本发明涉及化工领域,具体涉及一种芴酮的制备方法。
背景技术:
1、芴酮是芴的深加工产品,现有技术中制备芴酮通常是以高温煤焦油为原料,精馏得到洗油馏分,采用物理分离方法提取工业芴,再利用工业芴来合成芴酮类高附加值产品。提取工业芴的过程包括先将洗油馏分多级精馏得到富芴油馏分,再对富芴油馏分进行结晶-蒸馏获得粗芴油,最后将粗芴油进行重结晶得到工业芴。将粗芴油进行重结晶得到工业芴的收率低、产品纯度低、成本高。
2、高温煤焦油中芴含量为1%~2%(质量分数)。而中温煤焦油中芴含量<0.5%,中温煤焦油芴含量明显低于高温煤焦油中的芴含量,采用类似高温煤焦油提取工业芴的工艺对中温煤焦油进行处理得到的粗芴油中芴含量更低,更难以实现工业芴的提取。
3、综上,提供一种以煤焦油为原料,无需制备工业芴,直接制备高纯度高收率芴酮的工艺具有十分重要的意义。
技术实现思路
1、因此,本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中以高温煤焦油为原料制备芴酮时需要先提取工业芴,提取工业芴的过程分离难度大、工艺流程长、成本高,且不适用于中温煤焦油的缺陷,从而提供一种芴酮的制备方法。
2、为此,本发明提供了以下技术方案:
3、本发明提供了一种芴酮的制备方法,包括下列步骤:
4、(1)从煤焦油中提取富芴油馏分,富芴油馏分的馏分段为275~295℃;
5、(2)从富芴油馏分中提取粗芴油,粗芴油的含芴量>60wt%;
6、(3)以粗芴油为原料,催化氧化制取芴酮。
7、在一种可选的实施方式中,所述步骤(1)包含下列步骤:
8、(1.1)将煤焦油进行蒸馏,取230~350℃的馏分段作为中间馏分油;
9、(1.2)将中间馏分油进行蒸馏,取260~300℃的馏分段作为含芴馏分油;
10、(1.3)将含芴馏分油进行蒸馏,取275~295℃的馏分段得到富芴油馏分。
11、进一步地,富芴油馏分中含芴量为4~6wt%。
12、进一步地,步骤(1.1)、(1.2)、(1.3)中蒸馏的理论塔板数、回流比、升温速率和压力等条件采取本领域常规技术手段确定即可,只要确保取相应温度的馏分即可。
13、在一种可选的实施方式中,步骤(1.2)中,蒸馏的理论塔板数为10~20块,回流比为5~20:1,升温速率为5~10℃/h,压力为10~100torr。
14、在一种可选的实施方式中,步骤(1.3)中,蒸馏的理论塔板数为50~150块,回流比为20~200:1,升温速率为2~5℃/h,压力为10~100torr。
15、步骤(1.2)中,取260~300℃的馏分段时,可以分段取,分段取并不会对最终的产品带来实质性影响;例如,分别取260~280℃和280~300℃两个馏分段,共同作为含芴馏分油;再将它们分别进行步骤(1.3)中的蒸馏。
16、在一种可选的实施方式中,所述步骤(2)包含下列步骤:
17、(2.1)将富芴油馏分进行结晶,得到结晶产物;
18、(2.2)将结晶产物进行蒸馏,取285~292℃的馏分段,得到粗芴油。
19、粗芴油中含芴量>60wt%。
20、在一种可选的实施方式中,步骤(2.1)中,结晶的方式为第一溶剂结晶。
21、在一种可选的实施方式中,所述第一溶剂结晶包含下列步骤:将富芴油馏分和第一溶剂混合后加热,然后冷却析出晶体,固液分离,得到结晶产物。
22、优选的,第一溶剂结晶中加热的温度为70~110℃;加热结束后搅拌均匀,再进行冷却析出晶体。
23、优选的,第一溶剂结晶中所述冷却包括:先自然冷却至60~80℃,再以1~5℃/h的降温速率降温至30~40℃。
24、优选的,第一溶剂结晶中所述富芴油馏分的质量和第一溶剂的体积之比为1800~2200g:300~500ml。
25、优选的,所述第一溶剂为有机溶剂,可选的,所述有机溶剂包括苯系物,可选的,所述苯系物包括二甲苯、甲苯和苯中的一种或几种。
26、优选的,第一溶剂包括二甲苯、甲苯和苯,二甲苯、甲苯和苯的体积比为(1~2):(0~0.5):(0~0.5)。
27、优选的,固液分离的方式为抽滤。
28、在一种可选的实施方式中,所述步骤(3)包含下列步骤:
29、(3.1)将粗芴油进行催化氧化,得到混合物,将混合物蒸馏至脱除溶剂,收集残渣,顺次进行洗涤和干燥,得到粗芴酮;
30、(3.2)将粗芴酮进行结晶,得到芴酮。
31、本技术以粗芴油为原料,催化氧化制取芴酮的步骤采用常规工艺即可。
32、芴酮的纯度>95%,收率>90%。
33、在一种可选的实施方式中,步骤(3.1)中,催化氧化的氧气流量为0.1~0.5l/min,催化氧化的时间为1~5h。
34、在一种可选的实施方式中,步骤(3.1)中,蒸馏为常压蒸馏,干燥为真空干燥。
35、在一种可选的实施方式中,步骤(3.2)中,结晶的方式为第二溶剂结晶。
36、在一种可选的实施方式中,所述第二溶剂结晶包含下列步骤:将粗芴酮和第二溶剂混合后加热,然后冷却析出晶体,固液分离,得到结晶产物。
37、优选的,第二溶剂结晶中加热的温度为70~110℃;加热结束后搅拌均匀,再进行冷却析出晶体。
38、优选的,第二溶剂结晶中所述冷却包括:先自然冷却至60~80℃,再以1~5℃/h的降温速率降温至30~40℃。
39、优选的,第二溶剂结晶中所述粗芴酮的质量和第二溶剂的体积之比为1800~2200g:300~500ml。
40、优选的,所述第二溶剂为有机溶剂,可选的,所述有机溶剂包括苯系物,可选的,所述苯系物包括二甲苯、甲苯和苯中的一种或几种。
41、优选的,第二溶剂包括二甲苯、甲苯和苯,二甲苯、甲苯和苯的体积比为(1~2):(0~0.5):(0~0.5)。
42、优选的,固液分离的方式为抽滤。
43、进一步地,步骤(2)和步骤(3)进行溶剂结晶后,采取本领域常规技术手段将脱晶母液进行溶剂回收,回收的溶剂可以重复利用,回收溶剂后剩余的残液可以直接外送。
44、本发明技术方案,具有如下优点:
45、本发明提供了一种芴酮的制备方法,包括下列步骤:(1)从煤焦油中提取富芴油馏分,富芴油馏分的馏分段为275~295℃;(2)从富芴油馏分中提取粗芴油,粗芴油的含芴量>60wt%;(3)以粗芴油为原料,催化氧化制取芴酮。本发明从煤焦油中富集粗芴油后,不进行进一步提纯,而是将粗芴油直接进行催化氧化反应,将粗芴油中的芴直接转变为更易分离的芴酮,最终获得芴酮产品(芴酮的纯度>95%,收率>90%)。该方法避免了从富芴油分离提纯工业芴,降低了产品的分离提纯难度,缩短了工艺流程,提高了产品的附加值。该方法工艺简单、生产成本低、产品附加值高,具有显著的经济效益,且可适用于中温煤焦油。