一种萘的结晶精制方法.pdf

本发明公开一种萘的结晶精制方法，包括萘的溶解、降温溶析结晶和过滤干燥几个步骤，其中，所述的降温溶析结晶是在萘的降温结晶过程中添加能与萘的溶解所用的主溶剂完全互溶而与萘不互溶的第二溶剂即析出剂，一般选用纯水作为析出剂。本发明方法在保证萘的精制纯度的同时，使萘最大限度地从溶剂中晶析出来，从而显著提高萘的结晶精制收率，与现有技术相比，一般可提高结晶精制收率75％以上；同时，本发明方法成本较低、便于操作。

权利要求书
1、  一种萘的结晶精制方法，包括萘的溶解、降温溶析结晶和过滤干燥几个步骤，其特征在于：所述的降温溶析结晶是在萘的降温结晶过程中添加能与萘的溶解所用的主溶剂完全互溶而与萘不互溶的第二溶剂即析出剂。

2、  如权利要求1所述的萘的结晶精制方法，其特征在于，所述的析出剂选用纯水。

3、  如权利要求2所述的萘的结晶精制方法，其特征在于，所述的纯水包括蒸馏水、去离子水、反渗水、超纯水。

4、  如权利要求1或2所述的萘的结晶精制方法，其特征在于，所述的纯水的用量为主溶剂质量的0.1倍到1倍。

5、  如权利要求1所述的萘的结晶精制方法，其特征在于，所述的萘的溶解中萘与主溶剂的质量比为1：1到1：6。

6、  如权利要求1所述的萘的结晶精制方法，其特征在于，所述的萘的溶解中主溶剂选用甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、丙酮、丁酮或它们的混合溶液中的一种。

说明书一种萘的结晶精制方法
技术领域
本发明涉及煤焦油深加工技术领域，特别是涉及从煤焦油中提取萘的结晶精制工艺方法。
背景技术
萘是煤焦油加工的主要产品，约占煤焦油的10％，属于重要的有机化工基本原料，广泛用于生产增塑剂、醇酸树脂、合成纤维、染料、药物和各种化学助剂等。由煤焦油生产的萘，包括工业萘和精萘，工业萘主要用于生产邻苯二甲酸酐，要求含萘≥95％；精萘主要用于有机合成，要求含萘≥99％。萘的分离精制是煤焦油加工中的重要环节，溶剂结晶法是制取精萘的方法之一。
现有的溶剂结晶制取精萘工艺方法是根据萘在不同温度下在溶剂中有不同的溶解度，是将粗萘在较高温度下溶解于溶剂中，降低温度至常温，使萘结晶出来，从而使萘得到精制。例如，1989年12月20日公开的中国发明专利申请，CN1038087A，公开了一种由粗萘生产精萘的方法，以醇类为溶剂对粗萘重结晶制备精萘。1990年3月21日公开的中国发明专利申请，CN1040576A，公开了一种溶剂结晶制取精萘工艺，以甲醇、乙醇、丙酮为溶剂对粗萘进行结晶精制。1991年12月25日公开的中国发明专利申请，CN1057252A，公开了一种精萘的生产方法，以丙酮和乙醇或三氯甲烷和乙醇构成混合溶剂对粗萘进行结晶精制。
在现有的溶剂结晶制取精萘工艺方法中，溶剂组成在降温过程中没有变化，在常温时萘在溶剂中往往还有较高的溶解度，使得萘的结晶收率不高。
本发明的目的在于提供一种萘的结晶精制方法，将纯度低于99.0％的粗萘提纯得到纯度>99.0％的精萘产品，并显著提高萘的结晶精制收率。
发明内容
为实现本发明的目的，本发明的技术方案如下：
本发明提供一种萘的结晶精制方法，包括萘的溶解、降温溶析结晶和过滤干燥几个步骤，其中：所述的降温溶析结晶是在萘的降温结晶过程中添加能与萘的溶解所用的主溶剂完全互溶而与萘不互溶的第二溶剂即析出剂。
萘结晶精制的传统方法一般如下：将纯度低于99.0％的萘溶解于主溶剂中，在低于主溶剂常沸点温度下形成萘溶液；一边搅拌，一边降温，使萘从溶液中结晶出来；将结晶得到的萘晶体过滤、干燥即可得到纯度较高的萘产品。与现有传统的萘溶剂结晶方法不同，本发明提出萘的结晶精制新构思，即，除了通过降温结晶提纯萘外，主要是通过添加助剂即析出剂改变溶剂性质来选择性地溶解杂质，使目标组分萘最大限度地从溶剂中结晶出来，从而显著提高萘的回收率。
根据本发明所述的萘的结晶精制方法，其中优选地是，所述的萘的溶解中萘与主溶剂的质量比为1：1到1：6。萘的溶解在加温下搅拌进行，温度不高于主溶剂的常沸点。具体主溶剂与含萘原料配比可以视原料中萘含量而定。对于萘含量较高的原料，主溶剂用量少些；而对于萘含量低的原料，主溶剂用量则要多些。
根据本发明所述的萘的结晶精制方法，其中优选地是，所述的析出剂选用纯水。
根据本发明所述的萘的结晶精制方法，其中优选地是，所述的纯水的用量为主溶剂质量的0.1倍到1倍。具体用量可以根据萘纯度、溶剂种类和溶剂用量而定。一般情况下，当主溶剂用量比例较大时，纯水的用量比例也较大；当对萘产品纯度要求较高时，纯水的用量比例减小；当主溶剂对萘的溶解度较大时，纯水的用量比例也较大。
根据本发明所述的萘的结晶精制方法，其中优选地是，所述的萘的溶解主溶剂选用甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、丙酮、丁酮或它们的混合溶液中的一种。
本发明方法的特点是：溶质首先被溶解于一种溶剂中，称为主溶剂，边降温边添加另一种能与主溶剂完全互溶而与溶质不互溶的第二溶剂，称为析出剂，来显著降低溶质的溶解度，使溶质晶析出来达到分离的目的。在此过程中主溶剂的作用是选择性的溶解杂质，以提高产品的纯度，而第二溶剂的作用则是降低产物的溶解度，提高其收率。因此，只要溶剂选择得当，可达到高纯度、高收率的双重效果。
本发明与现有技术相比，具有如下显而易见的突出特点和优点：
(1)本发明的方法，操作简便，成本较低；
(2)本发明的方法，有效提高了萘的精制收率，达到了高纯度、高收率的双重效果。
(3)现有的溶剂结晶方法是根据萘在同一溶剂中不同温度下的溶解度不同而得到结晶提纯，在结晶过程中溶剂的组成不变。与现有的萘溶剂结晶方法不同，本发明除了通过降温结晶外，主要是通过添加一种能与主溶剂完全互溶而与萘不互溶的析出剂来改变溶剂组成与性质，在保证萘的精制纯度的同时，使萘最大限度地从溶剂中晶析出来，从而显著提高萘的结晶精制收率。例如，与中国发明专利申请CN1038087A和CN1040576A等公开的溶剂结晶制备精萘的现有方法相比，在萘:乙醇＝1:4的条件下，本发明方法萘的结晶精制收率提高了77.6％；在萘:异丙醇＝1:3的条件下，本发明方法萘的结晶精制收率提高了85.0％；在萘:正丁醇＝1:3的条件下，本发明方法萘的结晶精制收率提高了89.9％。
具体实施方式
下面参照实施例更具体地说明本发明内容。应当理解，下面的实施例用于说明本发明内容而非限定本发明内容，任何形式上的改变或/和变通都将落入本发明的保护范围之内。
实施例一：
将10克含萘量97.05％的原料在60℃下溶解于40克乙醇中，搅拌，自然冷却至20℃，并在冷却过程中边搅拌边滴加进纯水8克；将溶析结晶得到的萘晶体过滤，真空干燥，得到6.83克含萘量99.13％的萘产品，萘的结晶收率为69.8％。
对比实验：将10克含萘量97.05％的原料在60℃下溶解于40克乙醇中，搅拌，在不滴加纯水的情况下自然冷却至20℃，过滤，真空干燥，得到3.84克含萘量99.33％的萘产品，萘的结晶收率为39.3％。
从上述实验结果可以看出，与现有的溶剂结晶精制方法相比，在萘:乙醇＝1:4的条件下，本发明方法萘的结晶精制收率提高了77.6％。
实施例二：
将10克含萘量97.05％的原料在60℃下溶解于30克异丙醇中，搅拌，自然冷却至20℃，并在冷却过程中边搅拌边滴加进纯水5克；将溶析结晶得到的萘晶体过滤，真空干燥，得到6.53克含萘量99.25％的萘产品，萘的结晶收率为66.8％。
对比实验：将10克含萘量97.05％的原料在60℃下溶解于30克异丙醇中，搅拌，在不滴加纯水的情况下自然冷却至20℃，过滤，真空干燥，得到3.52克含萘量99.52％的萘产品，萘的结晶收率为36.1％。
从上述实验结果可以看出，与现有的萘溶剂结晶精制方法相比，在萘:异丙醇＝1:3的条件下，本发明方法萘的结晶精制收率提高了85.0％。
实施例三：
将10克含萘量97.05％的原料在60℃下溶解于30克正丁醇中，搅拌，自然冷却至20℃，并在冷却过程中边搅拌边滴加进纯水9克；将溶析结晶得到的萘晶体过滤，真空干燥，得到5.35克含萘量99.31％的萘产品，萘的结晶精制收率为54.7％。
对比实验：将10克含萘量97.05％的原料在60℃下溶解于30克正丁醇中，搅拌，在不滴加纯水的情况下自然冷却至20℃，过滤，真空干燥，得到2.81克含萘量99.63％的萘产品，萘的结晶精制收率为28.8％。
从上述实验结果可以看出，与现有的萘溶剂结晶精制方法相比，在萘:正丁醇＝1:3的条件下，本发明方法萘的结晶精制收率提高了89.9％。
通过上述实施例和对比实验，可以看出，本发明方法，大大提高萘结晶精制收率，一般提高75％以上，达到了高纯度、高收率的双重目的。