專利名稱：一種共沸蒸餾提純噻吩的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及蒸餾提純技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種以焦化粗苯中提取的低含量噻吩為原料共沸蒸餾提純噻吩的方法。
背景技術(shù)：
噻吩又稱硫茂、硫代呋喃，是穩(wěn)定的五元雜環(huán)化合物，具有芳香族化合物的性質(zhì)。 近年來(lái)醫(yī)藥和農(nóng)藥對(duì)噻吩的需求量增加較快，但是噻吩年產(chǎn)量有限，現(xiàn)有噻吩的生產(chǎn)方法主要有合成法和提取法。噻吩的合成方法有丁烷與硫的氣相催化法、四氫呋喃與二硫化碳的雜多酸催化法、乙炔與黃鐵礦的合成法等。其中，丁烷與硫的氣相催化法是最早實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的噻吩生產(chǎn)技術(shù)，因收率低、設(shè)備腐蝕嚴(yán)重、污染環(huán)境而淘汰。四氫呋喃與二硫化碳的雜多酸催化法是四氫呋喃與二硫化碳在固定床反應(yīng)器中，在400°C下，在雜多酸催化劑的作用下，生成噻吩。 反應(yīng)收率達(dá)93 %，催化劑壽命長(zhǎng)，不必周期再生，是一種可工業(yè)化推廣的工藝。但是，總體上，現(xiàn)有噻吩的合成工藝都很繁雜，技術(shù)難度大，不易大規(guī)模生產(chǎn)。噻吩存在于煉焦生成的粗苯餾分中，大部分的工業(yè)化生產(chǎn)是把噻吩作為一種焦油中的雜質(zhì)除去，因噻吩與苯的沸點(diǎn)僅相差4°C，難以用一般的分餾法將二者分開(kāi)。目前世界上的精餾提取方法主要是加氫精制法和硫酸精制法，加氫精制法可以獲得高品質(zhì)的苯，但是工藝技術(shù)復(fù)雜，操作條件苛刻，設(shè)備投資大，加工成本高，難以小規(guī)模推廣應(yīng)用；硫酸法污染嚴(yán)重、收率低、后處理困難，雖然工藝較為成熟，但凈化深度不夠，這種方法在許多發(fā)達(dá)國(guó)家已被禁止；除此之外還有溶劑萃取法和冷凍結(jié)晶法，但是均難以得到高純度的產(chǎn)品。在很多以苯為溶劑的化學(xué)合成中，因有微量噻吩存在而嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量，甚至報(bào)廢。在加氫精制法和硫酸精制法中，噻吩在精制過(guò)程中均被分解破壞，最后排放到環(huán)境中，這不僅浪費(fèi)了有限的資源，還對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。從焦化苯中提取噻吩一直是一個(gè)技術(shù)難題，因此，開(kāi)發(fā)出一種既可保證質(zhì)量，又能有效利用焦化苯資源的新技術(shù)，對(duì)改造我國(guó)現(xiàn)行的焦化苯精制工藝是非常必要的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種資源利用率高、工藝簡(jiǎn)單且產(chǎn)品質(zhì)量高的共沸蒸餾制取噻吩的生產(chǎn)方法。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種共沸蒸餾提純噻吩的方法，所述提純?cè)谙嗷ゴ?lián)的蒸餾塔、萃取塔和脫水塔內(nèi)進(jìn)行，包括以下步驟(1)將從焦化粗苯中提取的粗噻吩和共沸劑以60-65 35-40的重量比組成共沸物，首先進(jìn)入蒸餾塔，在常壓下進(jìn)行蒸餾，塔頂溫度65-75°C，塔頂?shù)玫洁绶院凸卜袆┑闹亓勘葹?5-68 32-35的精餾后共沸物；( 所述萃取塔內(nèi)依次設(shè)有油水分離段、設(shè)有振動(dòng)篩板的萃取段和油水分離段，所述精餾后共沸物從萃取塔萃取段上部進(jìn)料，萃取劑水從萃取塔萃取段下部進(jìn)料，萃取后，塔頂?shù)玫剿c共沸劑的混合物，塔底得到含有微
3量水分的濕噻吩；C3)將所述濕噻吩進(jìn)入填充有吸水劑的脫水塔進(jìn)行脫水，塔底得到成品噻吩。作為一種技術(shù)方案，所述共沸劑為95wt%乙醇或無(wú)水乙醇中的一種或兩種。作為一種技術(shù)方案，所述吸水劑為無(wú)水氯化鈣、無(wú)水碳酸鈉和氧化鈣中的一種或幾種。作為一種技術(shù)方案，所述蒸餾塔的塔底溫度80-89°C。作為一種技術(shù)方案，所述蒸餾塔、萃取塔和脫水塔內(nèi)理論塔板數(shù)為80-120個(gè)。作為一種技術(shù)方案，所述蒸餾塔內(nèi)設(shè)有絲網(wǎng)填料。作為一種技術(shù)方案，所述水與共沸劑的混合物回收提純后循環(huán)使用。作為一種技術(shù)方案，所述帶有振動(dòng)篩板的萃取段高度為15米，所述油水分離段高度為3米。由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是噻吩作為一種副產(chǎn)物在以往的焦化粗苯精制工藝中一般都是破壞排放掉，這不僅對(duì)環(huán)境造成污染也是一種資源的浪費(fèi)，本發(fā)明以焦化粗苯中提取的低含量噻吩為原料提純制得高純度的噻吩，不僅有效地節(jié)約了能源，而且還有利于保護(hù)環(huán)境，同時(shí)獲得可觀的經(jīng)濟(jì)效益，是鋼鐵企業(yè)和煉焦油企業(yè)對(duì)副產(chǎn)品進(jìn)行深加工和利用的較好方法。本發(fā)明采用95%乙醇或無(wú)水乙醇作為共沸劑，在常壓下共沸蒸餾得到噻吩和共沸劑的精餾后共沸物，工藝簡(jiǎn)單易于操作，塔頂溫度65-75°C，塔底溫度80-89°C，均屬于易于控制的工藝條件。本發(fā)明用水做萃取劑除去共沸劑得到含有微量水分的濕噻吩，水作為一種質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的萃取劑具有很高的性價(jià)比，可以降低生產(chǎn)成本。并且共沸劑與萃取劑經(jīng)分離提純后可以循環(huán)使用，無(wú)廢棄物排出，保護(hù)環(huán)境。本發(fā)明在相互串聯(lián)的蒸餾塔、萃取塔和脫水塔內(nèi)進(jìn)行，工藝連續(xù)，各物料在塔內(nèi)分布均衡且控制方便，工藝流程簡(jiǎn)單，保證了噻吩質(zhì)量的穩(wěn)定性，本發(fā)明制取的噻吩純度在 99. 9wt%以上，達(dá)到了化學(xué)合成法制造的噻吩的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。


附圖是本發(fā)明實(shí)施例的工藝流程圖；圖中1.噻吩提取塔，11.焦化粗苯進(jìn)口，12.粗噻吩出口，13.粗苯高沸物出口， 2.蒸餾塔，21.共沸物進(jìn)口，22.蒸餾后共沸物出口，23.高沸物出口，24.絲網(wǎng)填料，3.萃取塔，31.蒸餾后共沸物進(jìn)口，32.水與共沸劑出口，33.濕噻吩出口，34.萃取劑進(jìn)口，35.油水分離段，36.萃取段，37.油水分離段，4.脫水塔，41.濕噻吩進(jìn)口，42.成品噻吩出口，43.吸水劑。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
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焦化粗苯從焦化粗苯進(jìn)口 11進(jìn)入噻吩提取塔1，經(jīng)過(guò)提取，塔頂?shù)拇粥绶猿隹?12 得到粗噻吩，塔底的粗苯高沸物出口 13得到粗苯高沸物；粗噻吩和共沸劑組成共沸物從共沸物進(jìn)口 21進(jìn)入蒸餾塔2，蒸餾塔2內(nèi)設(shè)有絲網(wǎng)填料M，共沸蒸餾后，塔頂22得到蒸餾后共沸物，塔底高沸物出口 23得到高沸物；萃取塔3內(nèi)部從上到下依次為油水分離段35、萃取段36和油水分離段37，將蒸餾后共沸物經(jīng)過(guò)蒸餾后共沸物進(jìn)口 31進(jìn)入萃取段36上部， 萃取劑水從萃取劑進(jìn)口 34進(jìn)入萃取段36下部，萃取后，水與共沸劑從塔頂?shù)乃c共沸劑出口 32溢出，溢出后進(jìn)入回收系統(tǒng)，精制后循環(huán)使用，塔底濕噻吩出口 33得到濕噻吩；濕噻吩經(jīng)過(guò)濕噻吩進(jìn)口 41進(jìn)入脫水塔4，進(jìn)行脫水，塔底成品噻吩出口 42得到成品噻吩。實(shí)施例1將從焦化粗苯中提取的含量較低的噻吩與共沸劑無(wú)水乙醇以質(zhì)量比60 40的比例進(jìn)入蒸餾塔，在常壓下，控制塔頂溫度75°C，塔底溫度89°C，從塔頂采出包含噻吩與乙醇的蒸餾后共沸物，在此條件下，噻吩與乙醇的共沸比例為65 35，塔底采出高沸物。將蒸餾后共沸物從萃取塔萃取段上部進(jìn)入萃取塔，萃取劑水從萃取塔萃取段下部進(jìn)入萃取塔，萃取后，水與乙醇從萃取塔頂端溢出，回收精制后循環(huán)使用，萃取塔底部采出帶有微量水分的濕噻吩。將帶有微量水分的濕噻吩進(jìn)入帶有無(wú)水氯化鈣吸水劑的脫水塔，脫除微量水分， 塔底得到高純度的噻吩產(chǎn)品。本實(shí)施例制取的噻吩純度見(jiàn)表1。實(shí)施例2將從焦化粗苯中提取的含量較低的噻吩與共沸劑無(wú)水乙醇以質(zhì)量比63 37的比例進(jìn)入蒸餾塔，在常壓下，控制塔頂溫度70°C，塔底溫度85°C，從塔頂采出包含噻吩與乙醇的蒸餾后共沸物，在此條件下，噻吩與乙醇的共沸比例為67 33，塔底采出高沸物。將蒸餾后共沸物從萃取塔萃取段上部進(jìn)入萃取塔，萃取劑水從萃取塔萃取段下部進(jìn)入萃取塔，萃取后，水與乙醇從萃取塔頂端溢出，回收精制后循環(huán)使用，萃取塔底部采出帶有微量水分的濕噻吩。將帶有微量水分的濕噻吩進(jìn)入帶有無(wú)水碳酸鈉吸水劑的脫水塔，脫除微量水分， 塔底得到高純度的噻吩產(chǎn)品。本實(shí)施例制取的噻吩純度見(jiàn)表1。實(shí)施例3將從焦化粗苯中提取的含量較低的噻吩與共沸劑95%乙醇以質(zhì)量比65 35的比例進(jìn)入蒸餾塔，在常壓下，控制塔頂溫度65°C，塔底溫度80°C，從塔頂采出包含噻吩與乙醇的蒸餾后共沸物，在此條件下，噻吩與乙醇的共沸比例為68 32，塔底采出高沸物。將蒸餾后共沸物從萃取塔萃取段上部進(jìn)入萃取塔，萃取劑水從萃取塔萃取段下部進(jìn)入萃取塔，萃取后，水與乙醇從萃取塔頂端溢出，回收精制后循環(huán)使用，萃取塔底部采出帶有微量水分的濕噻吩。將帶有微量水分的濕噻吩進(jìn)入帶有氧化鈣吸水劑的脫水塔，脫除微量水分，塔底得到高純度的噻吩產(chǎn)品。本實(shí)施例制取的噻吩純度見(jiàn)表1。實(shí)施例4將從焦化粗苯中提取的含量較低的噻吩與共沸劑95%乙醇以質(zhì)量比65 35的比例進(jìn)入具有80個(gè)理論塔板的蒸餾塔，在常壓下，控制塔頂溫度65°C，塔底溫度80°C，從塔頂采出包含噻吩與乙醇的蒸餾后共沸物，在此條件下，噻吩與乙醇的共沸比例為68 32，塔
5底采出高沸物。將蒸餾后共沸物從萃取塔萃取段上部進(jìn)入萃取塔，萃取劑水從萃取塔萃取段下部進(jìn)入萃取塔，萃取后，水與乙醇從萃取塔頂端溢出，回收精制后循環(huán)使用，萃取塔底部采出帶有微量水分的濕噻吩。將帶有微量水分的濕噻吩進(jìn)入帶有氧化鈣吸水劑的脫水塔，脫除微量水分，塔底得到高純度的噻吩產(chǎn)品。本實(shí)施例制取的噻吩純度見(jiàn)表1。實(shí)施例5將從焦化粗苯中提取的含量較低的噻吩與共沸劑95%乙醇以質(zhì)量比65 35的比例進(jìn)入具有120個(gè)理論塔板并且設(shè)有絲網(wǎng)填料的蒸餾塔，其他與實(shí)施例4相同。本實(shí)施例制取的噻吩純度見(jiàn)表1。表 1
- ε 口廣口口實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3實(shí)施例4實(shí)施例5噻吩(Wt % )99. 9499. 9599. 9399. 9399. 95
權(quán)利要求
1.一種共沸蒸餾提純噻吩的方法，其特征在于，所述提純?cè)谙嗷ゴ?lián)的蒸餾塔、萃取塔和脫水塔內(nèi)進(jìn)行，包括以下步驟(1)將從焦化粗苯中提取的粗噻吩和共沸劑以60-65:35-40的重量比組成共沸物，首先進(jìn)入蒸餾塔，在常壓下進(jìn)行蒸餾，塔頂溫度65-75°C，塔頂?shù)玫洁绶院凸卜袆┑闹亓勘葹?65-68 32-35的精餾后共沸物；(2)所述萃取塔內(nèi)依次設(shè)有油水分離段、設(shè)有振動(dòng)篩板的萃取段和油水分離段，所述精餾后共沸物從萃取塔萃取段上部進(jìn)料，萃取劑水從萃取塔萃取段下部進(jìn)料，萃取后，塔頂?shù)玫剿c共沸劑的混合物，塔底得到含有微量水分的濕噻吩；(3 )將所述濕噻吩進(jìn)入填充有吸水劑的脫水塔進(jìn)行脫水，塔底得到成品噻吩。
2.如權(quán)利要求1所述的一種共沸蒸餾提純噻吩的方法，其特征在于所述共沸劑為 95wt%乙醇或無(wú)水乙醇中的一種或兩種。
3.如權(quán)利要求1所述的一種共沸蒸餾提純噻吩的方法，其特征在于所述吸水劑為無(wú)水氯化鈣、無(wú)水碳酸鈉和氧化鈣中的一種或幾種。
4.如權(quán)利要求1所述的一種共沸蒸餾提純噻吩的方法，其特征在于所述蒸餾塔的塔底溫度80-89 °C。
5.如權(quán)利要求1所述的一種共沸蒸餾提純噻吩的方法，其特征在于所述蒸餾塔、萃取塔和脫水塔內(nèi)理論塔板數(shù)為80-120。
6.如權(quán)利要求5所述的一種共沸蒸餾提純噻吩的方法，其特征在于所述蒸餾塔內(nèi)設(shè)有絲網(wǎng)填料。
7.如權(quán)利要求1所述的一種共沸蒸餾提純噻吩的方法，其特征在于所述水與共沸劑的混合物回收提純后循環(huán)使用。
8.如權(quán)利要求1所述的一種共沸蒸餾提純噻吩的方法，其特征在于所述帶有振動(dòng)篩板的萃取段高度為15米，所述油水分離段高度為3米。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種共沸蒸餾提純噻吩的方法，所述提純?cè)谙嗷ゴ?lián)的蒸餾塔、萃取塔和脫水塔內(nèi)進(jìn)行,包括以下步驟(1)將粗噻吩和共沸劑的共沸物，進(jìn)入蒸餾塔，在常壓下進(jìn)行蒸餾，塔頂溫度65-75℃，塔頂?shù)玫洁绶院凸卜袆┑闹亓勘葹?5-6832-35的精餾后共沸物；(2)將所述精餾后共沸物進(jìn)入萃取塔用水進(jìn)行萃取，塔頂?shù)玫剿c共沸劑的混合物，塔底得到含有微量水分的濕噻吩；(3)將所述濕噻吩進(jìn)入脫水塔內(nèi)用吸水劑進(jìn)行脫水，塔底得到成品噻吩。本發(fā)明以焦化粗苯中提取的低含量噻吩為原料，制取的噻吩純度在99.9wt%以上，有效地節(jié)約了能源，獲得可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)C07D333/10GK102432589SQ201110348700
公開(kāi)日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月7日
發(fā)明者張建梅, 楊輝, 王坤, 秦國(guó)棟, 譚立文 申請(qǐng)人:濰坊市元利化工有限公司