專利名稱：一種變壓共沸蒸餾制取噻吩的方法
技術領域：
本發明涉及蒸餾提純技術領域，尤其涉及一種以焦化粗苯中提取的低含量噻吩為原料變壓共沸蒸餾制取高純度噻吩的方法。
背景技術：
噻吩是一種無色、有惡臭、能催淚的液體。噻吩天然存在于石油中，含量高達數個百分點，工業上主要用于乙基醇類的變性也可用作溶劑。噻吩在許多場合可代替苯作為制取染料和塑料的原料，但由于噻吩性質較為活潑，一般不如由苯制造出來的產物性質優良。 噻吩類雜環化合物的新用途不斷被開發出來，貝爾實驗室發現噻吩聚合后可成為具有超導性質的塑料，而且成本低，有望廣泛用于量子計算機及超導電子設備等領域。改變噻吩聚合物的分子構造提高超導溫度，可制成各種超導塑料，應用于航空、航天、軍工等高科技領域。噻吩存在于煉焦生成的粗苯餾分中，大部分的工業化生產是把噻吩作為一種焦油中的雜質除去，因噻吩與苯的沸點接近，難以用一般的分餾法將二者分開。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的苯，但是工藝技術復雜，操作條件苛刻，設備投資大，加工成本高，難以小規模推廣應用；硫酸法污染嚴重、收率低、后處理困難，雖然工藝較為成熟，但凈化深度不夠，這種方法在許多發達國家已被禁止；除此之外還有溶劑萃取法和冷凍結晶法，但是均難以得到高純度的產品。在很多以苯為溶劑的化學合成中，因有微量噻吩存在而嚴重影響產品質量，甚至報廢。因此焦化苯的精制以及噻吩的回收一直是一個技術難題，在加氫精制法和硫酸精制法中，噻吩在精制過程中均被分解破壞，最后排放到環境中，這不僅浪費了有限的資源， 還對環境造成了嚴重的污染。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是針對現有技術存在的不足，提供一種經濟效益好、 工藝流程簡單和對環境污染小、產品純度高的變壓共沸蒸餾制取噻吩的方法。為解決上述技術問題，本發明的技術方案是—種變壓共沸蒸餾制取噻吩的方法，所述制取在相互串聯的第一和第二兩個蒸餾塔內進行，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，首先進入第一蒸餾塔，在壓力0. 08-0. 12Mpa下進行蒸餾，塔頂溫度65-75°C，塔頂得到噻吩和共沸劑的重量比為65-68 32-35的第一共沸物；(2)將所述第一共沸物進入第二蒸餾塔，在壓力0. 4-0. 5Mpa下進行蒸餾，塔底溫度130-140 0C，塔底得到成品噻吩。作為一種技術方案，所述第二蒸餾塔的塔頂得到噻吩和共沸劑的重量比為 55-58 42-45的第二共沸物。作為一種技術方案，所述共沸劑為環己烷、水、甲基環己烷、甲醇和乙醇中的一種或幾種。作為一種技術方案，所述第一蒸餾塔塔底溫度為80-90°C。作為一種技術方案，所述第二蒸餾塔的塔頂溫度為100-110°C。作為一種技術方案，所述第一蒸餾塔和第二蒸餾塔內塔理論塔板數為120個。作為一種技術方案，所述第一蒸餾塔和第二蒸餾塔內設有絲網填料。作為一種技術方案，步驟O)中所述第二共沸物回收利用。作為一種技術方案，步驟O)中獲得的成品噻吩的純度在99. 9wt%以上。由于采用了上述技術方案，本發明的有益效果是噻吩在焦化粗苯中的含量可達0.3-0.5%，在以往的焦化粗苯精制工藝中一般都是破壞排放掉，本發明以焦化粗苯中提取的低含量噻吩為原料，改進了以往工藝中把噻吩破壞排掉的做法，節約了能源，保護了環境，同時獲得可觀的經濟效益。本發明中共沸劑存在于第二蒸餾塔高壓蒸餾后的塔頂產物中，進入原料罐回收使用，避免了共沸劑的后續處理，節約了能源，無廢棄物排出，保護環境。本發明采用先低壓后高壓的變壓蒸餾方式，由于兩個蒸餾塔蒸餾壓力不同所以物料共沸組成不同，第一蒸餾塔和第二蒸餾塔的蒸餾壓力依次升高，那么噻吩的含量也依次升高，最終可以得到更高純度的噻吩，本發明制取的噻吩純度在99. 9wt%以上，達到了化學合成法制造的噻吩的質量標準。本發明在第一蒸餾塔和第二蒸餾塔中進行，塔內設有絲網填料，絲網填料具有操作彈性大、放大效應不明易、理論板數高、通量大、壓力降低、低負荷性能好的優點，能夠滿足滿足高精密蒸餾的要求，為高純度產品的精餾分離提供了有利的條件。第一蒸餾塔和第二蒸餾塔相互串聯，工藝連續，各物料在塔內分布均衡且控制方便，工藝流程簡單，保證了噻吩質量的穩定性，是鋼鐵企業和煉焦油企業對副產品進行深加工和利用的較好方法，值得推廣應用。


附圖是本發明實施例的工藝流程圖；圖中1.噻吩提取塔，11.焦化粗苯進口，12.粗噻吩出口，13.粗苯高沸物出口， 2.第一蒸餾塔，21.共沸物進口，22.第一共沸物出口，23.高沸物出口，24.絲網填料，3.第二蒸餾塔，31.第一共沸物進口，32.第二共沸物出口，33.成品噻吩出口，34.絲網填料， 4.原料罐，5.共沸劑。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之后，本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。將焦化粗苯從焦化粗苯進口 11進入噻吩提取塔1中進行提純，粗噻吩出口 12獲得粗噻吩，粗苯高沸物出口 13獲得粗苯高沸物。粗噻吩經過共沸物進口 21進入第一蒸餾塔2，共沸劑5也進入第一蒸餾塔2，粗噻吩和共沸劑組成共沸物，第一蒸餾塔2內設有絲網填料對，對共沸物進行蒸餾，第一共沸物出口 22獲得第一共沸物，高沸物出口 23獲得高沸物；第一共沸物經過第一共沸物進口 31進入第二蒸餾塔3，第二蒸餾塔3內設有絲網填料 34，進行蒸餾，第二共沸物出口 32獲得第二共沸物，成品噻吩出口 33獲得成品噻吩。實施例1將從焦化粗苯中提取的含量較低的噻吩與環己烷以質量比65 35的比例進入第一蒸餾塔，控制壓力0. 08Mpa，塔頂溫度65°C，塔底溫度80°C，從塔頂采出包含噻吩與環己烷的第一共沸物，在此條件下，采出的噻吩與環己烷的共沸比例為68 32，塔底采出高沸物。將68 32的噻吩與環己烷的第一共沸物進入第二蒸餾塔，控制壓力為0.4MPa，控制塔頂溫度100°c，塔底溫度130°C，從塔頂采出壓力為0. 4MPa時包含噻吩與環己烷的第二共沸物，噻吩與環己烷的共沸比例為58 42，將第二共沸物再進入原料罐循環使用，從塔底上部采出高純度的噻吩，本實施例制取的噻吩純度見表1。實施例2將從焦化粗苯中提取的含量較低的噻吩與環己烷以質量比63 37的比例進入第一蒸餾塔，控制壓力0. IMpa，塔頂溫度70°C，塔底溫度85°C，從塔頂采出包含噻吩與環己烷的第一共沸物，在此條件下，采出的噻吩與環己烷的共沸比例為67 33，塔底采出高沸物；將67 33的噻吩與環己烷的第一共沸物進入第二蒸餾塔，控制壓力為0.45MPa， 控制塔頂溫度105°C，塔底溫度135°C，從塔頂采出壓力為0. 45MPa時包含噻吩與環己烷的第二共沸物，噻吩與環己烷的共沸比例為57 43，將第二共沸物再進入原料罐循環使用， 從塔底上部采出高純度的噻吩，本實施例制取的噻吩純度見表1。實施例3將從焦化粗苯中提取的含量較低的噻吩與環己烷以質量比60 40的比例進入第一蒸餾塔，控制壓力0. 12Mpa,塔頂溫度75°C，塔底溫度90°C，從塔頂采出包含噻吩與環己烷的第一共沸物，在此條件下，采出的噻吩與環己烷的共沸比例為65 35，塔底采出高沸物；將65 35的噻吩與環己烷的第一共沸物進入第二蒸餾塔，控制壓力為0.5MPa，控制塔頂溫度110°c，塔底溫度140°C，從塔頂采出壓力為0. 時噻吩與環己烷的第二共沸物，噻吩與環己烷的共沸比例為55 45，將第二共沸物再進入原料罐循環使用，從塔底上部采出高純度的噻吩，本實施例制取的噻吩純度見表1。實施例4將從焦化粗苯中提取的含量較低的噻吩與甲基環己烷以質量比65 35的比例進入第一蒸餾塔，控制壓力0. 08Mpa，塔頂溫度65°C，塔底溫度80°C，從塔頂采出包含噻吩與甲基環己烷的第一共沸物，在此條件下，采出的噻吩與甲基環己烷的共沸比例為68 32， 塔底采出高沸物；將68 32的噻吩與甲基環己烷的第一共沸物進入第二蒸餾塔，控制壓力為 0. 4MPa，控制塔頂溫度100°C，塔底溫度130°C，從塔頂采出壓力為0. 4MPa時包含噻吩與甲基環己烷的第二共沸物，噻吩與甲基環己烷的共沸比例為58 42，將第二共沸物再進入原料罐循環使用，從塔底上部采出高純度的噻吩，本實施例制取的噻吩純度見表1。實施例5
將從焦化粗苯中提取的含量較低的噻吩與乙醇以質量比63 37的比例進入第一蒸餾塔，控制壓力0. IMpa，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第一共沸物，在此條件下，采出的噻吩與乙醇的共沸比例為67 33，塔底采出高沸物；將67 33的噻吩與乙醇的第一共沸物進入第二蒸餾塔，控制壓力為0.45MPa，控制塔頂溫度105°C，塔底溫度135°C，從塔頂采出壓力為0. 45MPa時包含噻吩與乙醇的第二共沸物，噻吩與乙醇的共沸比例為57 43，將第二共沸物再進入原料罐循環使用，從塔底上部采出高純度的噻吩，本實施例制取的噻吩純度見表1。實施例6將從焦化粗苯中提取的含量較低的噻吩與水以質量比60 40的比例進入具有 120塊理論塔板并且設有絲網填料的第一蒸餾塔，控制壓力0. 12Mpa，塔頂溫度75°C，塔底溫度90°C，從塔頂采出包含噻吩與水的第一共沸物，在此條件下，采出的噻吩與水的共沸比例為65 35，塔底采出高沸物；將65 35的噻吩與水的第一共沸物進入具有120塊理論塔板并且設有絲網填料的第二蒸餾塔，控制壓力為0. 5MPa，控制塔頂溫度110°C，塔底溫度140°C，從塔頂采出壓力為0.5MI^時噻吩與水的第二共沸物，噻吩與水的共沸比例為55 45，將第二共沸物再進入原料罐循環使用，從塔底上部采出高純度的噻吩，本實施例制取的噻吩純度見表1。表 權利要求
1.一種變壓共沸蒸餾制取噻吩的方法，其特征在于，所述制取在相互串聯的第一和第二兩個蒸餾塔內進行，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，首先進入第一蒸餾塔，在壓力0. 08-0. 12Mpa下進行蒸餾，塔頂溫度65_75°C，塔頂得到噻吩和共沸劑的重量比為65-68 32-35的第一共沸物；(2)將所述第一共沸物進入第二蒸餾塔，在壓力0.4-0. 5Mpa下進行蒸餾，塔底溫度 130-140°C，塔底得到成品噻吩。
2.如權利要求1所述的一種變壓共沸蒸餾制取噻吩的方法，其特征在于，所述第二蒸餾塔的塔頂得到噻吩和共沸劑的重量比為陽-58 42-45的第二共沸物。
3.如權利要求1所述的一種變壓共沸蒸餾制取噻吩的方法，其特征在于所述共沸劑為環己烷、水、甲基環己烷、甲醇和乙醇中的一種或幾種。
4.如權利要求1所述的一種變壓共沸蒸餾制取噻吩的方法，其特征在于所述第一蒸餾塔塔底溫度為80-90°C。
5.如權利要求1所述的一種變壓共沸蒸餾制取噻吩的方法，其特征在于所述第二蒸餾塔的塔頂溫度為100-110°c。
6.如權利要求1所述的一種變壓共沸蒸餾制取噻吩的方法，其特征在于所述第一蒸餾塔和所述第二蒸餾塔內塔理論塔板數為120個。
7.如權利要求6所述的一種變壓共沸蒸餾制取噻吩的方法，其特征在于所述第一蒸餾塔和第二蒸餾塔內設有絲網填料。
8.如權利要求2所述的一種變壓共沸蒸餾制取噻吩的方法，其特征在于步驟(2)中所述第二共沸物回收利用。
9.如權利要求1所述的一種變壓共沸蒸餾制取噻吩的方法，其特征在于步驟(2)中獲得的成品噻吩的純度在99. 9wt%以上。
全文摘要
本發明公開了一種變壓共沸蒸餾制取噻吩的方法，所述制取在相互串聯的第一和第二兩個蒸餾塔內進行,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60-6535-40的重量比組成共沸物，首先進入第一蒸餾塔，在壓力0.08-0.12Mpa下進行蒸餾，塔頂溫度65-75℃，塔頂得到噻吩和共沸劑的重量比為65-6832-35的第一共沸物；(2)將所述第一共沸物進入第二蒸餾塔，在壓力0.4-0.5Mpa下進行蒸餾，塔底溫度130-140℃，塔底得到成品噻吩。本發明有效利用了焦化粗苯提純出來的粗噻吩，經濟效益好、工藝流程簡單、對環境污染小，可以得到純度高的產品。
文檔編號C07D333/10GK102382099SQ20111034871
公開日2012年3月21日 申請日期2011年11月7日 優先權日2011年11月7日
發明者張建梅, 楊德虎, 楊輝, 秦國棟, 譚立文 申請人:濰坊市元利化工有限公司