 12Mpa下进行蒸馏，塔顶温度65-75°C，塔顶得到噻吩和共沸剂的重量比为65-68 32-35的第一共沸物；(2)将所述第一共沸物进入第二蒸馏塔，在压力0. 4-0. 5Mpa下进行蒸馏，塔底温度130-140 0C，塔底得到成品噻吩。作为一种技术方案，所述第二蒸馏塔的塔顶得到噻吩和共沸剂的重量比为 55-58 42-45的第二共沸物。作为一种技术方案，所述共沸剂为环己烷、水、甲基环己烷、甲醇和乙醇中的一种或几种。作为一种技术方案，所述第一蒸馏塔塔底温度为80-90°C。作为一种技术方案，所述第二蒸馏塔的塔顶温度为100-110°C。作为一种技术方案，所述第一蒸馏塔和第二蒸馏塔内塔理论塔板数为120个。作为一种技术方案，所述第一蒸馏塔和第二蒸馏塔内设有丝网填料。作为一种技术方案，步骤O)中所述第二共沸物回收利用。作为一种技术方案，步骤O)中获得的成品噻吩的纯度在99. 9wt%以上。由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是噻吩在焦化粗苯中的含量可达0.3-0.5%，在以往的焦化粗苯精制工艺中一般都是破坏排放掉，本发明以焦化粗苯中提取的低含量噻吩为原料，改进了以往工艺中把噻吩破坏排掉的做法，节约了能源，保护了环境，同时获得可观的经济效益。本发明中共沸剂存在于第二蒸馏塔高压蒸馏后的塔顶产物中，进入原料罐回收使用，避免了共沸剂的后续处理，节约了能源，无废弃物排出，保护环境。本发明采用先低压后高压的变压蒸馏方式，由于两个蒸馏塔蒸馏压力不同所以物料共沸组成不同，第一蒸馏塔和第二蒸馏塔的蒸馏压力依次升高，那么噻吩的含量也依次升高，最终可以得到更高纯度的噻吩，本发明制取的噻吩纯度在99. 9wt%以上，达到了化学合成法制造的噻吩的质量标准。本发明在第一蒸馏塔和第二蒸馏塔中进行，塔内设有丝网填料，丝网填料具有操作弹性大、放大效应不明易、理论板数高、通量大、压力降低、低负荷性能好的优点，能够满足满足高精密蒸馏的要求，为高纯度产品的精馏分离提供了有利的条件。第一蒸馏塔和第二蒸馏塔相互串联，工艺连续，各物料在塔内分布均衡且控制方便，工艺流程简单，保证了噻吩质量的稳定性，是钢铁企业和炼焦油企业对副产品进行深加工和利用的较好方法，值得推广应用。
附图是本发明实施例的工艺流程图；图中1.噻吩提取塔，11.焦化粗苯进口，12.粗噻吩出口，13.粗苯高沸物出口， 2.第一蒸馏塔，21.共沸物进口，22.第一共沸物出口，23.高沸物出口，24.丝网填料，3.第二蒸馏塔，31.第一共沸物进口，32.第二共沸物出口，33.成品噻吩出口，34.丝网填料， 4.原料罐，5.共沸剂。
具体实施例方式下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。将焦化粗苯从焦化粗苯进口 11进入噻吩提取塔1中进行提纯，粗噻吩出口 12获得粗噻吩，粗苯高沸物出口 13获得粗苯高沸物。粗噻吩经过共沸物进口 21进入第一蒸馏塔2，共沸剂5也进入第一蒸馏塔2，粗噻吩和共沸剂组成共沸物，第一蒸馏塔2内设有丝网填料对，对共沸物进行蒸馏，第一共沸物出口 22获得第一共沸物，高沸物出口 23获得高沸物；第一共沸物经过第一共沸物进口 31进入第二蒸馏塔3，第二蒸馏塔3内设有丝网填料 34，进行蒸馏，第二共沸物出口 32获得第二共沸物，成品噻吩出口 33获得成品噻吩。实施例1将从焦化粗苯中提取的含量较低的噻吩与环己烷以质量比65 35的比例进入第一蒸馏塔，控制压力0. 08Mpa，塔顶温度65°C，塔底温度80°C，从塔顶采出包含噻吩与环己烷的第一共沸物，在此条件下，采出的噻吩与环己烷的共沸比例为68 32，塔底采出高沸物。将68 32的噻吩与环己烷的第一共沸物进入第二蒸馏塔，控制压力为0.4MPa，控制塔顶温度100°c，塔底温度130°C，从塔顶采出压力为0. 4MPa时包含噻吩与环己烷的第二共沸物，噻吩与环己烷的共沸比例为58 42，将第二共沸物再进入原料罐循环使用，从塔底上部采出高纯度的噻吩，本实施例制取的噻吩纯度见表1。实施例2将从焦化粗苯中提取的含量较低的噻吩与环己烷以质量比63 37的比例进入第一蒸馏塔，控制压力0. IMpa，塔顶温度70°C，塔底温度85°C，从塔顶采出包含噻吩与环己烷的第一共沸物，在此条件下，采出的噻吩与环己烷的共沸比例为67 33，塔底采出高沸物；将67 33的噻吩与环己烷的第一共沸物进入第二蒸馏塔，控制压力为0.45MPa， 控制塔顶温度105°C，塔底温度135°C，从塔顶采出压力为0. 45MPa时包含噻吩与环己烷的第二共沸物，噻吩与环己烷的共沸比例为57 43，将第二共沸物再进入原料罐循环使用， 从塔底上部采出高纯度的噻吩，本实施例制取的噻吩纯度见表1。实施例3将从焦化粗苯中提取的含量较低的噻吩与环己烷以质量比60 40的比例进入第一蒸馏塔，控制压力0. 12Mpa,塔顶温度75°C，塔底温度90°C，从塔顶采出包含噻吩与环己烷的第一共沸物，在此条件下，采出的噻吩与环己烷的共沸比例为65 35，塔底采出高沸物；将65 35的噻吩与环己烷的第一共沸物进入第二蒸馏塔，控制压力为0.5MPa，控制塔顶温度110°c，塔底温度140°C，从塔顶采出压力为0. 时噻吩与环己烷的第二共沸物，噻吩与环己烷的共沸比例为55 45，将第二共沸物再进入原料罐循环使用，从塔底上部采出高纯度的噻吩，本实施例制取的噻吩纯度见表1。实施例4将从焦化粗苯中提取的含量较低的噻吩与甲基环己烷以质量比65 35的比例进入第一蒸馏塔，控制压力0. 08Mpa，塔顶温度65°C，塔底温度80°C，从塔顶采出包含噻吩与甲基环己烷的第一共沸物，在此条件下，采出的噻吩与甲基环己烷的共沸比例为68 32， 塔底采出高沸物；将68 32的噻吩与甲基环己烷的第一共沸物进入第二蒸馏塔，控制压力为 0. 4MPa，控制塔顶温度100°C，塔底温度130°C，从塔顶采出压力为0. 4MPa时包含噻吩与甲基环己烷的第二共沸物，噻吩与甲基环己烷的共沸比例为58 42，将第二共沸物再进入原料罐循环使用，从塔底上部采出高纯度的噻吩，本实施例制取的噻吩纯度见表1。实施例5
将从焦化粗苯中提取的含量较低的噻吩与乙醇以质量比63 37的比例进入第一蒸馏塔，控制压力0. IMpa，塔顶温度70°C，塔底温度85°C，从塔顶采出包含噻吩与乙醇的第一共沸物，在此条件下，采出的噻吩与乙醇的共沸比例为67 33，塔底采出高沸物；将67 33的噻吩与乙醇的第一共沸物进入第二蒸馏塔，控制压力为0.45MPa，控制塔顶温度105°C，塔底温度135°C，从塔顶采出压力为0. 45MPa时包含噻吩与乙醇的第二共沸物，噻吩与乙醇的共沸比例为57 43，将第二共沸物再进入原料罐循环使用，从塔底上部采出高纯度的噻吩，本实施例制取的噻吩纯度见表1。实施例6将从焦化粗苯中提取的含量较低的噻吩与水以质量比60 40的比例进入具有 120块理论塔板并且设有丝网填料的第一蒸馏塔，控制压力0. 12Mpa，塔顶温度75°C，塔底温度90°C，从塔顶采出包含噻吩与水的第一共沸物，在此条件下，采出的噻吩与水的共沸比例为65 35，塔底采出高沸物；将65 35的噻吩与水的第一共沸物进入具有120块理论塔板并且设有丝网填料的第二蒸馏塔，控制压力为0. 5MPa，控制塔顶温度110°C，塔底温度140°C，从塔顶采出压力为0.5MI^时噻吩与水的第二共沸物，噻吩与水的共沸比例为55 45，将第二共沸物再进入原料罐循环使用，从塔底上部采出高纯度的噻吩，本实施例制取的噻吩纯度见表1。表 权利要求
1.一种变压共沸蒸馏制取噻吩的方法，其特征在于，所述制取在相互串联的第一和第二两个蒸馏塔内进行，包括以下步骤(1)将从焦化粗苯中提取的粗噻吩和共沸剂以60-65:35-40的重量比组成共沸物，首先进入第一蒸馏塔，在压力0. 08-0. 12Mpa下进行蒸馏，塔顶温度65_75°C，塔顶得到噻吩和共沸剂的重量比为65-68 32-35的第一共沸物；(2)将所述第一共沸物进入第二蒸馏塔，在压力0.4-0. 5Mpa下进行蒸馏，塔底温度 130-140°C，塔底得到成品噻吩。
2.如权利要求1所述的一种变压共沸蒸馏制取噻吩的方法，其特征在于，所述第二蒸馏塔的塔顶得到噻吩和共沸剂的重量比为阳-58 42-45的第二共沸物。
3.如权利要求1所述的一种变压共沸蒸馏制取噻吩的方法，其特征在于所述共沸剂为环己烷、水、甲基环己烷、甲醇和乙醇中的一种或几种。
4.如权利要求1所述的一种变压共沸蒸馏制取噻吩的方法，其特征在于所述第一蒸馏塔塔底温度为80-90°C。
5.如权利要求1所述的一种变压共沸蒸馏制取噻吩的方法，其特征在于所述第二蒸馏塔的塔顶温度为100-110°c。
6.如权利要求1所述的一种变压共沸蒸馏制取噻吩的方法，其特征在于所述第一蒸馏塔和所述第二蒸馏塔内塔理论塔板数为120个。
7.如权利要求6所述的一种变压共沸蒸馏制取噻吩的方法，其特征在于所述第一蒸馏塔和第二蒸馏塔内设有丝网填料。
8.如权利要求2所述的一种变压共沸蒸馏制取噻吩的方法，其特征在于步骤(2)中所述第二共沸物回收利用。
9.如权利要求1所述的一种变压共沸蒸馏制取噻吩的方法，其特征在于步骤(2)中获得的成品噻吩的纯度在99. 9wt%以上。
全文摘要
本发明公开了一种变压共沸蒸馏制取噻吩的方法，所述制取在相互串联的第一和第二两个蒸馏塔内进行,包括以下步骤(1)将从焦化粗苯中提取的粗噻吩和共沸剂以60-6535-40的重量比组成共沸物，首先进入第一蒸馏塔，在压力0.08-0.12Mpa下进行蒸馏，塔顶温度65-75℃，塔顶得到噻吩和共沸剂的重量比为65-6832-35的第一共沸物；(2)将所述第一共沸物进入第二蒸馏塔，在压力0.4-0.5Mpa下进行蒸馏，塔底温度130-140℃，塔底得到成品噻吩。本发明有效利用了焦化粗苯提纯出来的粗噻吩，经济效益好、工艺流程简单、对环境污染小，可以得到纯度高的产品。
文档编号C07D333/10GK102382099SQ20111034871
公开日2012年3月21日 申请日期2011年11月7日 优先权日2011年11月7日
发明者张建梅, 杨德虎, 杨辉, 秦国栋, 谭立文 申请人:潍坊市元利化工有限公司