专利名称：结晶蒸馏法提取精蒽及咔唑的生产方法及其系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及精蒽及咔唑生产工艺，属于焦化工程技术，具体涉及一种采用特殊结晶蒸馏法，从蒽油或粗蒽中提取精蒽及咔唑的生产工艺技术。
背景技术：
精蒽与咔唑是两种重要的化工原料。蒽的利用是通过气相氧化制取蒽醌，其可进一步用于制取生产染料、中间体及纸浆添加剂；蒽还可以合成鞣剂、增塑剂等。咔唑是一种含氮杂环化合物，是生产精细化工的重要中间体，可用于合成有机颜料、染料、医药、农药、 光电导体等。
目前，国内从煤焦油生产精蒽与咔唑的方法一般为溶剂法。其工艺过程如下以粗蒽为原料，先用一种溶剂洗涤以萃取去除菲等杂质，再用另一种溶剂洗涤以萃取提出咔唑， 此萃余相即为精制蒽，经离心、干燥得固体精蒽产品。第二种溶剂萃取出的咔唑经蒸馏分出溶剂后，经数次溶剂洗涤重结晶、离心、干燥得固体精咔唑产品。洗涤母液蒸馏，分出溶剂后循环使用。
上述溶剂法制取精蒽与咔唑的优点是工艺简单，技术成熟，流程较短，投资少。其缺点是1、需要外加两种溶剂，消耗量大，生产成本高。
2、产品质量差，收率也低，一般蒽与咔唑的收率在40%以下；若想提高产品纯度， 必须以牺牲产品收率为代价，而且这种提高是有限度的。
3、间歇操作，在线操作多，自动化水平低，产品质量不易稳定控制。
4、操作环境差，环境污染严重，溶剂多为易燃易爆且有毒溶剂，对人体伤害极大。
5、单台设备处理能力小，不适合大规模生产。
有鉴于此，寻求一种结晶蒸馏法提取精蒽及咔唑的生产方法及其系统成为该领域技术人员的追求目标。发明内容
针对现有的溶剂法制取精蒽与咔唑的生产工艺的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种不用外加大量溶剂，采用特殊的多步结晶与两步蒸馏法，连续生产、产品品质高、操作稳定、能耗低，无污染的结晶蒸馏法提取精蒽及咔唑的生产方法及其系统。
本发明的技术解决方案如下一种结晶蒸馏法提取精蒽及咔唑的生产方法，它包括以下步骤(1)多步结晶，将原料加入少量溶剂油，经多步结晶和洗涤，除去原料中的蒽及咔唑以外杂质，分离出含菲溶剂油，得到蒽、咔唑混合油；(2)两步蒸馏，将结晶最后一段熔融排出的含溶剂蒽/咔唑油，首先送往蒽/咔唑蒸馏塔，再次从塔顶分离出少量含菲溶剂油，塔底的蒽/咔唑混合物，送蒽/咔唑分离塔，经蒸馏分离，得到精蒽及咔唑产品。
所述步骤(1)中的原料为蒽油或粗蒽。
所述步骤(1)中的原料为一蒽油。
所述步骤(1)和(2)中的含菲溶剂油经蒸馏再生出溶剂油循环使用。
所述步骤(2)中的经减压蒸馏得到纯度95%以上精蒽和咔唑。
一种结晶蒸馏法提取精蒽及咔唑的生产系统，采用如上所述的结晶蒸馏法提取精蒽及咔唑的生产方法，所述生产系统包括多台结晶器、溶剂回收塔、蒽咔唑蒸馏塔及蒽咔唑分离塔；所述结晶器之间依次管道连接，最后一台结晶器分别通过管道连接溶剂回收塔及蒽咔唑蒸馏塔，所述蒽咔唑蒸馏塔的底部通过管道连接蒽咔唑分离塔。
所述结晶器为箱式结构，其内部设有带翅片列管。
所述溶剂回收塔及蒽咔唑蒸馏塔的顶部分别通过管道连接结晶器。
所述结晶器的箱内换热面积达30至40平方米。
所述生产系统还包括用于系统加热及保温的导热油系统。
本发明由于采用了以上技术方案，相对于传统的溶剂法工艺，本发明的结晶蒸馏法提取精蒽及咔唑的生产方法及其系统的特点和优点如下1、环保没有中间固体产品形成，没有大量外加溶剂，全连续封闭操作，因此大大减轻了对环境的污染。
2、产品质量与收率纯度高，收率也高，蒽的收率在70%以上，咔唑收率在65%以上，是溶剂法的1.5 2.0倍。
3、自动化水平高，产品质量稳定。
4、适合大规模集中生产。
5、生产成本低。
图1为本发明的一种结晶蒸馏法提取精蒽及咔唑的生产方法的流程图。
图2为本发明的一种结晶蒸馏法提取精蒽及咔唑的生产方法的原理图。
图3为本发明的一种结晶蒸馏法提取精蒽及咔唑的生产系统的连接框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作详细说明。
参看图1和图2，本发明提供了一种结晶蒸馏法提取精蒽及咔唑的生产方法，它包括以下步骤(1)多步结晶，将原料加入少量溶剂油，经多步结晶和洗涤，除去原料中的蒽及咔唑以外杂质，分离出含菲溶剂油，得到蒽、咔唑混合油。
(2)两步蒸馏，将结晶最后一段熔融排出的含溶剂蒽/咔唑油，首先送往蒽/咔唑蒸馏塔，再次从塔顶分离出少量含菲溶剂油，塔底的蒽/咔唑混合物，送蒽/咔唑分离塔，经蒸馏分离，得到精蒽及咔唑产品。
所述步骤(1)中的原料为蒽油或粗蒽。所述步骤(1)中的原料或为一蒽油。
所述步骤(1)和(2)中的含菲溶剂油经蒸馏再生出溶剂油循环使用。
所述步骤(2)中的经减压蒸馏得到纯度95%以上精蒽和咔唑。
参看图3，本发明还提供了一种结晶蒸馏法提取精蒽及咔唑的生产系统，采用上述结晶蒸馏法提取精蒽及咔唑的生产方法，该生产系统主要由多台结晶器、溶剂回收塔、蒽咔唑蒸馏塔及蒽咔唑分离塔组成。结晶器之间依次管道连接，最后一台结晶器分别通过管道连接溶剂回收塔及蒽咔唑蒸馏塔，蒽咔唑蒸馏塔的底部通过管道连接蒽咔唑分离塔。
结晶器为箱式结构，其内部设有带翅片列管。溶剂回收塔及蒽咔唑蒸馏塔的顶部分别通过管道连接结晶器。结晶器容积达30至50立方米该生产系统还设置了用于系统加热及保温的导热油系统。
如图1和图2中所示，本发明的结晶蒸馏法提取精蒽及咔唑的生产过程是，以蒽油或粗蒽为原料，加入少量溶剂油(循环使用)，经多步结晶和洗涤，分离出含菲溶剂油，得到蒽、咔唑混合油，经减压蒸馏得到纯度95%以上精蒽和咔唑，含菲溶剂油经蒸馏再生出溶剂油循环使用。
本发明的结晶蒸馏法提取精蒽及咔唑的整个生产过程主要由结晶与蒸馏两个步骤完成。
如图3所示，本发明的结晶蒸馏法提取精蒽及咔唑的整个生产过程的主系统由多台结晶器、溶剂回收塔、蒽咔唑蒸馏塔及蒽咔唑分离塔组成；辅助系统主要包括用于系统加热及保温的导热油系统。
按本发明的结晶蒸馏法提取精蒽及咔唑的生产方法，提取精蒽及咔唑的原料既可以是一蒽油，也可以是粗蒽，且通常情况下宜选用一蒽油作为原料；而溶剂法必须选择粗蒽作为原料。
按本发明的结晶蒸馏法提取精蒽及咔唑的生产方法，一蒽油与溶剂的混合物首先经过多段结晶洗涤，除去原料中的蒽及咔唑以外杂质。结晶是在结晶器中进行的，过程是从焦油蒸馏来的一蒽油，首先与溶剂油以一定比例混合，然后进入结晶箱进行冷却结晶，其目的是去除蒽油中蒽和咔唑以外的其它组份。由于本方法的蒸馏部分基本上只能起到分离蒽和咔唑的作用，因此在蒸馏之前的结晶过程必须除掉各种杂质，尤其是菲，这是保证最终产品质量的关键步骤。结晶过程是一个多步结晶与洗涤的过程。
按本发明的结晶蒸馏法提取精蒽及咔唑的生产方法，结晶最后一段熔融排出的含溶剂蒽/咔唑油，首先送往蒽/咔唑蒸馏塔，在此从塔顶分离出少量溶剂，塔底的蒽/咔唑混合物，送蒽/咔唑分离塔，经蒸馏分离，得到精蒽及咔唑产品。
按本发明的结晶蒸馏法提取精蒽及咔唑的生产方法，用于结晶操作的结晶器是本方法的核心设备。其结构是以强化传热效率，提高单位体积内传热面积为主要目的，主体结构为箱式结构，其内部为带翅片列管，箱内换热面积达30 40平方米。
下面描述一个实施例，某焦化公司5万吨/年蒽油加工工程，采用了结晶蒸馏法提取精蒽及咔唑的生产方法，其简要流程如下本装置分为三个工序溶剂结晶、蒸馏、制片包装。
(1)在溶剂结晶工序，原料经洗涤与结晶分离提纯到半产品，蒽和咔唑的含量提高到1倍以上，菲的去除率达到90%以上。
(2)在蒸馏工序，结晶最后一段熔融排出的含溶剂蒽/咔唑油经浓缩和连续蒸馏以后得到精蒽和精咔唑产品。
(3)在制片包装工序，精蒽和精咔唑固化包装采用不锈钢带冷却制片包装。
主要操作指标如下结晶器操作温度20°C 120°C 溶剂回收塔顶操作温度130°C 160°C 蒽咔唑蒸馏塔顶操作温度160°C 200°C 蒽咔唑分离塔顶操作温度100°C 140°C综上所述，应用本发明的结晶蒸馏法提取精蒽及咔唑的生产方法及其系统，不用外加大量溶剂，采用特殊的多步结晶与两步蒸馏法，连续生产，产品品质高，操作稳定，能耗低， 无污染，具有环保、产品质量与收率高、纯度高、自动化水平高、产品质量稳定、适合大规模集中生产、生产成本低等优点。
当然，本技术领域内的一般技术人员应当认识到，上述实施例仅是用来说明本发明，而并非用作对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对上述实施例的变化、 变型等都将落在本发明权利要求的范围内。
权利要求
1.一种结晶蒸馏法提取精蒽及咔唑的生产方法，其特征在于它包括以下步骤(1)多步结晶，将原料加入少量溶剂油，经多步结晶和洗涤，除去原料中的蒽及咔唑以外杂质，分离出含菲溶剂油，得到蒽、咔唑混合油；(2)两步蒸馏，将结晶最后一段熔融排出的含溶剂蒽/咔唑油，首先送往蒽/咔唑蒸馏塔，再次从塔顶分离出少量含菲溶剂油，塔底的蒽/咔唑混合物，送蒽/咔唑分离塔，经蒸馏分离，得到精蒽及咔唑产品。
2.如权利要求1所述的结晶蒸馏法提取精蒽及咔唑的生产方法，其特征在于所述步骤(1)中的原料为蒽油或粗蒽。
3.如权利要求1所述的结晶蒸馏法提取精蒽及咔唑的生产方法，其特征在于所述步骤(1)中的原料为一蒽油。
4.如权利要求1所述的结晶蒸馏法提取精蒽及咔唑的生产方法，其特征在于所述步骤(1)和(2)中的含菲溶剂油经蒸馏再生出溶剂油循环使用。
5.如权利要求1所述的结晶蒸馏法提取精蒽及咔唑的生产方法，其特征在于所述步骤(2)中的经减压蒸馏得到纯度95%以上精蒽和咔唑。
6.一种结晶蒸馏法提取精蒽及咔唑的生产系统，采用如权利要求1所述的结晶蒸馏法提取精蒽及咔唑的生产方法，其特征在于所述生产系统包括多台结晶器、溶剂回收塔、蒽咔唑蒸馏塔及蒽咔唑分离塔；所述结晶器之间依次管道连接，最后一台结晶器分别通过管道连接溶剂回收塔及蒽咔唑蒸馏塔，所述蒽咔唑蒸馏塔的底部通过管道连接蒽咔唑分离塔。
7.如权利要求6所述的结晶蒸馏法提取精蒽及咔唑的生产系统，其特征在于所述结晶器为箱式结构，其内部设有带翅片列管。
8.如权利要求6所述的结晶蒸馏法提取精蒽及咔唑的生产系统，其特征在于所述溶剂回收塔及蒽咔唑蒸馏塔的顶部分别通过管道连接结晶器。
9.如权利要求6所述的结晶蒸馏法提取精蒽及咔唑的生产系统，其特征在于所述结晶器容积达30至50立方米。
10.如权利要求6所述的结晶蒸馏法提取精蒽及咔唑的生产系统，其特征在于所述生产系统还包括用于系统加热及保温的导热油系统。
全文摘要
本发明涉及一种结晶蒸馏法提取精蒽及咔唑的生产方法及其系统，步骤为多步结晶，将原料加入少量溶剂油，经多步结晶和洗涤，除去原料中的蒽及咔唑以外杂质，分离出含菲溶剂油，得到蒽、咔唑混合油；两步蒸馏，将结晶最后一段熔融排出的含溶剂蒽/咔唑油，首先送往蒽/咔唑蒸馏塔，再次从塔顶分离出少量含菲溶剂油，塔底的蒽/咔唑混合物，送蒽/咔唑分离塔，经蒸馏分离，得到精蒽及咔唑产品。该生产系统包括多台结晶器、溶剂回收塔、蒽咔唑蒸馏塔及蒽咔唑分离塔。结晶器之间依次管道连接，最后一台结晶器分别通过管道连接溶剂回收塔及蒽咔唑蒸馏塔。本发明不用外加大量溶剂，连续生产，操作稳定，能耗低，无污染，环保，产品质量与收率高，自动化水平高，生产成本低。
文档编号C07C7/04GK102516015SQ20111041178
公开日2012年6月27日 申请日期2011年12月12日 优先权日2011年12月12日
发明者冯志安, 芮盛, 赵刚山 申请人:宝钢工程技术集团有限公司, 鞍山市中控自动化工程有限公司