專利名稱：一種1,4—二氧六環(huán)的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種1，4一二氧六環(huán)的制備方法，屬于化工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
1，4一二氧六環(huán)在醫(yī)藥、化妝品、香料等特殊精細(xì)化學(xué)品制造，以及科學(xué)研究中作為溶劑、反應(yīng)介質(zhì)、萃取劑使用。分子式C4H8O2，分子量88.11，熔點(diǎn)11.8°C，沸點(diǎn)101.3°C，常溫下是無色透明液體。1，4一二氧六環(huán)的生產(chǎn)，尤其是在國內(nèi)在此前全部是采用一種傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝，即利用二甘醇在98%濃硫酸催化作用下在反應(yīng)釜內(nèi)進(jìn)行分子內(nèi)脫水合成的。主要工藝過程包括:合成(即在負(fù)壓條件下使用二甘醇在98%濃硫酸催化作用下升溫至150°C進(jìn)行分子內(nèi)脫水應(yīng))；脫水(即使用片堿加入反應(yīng)粗品中，通過比重的變化將水和1，4一二氧六環(huán)進(jìn)行粗步分離)、精餾(即使用環(huán)已烷作帶水劑將1，4一二氧六環(huán)進(jìn)去除水提純)等。傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝最突出的缺點(diǎn)有以下幾點(diǎn):
①合成反應(yīng)過程中使用了硫酸作催化劑而產(chǎn)生了一定量的高酸性粘稠廢物，且如放置不當(dāng)容易吸水自燃；
②合成反應(yīng)過程中由于反應(yīng)溫度較高產(chǎn)生大量附產(chǎn)焦油，且焦油積累一定程度后需對(duì)反應(yīng)釜進(jìn)行清理，無法實(shí)現(xiàn)該產(chǎn)品的連續(xù)生產(chǎn)；
③合成反應(yīng)過程中使用了硫 酸作催化劑，催化劑的選擇性較差，反應(yīng)過程中產(chǎn)生約3% — 5%的附產(chǎn)甲基五環(huán)；
④脫水過程中使用大量片堿，雖起到分離作用，但產(chǎn)生大量含氫氧化鈉20%左右廢水，同時(shí)此廢水中含大量合成反應(yīng)過程中產(chǎn)生的焦油，廢水處理難度極大。在合成反應(yīng)及脫水過程中使用了硫酸作催化劑及片堿而產(chǎn)生了大量的酸性廢物和堿性含焦油廢水，造成了環(huán)境污染或帶來非常大的環(huán)保壓力，增加了處理成本。目前在國家大力倡導(dǎo)清潔生產(chǎn)的政策引導(dǎo)下，急需尋求一種比較環(huán)保的工藝來進(jìn)行生產(chǎn)1，4一二氧六環(huán)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種新的1，4一二氧六環(huán)的的制備方法，合成過程中使用固體超強(qiáng)酸樹脂作為催化劑與二甘醇進(jìn)行催化反應(yīng)，后利用異丙醚在高效萃取塔內(nèi)對(duì)粗品進(jìn)行萃取脫水，再經(jīng)陽離子樹脂塔對(duì)廢水進(jìn)行處理，成功地克服了傳統(tǒng)工藝的諸多不足，為1，4一二氧六環(huán)的生產(chǎn)帶來了革命性進(jìn)步。本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種1，4一二氧六環(huán)的制備方法，包括以下步驟:
(I)合成工序:將裝有固體超強(qiáng)酸樹脂的合成塔預(yù)熱至110-115°C，二甘醇以流量400-500Kg/h速度輸送至加熱器內(nèi)，通過蒸汽或?qū)嵊图訜嶂?20-125°C，加熱后二甘醇進(jìn)入預(yù)熱好的合成塔中，通過合成塔反應(yīng)后料液進(jìn)入汽液分離器，少量未反應(yīng)料液降溫后回至二甘醇原料罐中繼續(xù)參加反應(yīng)，汽相反應(yīng)產(chǎn)物1，4一二氧六環(huán)和水經(jīng)冷凝后進(jìn)入粗品接收罐；
(2)萃取工序:粗品按400-410Kg/h從萃取塔上布器進(jìn)入萃取塔，萃取劑異丙醚按150-160 Kg/ h從萃取塔下布器進(jìn)入萃取塔，塔內(nèi)填料為一定量的聚丙烯顆粒，萃取液經(jīng)塔頂進(jìn)入萃取液貯罐，廢水從塔底進(jìn)入廢水罐萃取液含水量為1-1.5%，水中含1，4一二氧六環(huán) 0.1-0.3% ；
(3)精餾工序:先利用異丙醚帶水，后將異丙醚采出萃取套用，出成品直接裝桶，帶出廢水于萃取廢水合并，由于新合成工藝無焦油及高沸物產(chǎn)生，所以無需清塔；
(4)廢水工序:采用陽離子大孔樹脂進(jìn)行吸附處理，先將廢水用稻谷灰進(jìn)行預(yù)吸附、過濾，I噸廢水中加5-6 Kg稻谷灰，濾液進(jìn)入陽離子樹脂塔進(jìn)行吸附，原水COD 45000-50000,經(jīng)二級(jí)樹脂吸附后COD降至150-200，吸附后樹脂用甲醇進(jìn)行解析。本發(fā)明的有益效果:
(1)本發(fā)明反應(yīng)溫度遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)工藝溫度，同時(shí)物料在催化塔內(nèi)滯留時(shí)間為一短暫過程，反應(yīng)后物料無焦油，解決了產(chǎn)生焦油的問題；不采用硫酸作催化劑后，反應(yīng)后料液附產(chǎn)甲基五環(huán)含量只有0.5 —1%，大幅度升升了 1，4一二氧六環(huán)合成效率；一次性加入的超強(qiáng)酸樹脂可連續(xù)催化使用8-12個(gè)月，解決了老工藝20-30天必須清釜的弊端，同時(shí)只要向二甘醇貯罐內(nèi)平衡補(bǔ)入反應(yīng)轉(zhuǎn)化需要二甘醇可完全實(shí)現(xiàn)了連續(xù)性生產(chǎn)，增加了生產(chǎn)量和設(shè)備的利用率；
(2)本發(fā)明采用異丙醚即作為萃取劑，也作為后道工序精餾的帶水劑；本工藝?yán)幂腿∪〈掀瑝A工藝來實(shí)現(xiàn)1，4一二氧六環(huán)從水中分離，既降低了使用片堿的成本，也為后期廢水處理帶來了生機(jī)；利用萃取塔器不僅提高了萃取效果，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了連續(xù)性生產(chǎn)的目地；
(3)本工序成功解決了由于廢水中含環(huán)狀有機(jī)物質(zhì)，好氧菌無法處理，氧化破環(huán)困難的缺陷，功克了 1，4一二氧六環(huán)產(chǎn)品廢水處理難關(guān)，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品長期無污染生產(chǎn)。


圖1為本發(fā)明工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式(I)合成工序:將裝有固體超強(qiáng)酸樹脂的合成塔預(yù)熱至115°C，二甘醇以流量500Kg/h速度輸送至加熱器內(nèi)，通過蒸汽或?qū)嵊图訜嶂?20°C ,加熱后二甘醇進(jìn)入預(yù)熱好的合成塔中，通過合成塔反應(yīng)后料液進(jìn)入汽液分離器，少量未反應(yīng)料液降溫后回至二甘醇原料罐中繼續(xù)參加反應(yīng)，汽相反應(yīng)產(chǎn)物1，4一二氧六環(huán)和水經(jīng)冷凝后進(jìn)入粗品接收罐，出粗品410Kg/h，未反應(yīng)回流二甘醇90 Kg/h ；
(2)萃取工序:粗品按405Kg/h從萃取塔上布器進(jìn)入萃取塔，萃取劑異丙醚按150Kg/h從萃取塔下布器進(jìn)入萃取塔，塔內(nèi)填料為一定量的聚丙烯顆粒，萃取液經(jīng)塔頂進(jìn)入萃取液貯罐，廢水從塔底進(jìn)入廢水罐，萃取液含水量為1.2%，水中含1，4一二氧六環(huán)0.2%,
(3)精餾工序:先利用異丙 醚帶水，后將異丙醚采出萃取套用，出成品直接裝桶，帶出廢水于萃取廢水合并，由于新合成工藝無焦油及高沸物產(chǎn)生，所以無需清塔。(4)廢水工序:采用陽離子大孔樹脂進(jìn)行吸附處理，先將廢水用稻谷灰(比例為:1噸廢水加5KG稻谷灰)進(jìn)行預(yù)吸附、過濾，濾液進(jìn)入樹脂塔進(jìn)行吸附，原水COD 50000，經(jīng)二級(jí)樹脂吸附后COD降至 150，吸附后樹脂用甲醇進(jìn)行解析。
權(quán)利要求
1.一種1，4一二氧六環(huán)的制備方法，其特征在于包括以下步驟: (1)合成工序:將裝有固體超強(qiáng)酸樹脂的合成塔預(yù)熱至110-115°C，二甘醇以流量400-500Kg/h速度輸送至加熱器內(nèi)，通過蒸汽或?qū)嵊图訜嶂?20-125°C，加熱后二甘醇進(jìn)入預(yù)熱好的合成塔中，通過合成塔進(jìn)行分子內(nèi)脫水反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物1，4一二氧六環(huán)和水進(jìn)入汽液分離器，少量未反應(yīng)料液降溫后回至二甘醇原料罐中繼續(xù)參加反應(yīng)，汽相反應(yīng)產(chǎn)物1，4一二氧六環(huán)和水經(jīng)冷凝后進(jìn)入粗品接收罐； (2)萃取工序:粗品按400-410Kg/h從萃取塔上布器進(jìn)入萃取塔，萃取劑異丙醚按150-160 Kg/ h從萃取塔下布器進(jìn)入萃取塔，塔內(nèi)填料為一定量的聚丙烯顆粒，萃取液經(jīng)塔頂進(jìn)入萃取液貯罐，廢水從塔底進(jìn)入廢水罐，萃取液含水量為1-1.5%，水中含1，4一二氧六環(huán) 0.1-0.3% ； (3)精餾工序:先利用異丙醚帶水，后將異丙醚采出萃取套用，出成品直接裝桶，帶出廢水于萃取廢水合并，由于新合成工藝無焦油及高沸物產(chǎn)生，所以無需清塔； (4)廢水工序:采用陽離子大孔樹脂進(jìn)行吸附處理，先將廢水用稻谷灰進(jìn)行預(yù)吸附、過濾，I噸廢水中加5-6 Kg稻谷灰，濾液進(jìn)入陽離子樹脂塔進(jìn)行吸附，原水COD 45000-50000,經(jīng)二級(jí)樹脂吸附后COD降至150 -200，吸附后樹脂用甲醇進(jìn)行解析。
全文摘要
本發(fā)明公開一種1,4—二氧六環(huán)的制備方法。本發(fā)明使用固體超強(qiáng)酸樹脂作為催化劑與二甘醇進(jìn)行催化反應(yīng)，后利用異丙醚在高效萃取塔內(nèi)對(duì)粗品進(jìn)行萃取脫水，再經(jīng)陽離子樹脂塔對(duì)廢水進(jìn)行處理，成功地克服了傳統(tǒng)工藝的諸多不足，為1,4—二氧六環(huán)的生產(chǎn)帶來了革命性進(jìn)步，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品長期無污染生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C07D319/12GK103193758SQ20131006990
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月5日
發(fā)明者李大軍, 馬紅 申請(qǐng)人:李大軍, 馬紅