專利名稱：一種去除己內(nèi)酰胺水溶液中微量雜質(zhì)的萃取方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化工分離技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種從己內(nèi)酰胺水溶液中去除微量雜質(zhì)的萃取方法。
背景技術(shù)：
己內(nèi)酰胺是一種重要的有機(jī)化工原料，其主要用于生產(chǎn)尼龍-6纖維、樹脂和工程塑料。己內(nèi)酰胺的工業(yè)生產(chǎn)方法有多種，從合成原料劃分，可分為苯法和甲苯法，其中前者是目前最普遍采用的合成方法。由于合成路線較長，反應(yīng)較為復(fù)雜，伴隨很多副反應(yīng)的發(fā)生，導(dǎo)致粗己內(nèi)酰胺中存在各種副產(chǎn)物。這些雜質(zhì)的種類和數(shù)量與所采用的合成方法以及合成工藝參數(shù)有關(guān)，例如苯法合成的己內(nèi)酰胺中的常見雜質(zhì)有苯胺、環(huán)己酮肟、八氫吩嗪和環(huán)己酮等；而甲苯法合成的己內(nèi)酰胺中的主要雜質(zhì)為以苯甲腈為代表的腈類和呋喃酮類。 纖維制造工業(yè)對己內(nèi)酰胺的純度要求非常高，需要通過一系列的物理化學(xué)精制過程將己內(nèi)酰胺中的雜質(zhì)去除，如萃取、化學(xué)處理、蒸發(fā)和多效蒸餾等。己內(nèi)酰胺的精制過程大部分發(fā)生在己內(nèi)酰胺的水溶液中，精制后的己內(nèi)酰胺水溶液經(jīng)過蒸發(fā)脫水和最后的多效蒸餾得到成品己內(nèi)酰胺。因此，己內(nèi)酰胺水溶液中雜質(zhì)含量水平對多效蒸餾系統(tǒng)的復(fù)雜程度和最終產(chǎn)品的質(zhì)量有著決定性作用。顯然，降低己內(nèi)酰胺水溶液中雜質(zhì)含量是降低多效蒸餾系統(tǒng)能耗，提高最終產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種從己內(nèi)酰胺水溶液中去除微量有機(jī)雜質(zhì)的萃取方法，從而降低己內(nèi)酰胺水溶液中有機(jī)雜質(zhì)含量水平，減輕后續(xù)精制工序的負(fù)擔(dān)，提高己內(nèi)酰胺的產(chǎn)品質(zhì)量。根據(jù)己內(nèi)酰胺和有機(jī)雜質(zhì)在極性上的差異，以及非極性溶劑與己內(nèi)酰胺水溶液體系低互溶性的特征，本發(fā)明選擇萃取劑和控制操作條件如溫度和體積比，使得萃取劑對有機(jī)雜質(zhì)具有較好的溶解度，而對己內(nèi)酰胺溶解度很低，有效降低己內(nèi)酰胺水溶液中的有機(jī)雜質(zhì)含量，同時(shí)己內(nèi)酰胺和萃取劑的損失量很小，達(dá)到提純的目的。具體的方案是
選擇烷烴類或烷烴類和芳香烴類的混合物作為萃取劑，控制己內(nèi)酰胺水溶液溫度在 10°C 70°C，按萃取劑與己內(nèi)酰胺水溶液體積比為I 10 :1，將萃取劑和己內(nèi)酰胺水溶液進(jìn)行混合和萃取。
上述方案中，作為萃取劑的烷烴類可以為環(huán)己烷、正己烷和石油醚等，芳香烴類可以為苯、甲苯等。
上述方案中，烷烴類和芳香烴類的混合物作為萃取劑時(shí)，烷烴類和芳香烴類體積比為I 30 lo上述方案中，所述的萃取劑優(yōu)選為環(huán)己烷和苯的混合溶劑，環(huán)己烷與苯的體積配比為I 20 :1，通過在環(huán)己燒中添加少量苯可以提聞對雜質(zhì)的萃取容量，減少溶劑使用量。上述方案中，所述的己內(nèi)酰胺水溶液的濃度為10%wt 70%wt，更優(yōu)選為10%wt 50%wt。上述方案中，所述的萃取劑與己內(nèi)酰胺水溶液體積配比優(yōu)選為I 5 :1。通過本發(fā)明的提純方法后，萃取得到的輕相經(jīng)蒸餾循環(huán)利用，萃取得到的重相己內(nèi)酰胺水溶液，送入后續(xù)精制工序系統(tǒng)。本發(fā)明方法能有效去除部分有機(jī)雜質(zhì)，如苯胺、環(huán)己酮肟、八氫吩嗪、苯甲腈和環(huán)己酮等。本發(fā)明方法的優(yōu)點(diǎn)和有益效果在于，對有機(jī)雜質(zhì)的高選擇性，己內(nèi)酰胺損失量很小，萃取劑可不經(jīng)反萃取回收己內(nèi)酰胺而直接送入溶劑回收系統(tǒng)經(jīng)蒸餾循環(huán)利用，且相分離速度快，容易分層，避免夾帶問題，得到的己內(nèi)酰胺水溶液雜質(zhì)含量低。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I :將一定量的己內(nèi)酰胺、苯胺、環(huán)己酮肟、八氫吩嗪、苯甲腈、環(huán)己酮和水配置成己內(nèi)酰胺質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的水溶液，其中苯胺、環(huán)己酮肟、八氫吩嗪、苯甲腈和環(huán)己酮的濃度均為100mg/L。在40°C條件下，將該溶液與環(huán)己烷按體積比I :4進(jìn)行單級萃取。 用氣相色譜分析輕相中己內(nèi)酰胺和各種雜質(zhì)的濃度，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表所示?？梢钥吹?，經(jīng)單次萃取后，己內(nèi)酰胺水溶液中苯甲腈和八氫吩嗪的去除率達(dá)到90%以上，苯胺和環(huán)己酮肟的去除率較低，而己內(nèi)酰胺只有少量的損失。 實(shí)施例I實(shí)驗(yàn)結(jié)果
分析項(xiàng)目苯甲腈(mg/L)八氫吩嗪(mg/L)環(huán)己酮(mg/L)苯胺(mgA)環(huán)己酮脂(mg/L)己內(nèi)酰胺Ut%)萃取前10010010010010030. O萃取后8. O6.716. 237.654. 229. 4
實(shí)施例2 :采用環(huán)己烷和苯的混合溶劑(體積比15:1)作為萃取劑，在40°C條件下，按照實(shí)施例I中配置己內(nèi)酰胺水溶液，與混合萃取劑按體積比I :4進(jìn)行單級萃取，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表所示。可以看到，與實(shí)施例I相比，添加少量苯后，己內(nèi)酰胺水溶液中苯胺和環(huán)己酮肟的去除率得到明顯提高，而己內(nèi)酰胺的損失略有上升。
實(shí)施例2實(shí)驗(yàn)結(jié)果
分析項(xiàng)目苯甲腈(mg/L)八氫吩嗪(mg/L)環(huán)己酮(mg/L)苯胺(mgA)環(huán)己酮脂(mg/L)己內(nèi)酰胺Ut%)萃取前10010010010010030. O萃取后5. I6.812. 924.929. 628. I
對比實(shí)驗(yàn)A :將己內(nèi)酰胺質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%的己內(nèi)酰胺水溶液，在40°C條件下，與實(shí)施例 2中所述的混和萃取劑按體積比I :4進(jìn)行單級萃取，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表所示?？梢钥吹?，與實(shí)施例2相比，當(dāng)己內(nèi)酰胺水溶液中己內(nèi)酰胺的濃度提高后，己內(nèi)酰胺水溶液中各種雜質(zhì)的去除率明顯降低，而己內(nèi)酰胺的損失量升高，表明低濃度己內(nèi)酰胺水溶液利于雜質(zhì)的萃取去除。
對比實(shí)驗(yàn)A實(shí)驗(yàn)結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種去除己內(nèi)酰胺水溶液中微量雜質(zhì)的萃取方法，其特征在于，選擇烷烴類或烷烴類和芳香烴類的混合物作為萃取劑，控制己內(nèi)酰胺水溶液溫度在10°c 70°C，按萃取劑與己內(nèi)酰胺水溶液體積比為I 10 :1，將萃取劑和己內(nèi)酰胺水溶液進(jìn)行混合和萃取。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的萃取方法，其特征在于，作為萃取劑的烷烴類為環(huán)己烷、正己烷或石油醚，芳香烴類為苯或甲苯。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的萃取方法，其特征在于，烷烴類和芳香烴類的混合物作為萃取劑時(shí)，烷烴類和芳香烴類體積比為I 30 :1。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的萃取方法，其特征在于，所述的萃取劑為環(huán)己烷和苯的混合溶劑，環(huán)己烷與苯的體積配比為I 20 :1。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的萃取方法，其特征在于，所述的己內(nèi)酰胺水溶液的濃度為 10%wt 70%wto
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的萃取方法，其特征在于，所述的己內(nèi)酰胺水溶液的濃度為 10%wt 50%wto
7.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的萃取方法，其特征在于，所述的萃取劑與己內(nèi)酰胺水溶液體積配比為I 5 :1。
全文摘要
一種萃取去除己內(nèi)酰胺水溶液中微量雜質(zhì)的方法。該方法是用烷烴或者烷烴與芳香烴的混合溶劑作為萃取劑，通過選擇性萃取，去除己內(nèi)酰胺水溶液中的有機(jī)雜質(zhì)。該技術(shù)對己內(nèi)酰胺水溶液中的部分有機(jī)雜質(zhì)的選擇性強(qiáng)，己內(nèi)酰胺損失量小，相分離容易，得到的己內(nèi)酰胺水溶液雜質(zhì)含量低，能有效降低后續(xù)精制工藝負(fù)擔(dān)，提高己內(nèi)酰胺產(chǎn)品質(zhì)量。
文檔編號C07D223/10GK102584703SQ201210011969
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月16日
發(fā)明者于萍, 唐彬, 羅運(yùn)柏 申請人:武漢大學(xué)