專利名稱：高純度α－硝基萘的工業(yè)化制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種有機(jī)物的工業(yè)化提純工藝。
α-硝基萘是一種重要的化工原料，可用作染料、醫(yī)藥、農(nóng)藥的中間體，也是還原法制備甲萘胺的主要原料。工業(yè)上以精萘為原料，通過硝化反應(yīng)，得到硝基萘。成品中α-硝基萘的含量一般低于95％、β-硝基萘的含量一般高于5％，還有少量其它雜質(zhì)。這種工業(yè)品硝基萘可以作為成品出售，用戶若以這種硝基萘為原料制備后道產(chǎn)品，則因其雜質(zhì)含量較高，使后道產(chǎn)品純度較低。
本發(fā)明的目的是，提供一種使用中可使后道產(chǎn)品純度較高的高純度α-硝基萘的工業(yè)化制備方法。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是，工業(yè)化制備高純度α-硝基萘方法是一種多級(jí)串聯(lián)結(jié)晶分離的方法，具有以下步驟①將純度為80～95％的工業(yè)品α-硝基萘加熱至全熔，用泵送入中間結(jié)晶箱中進(jìn)行分離提純；②對(duì)中間結(jié)晶箱中的物料進(jìn)行分離提純的方法是將中間結(jié)晶箱中的物料充分冷卻至物料全部結(jié)晶，然后緩慢升溫使物料逐步熔化；并按溫度的高低、分段收集緩慢升溫熔化的物料至相應(yīng)熔程的接收槽中將在前級(jí)提純起始溫度以下熔化的物料送至前流分接收槽中，將在前級(jí)提純起始溫度至前級(jí)提純終止溫度之間熔化的物料送至相應(yīng)的前級(jí)中間接收槽中，將在前級(jí)提純終止溫度以上熔化且經(jīng)分析已達(dá)到預(yù)定凝固點(diǎn)的物料送至后續(xù)接收槽中；③將后續(xù)接收槽中的物料送至后級(jí)結(jié)晶箱中進(jìn)行分離提純；④對(duì)后級(jí)結(jié)晶箱中的物料進(jìn)行分離提純的方法是；將后級(jí)結(jié)晶箱中的物料充分冷卻至物料全部結(jié)晶，然后緩慢升溫使物料逐步熔化；將在前級(jí)提純終止溫度以下熔化的物料送至相應(yīng)的前級(jí)中間接收槽中，將在前級(jí)提純終止溫度亦即后級(jí)提純起始溫度與后級(jí)提純終止溫度之間熔化且經(jīng)分析已達(dá)到預(yù)定凝固點(diǎn)的物料送至后續(xù)接收槽中，將在后級(jí)提純終止溫度或/和該溫度以上熔化且經(jīng)分析已達(dá)到目標(biāo)產(chǎn)物純度的物料送至精品接收槽中；⑤將步驟②及步驟④中前級(jí)中間接收槽中的物料送至中間結(jié)晶箱中按步驟②的方法進(jìn)行分離提純，將步驟④中后續(xù)接收槽中的物料送至后級(jí)結(jié)晶箱中按步驟④的方法進(jìn)行分離提純；循環(huán)進(jìn)行上述各步驟的操作，得到純度≥99.6％的α-硝基萘精品。
上述前級(jí)提純起始溫度為46～50℃，前級(jí)提純終止溫度為54.5～56℃，后級(jí)提純終止溫度為57.8～59℃、相應(yīng)的凝固點(diǎn)為55～56℃。
本方法還具有跟隨在步驟⑤后的步驟⑥～⑧⑥將步驟②及步驟④中前流分接收槽中的物料送至前級(jí)結(jié)晶箱中進(jìn)行分離提純；⑦對(duì)前級(jí)結(jié)晶箱中的物料進(jìn)行分離提純的方法是使前級(jí)結(jié)晶箱中的物料均勻降溫至物料全部結(jié)晶后，緩慢升溫使物料逐步熔化；將在前級(jí)提純預(yù)備溫度以下熔化的物料送至焦油接收槽中，將在前級(jí)提純預(yù)備溫度至前級(jí)提純起始溫度之間熔化的物料送至前流分接收槽中，將在前級(jí)提純起始溫度以上熔化的物料送至相應(yīng)的前級(jí)中間接收槽中；⑧對(duì)步驟⑦中焦油接收槽中的物料另作處理，將步驟⑦中前流分接收槽中的物料送至前級(jí)結(jié)晶箱中按步驟⑦的方法進(jìn)行分離提純，將步驟⑦中前級(jí)中間接收槽中的物料送至中間結(jié)晶箱中按步驟②的方法進(jìn)行分離提純。上述前級(jí)提純預(yù)備溫度為38～42℃。
上述各結(jié)晶箱為帶有夾套和含有翅片式換熱器或管式換熱器的結(jié)晶箱，各接收槽為可對(duì)內(nèi)盛物料進(jìn)行盤管式或夾套式換熱的接收槽，前級(jí)中間接收槽有1～3臺(tái)，換熱介質(zhì)為蒸汽和水。
本發(fā)明具有積極的效果(1)經(jīng)結(jié)晶分離后的α-硝基萘，其含量可≥99.6％，經(jīng)后道減壓蒸餾后則可達(dá)99.99％，用它作為后道產(chǎn)品的原料，可大大提高后道反應(yīng)生成物的純度。(2)因α-硝基萘的熱穩(wěn)定性較好，故經(jīng)過反復(fù)加熱升溫，不會(huì)產(chǎn)生分解，收率較高。(3)本發(fā)明的介質(zhì)溫度約為20～60℃，壓力為常壓，故進(jìn)行操作時(shí)所耗用的能源相對(duì)較少。


圖1為本發(fā)明工藝設(shè)備系統(tǒng)的一種示意圖。
以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
實(shí)施例見圖1，各設(shè)備的結(jié)構(gòu)情況是熔解釜(1)為自制，是夾套式或由釜內(nèi)盤管進(jìn)行加熱的熔解釜。前級(jí)結(jié)晶箱(21)、中間結(jié)晶箱(22)和后級(jí)結(jié)晶箱(23)的結(jié)構(gòu)為帶有夾套和內(nèi)部含有翅片式換熱器或管式換熱器的結(jié)晶箱。焦油接收槽(31)、前流分接收槽(32)、前級(jí)中間前流分接收槽(33)、前級(jí)中間第一接收槽(34)、后續(xù)接收槽(35)及精品接收槽(36)各有1臺(tái)，各接收槽為可對(duì)內(nèi)盛物料進(jìn)行盤管式或夾套式換熱的接收槽。結(jié)晶箱和接收槽換熱介質(zhì)為蒸汽和水。閥門有23只，各閥門為流量調(diào)節(jié)閥。
各設(shè)備的相互連接關(guān)系是熔解釜(1)通過管道依次經(jīng)物料泵(41)及其出料閥門(51)以及各結(jié)晶箱的進(jìn)料閥門(52)與各結(jié)晶箱(21、22、23)的進(jìn)料口相接，各結(jié)晶箱(21、22、23)的出料口經(jīng)各自的出料閥門(53)與出料總管(71)相接，出料總管(71)經(jīng)各接收槽(31～36)的進(jìn)料閥門(54)與各接收槽(31～36)的進(jìn)料口相接，各接收槽(31～36)的出料口經(jīng)各自的出料閥門(55)與進(jìn)料總管(72)相接，進(jìn)料總管(72)經(jīng)物料泵(42、43)各自的進(jìn)料閥門(56)與物料泵(42)的入料口及物料泵(43)的入料口相接，物料泵(42)的出料口及物料泵(43)的出料口經(jīng)各自的出料閥門(57)以及各結(jié)晶箱的進(jìn)料閥門(52)與各結(jié)晶箱(21、22、23)的進(jìn)料口相接。
本實(shí)施例的有關(guān)參數(shù)為前級(jí)提純起始溫度為48℃，前級(jí)提純終止溫度亦即后級(jí)提純起始溫度為55℃，后級(jí)提純終止溫度為57.8℃，前級(jí)提純預(yù)備溫度為40℃。本實(shí)施例的有關(guān)的溫度均為介質(zhì)溫度，而介質(zhì)溫度均為結(jié)晶箱介質(zhì)溫度。分離提純工藝如下(1)將純度為93％、β-硝基萘含量為6％的15噸工業(yè)粗品α-硝基萘熔融后用物料泵(41)送入中間結(jié)晶箱(22)，以每小時(shí)降溫1～3℃的速度從58℃逐步均勻地降溫到34℃，時(shí)間為8～12小時(shí)，待全部結(jié)晶后開始均勻緩慢升溫。
(2)升溫前開前流分接收槽(32)進(jìn)料閥門(54)和中間結(jié)晶箱(22)的進(jìn)料閥門(52)，以每小時(shí)升溫2℃的速度均勻升溫到48℃，接收在前級(jí)提純起始溫度以下熔化的物料。待溫度升到48℃后，關(guān)前流分接收槽(32)的進(jìn)料閥門(54)，開前級(jí)中間第一接收槽(33)的進(jìn)料閥門(54)，收集中間結(jié)晶箱(22)流出的物料至中間第一接收槽(33)。
(3)繼續(xù)按每小時(shí)升溫2℃的速度均勻升溫到54℃后，關(guān)前級(jí)中間第一接收槽(33)的進(jìn)料閥，開前級(jí)中間第二接收槽(34)的進(jìn)料閥門(54)，繼續(xù)在1小時(shí)內(nèi)將溫度升至55℃，開始保溫。并每半小時(shí)取樣測(cè)物料凝固點(diǎn)一次，待凝固點(diǎn)升至53℃時(shí)，關(guān)前級(jí)中間第二接收槽(34)的進(jìn)料閥門，開后續(xù)接收槽(35)的進(jìn)料閥門(54)，繼續(xù)保溫3小時(shí)以上，再逐步按每小時(shí)升溫1度的速度升至57℃以上，到中間結(jié)晶箱(22)中的物料全熔流出為止。
(4)可重新送入原料，或套用前級(jí)中間第一接收槽(33)、前級(jí)中間第二接收槽(34)中物料繼續(xù)以上操作。
后級(jí)結(jié)晶箱(精結(jié)晶箱)操作工藝如下(1)待后續(xù)接收槽(35)之物料已收集到15000公斤以上時(shí)，用物料泵(43)將已完全熔融之物料送入后級(jí)結(jié)晶箱(23)中，逐步降溫到60℃，然后以每小時(shí)降溫2～4℃的速度降溫到38℃，必均勻緩慢降溫，降溫共需11小時(shí)左右。
(2)開始均勻升溫，同時(shí)開后級(jí)結(jié)晶箱(23)的出料閥門(53)和前級(jí)中間第二接收槽(34)之進(jìn)料閥門(54)，以每小時(shí)升溫2℃的速度逐步均勻緩慢升溫至54℃。
(3)關(guān)前級(jí)中間第二接收槽(34)之進(jìn)料閥門(54)，開后續(xù)接收槽(35)之進(jìn)料閥門(54)，同時(shí)均勻升溫到58℃，每小時(shí)升溫2℃。到58℃后，開始取樣測(cè)凝固點(diǎn)，開始半小時(shí)測(cè)一次，到物料凝固點(diǎn)為54℃時(shí)，10分鐘測(cè)一次，到凝固點(diǎn)為54.2℃時(shí)，關(guān)后續(xù)接收槽(35)之進(jìn)料閥門(54)，開精品接收槽(36)之進(jìn)料閥門(54)，開始收集精品α-硝基萘，其含量為99.80％，β-硝基萘小于0.10％。
(4)可以用控制凝固點(diǎn)的高低，接收料凝固點(diǎn)≥55.4℃時(shí)，α-硝基萘為99.90％以上。
(5)后續(xù)接收槽(35)中的物料可循環(huán)送入精結(jié)晶箱(23)中再次結(jié)晶精制，前級(jí)中間第二接收槽(34)中的物料可套入中間結(jié)晶箱(22)中精制。本工藝為連通體系，可循環(huán)操作。
前級(jí)結(jié)晶箱(粗結(jié)晶箱)操作工藝(1)將前流分接收槽(32)中的粗品α-硝基萘，接收滿15000公斤之物料全熔后用物料泵(42)送入前級(jí)結(jié)晶箱(21)中，按每小時(shí)降溫2℃的速度降溫到20℃以下待全部結(jié)晶后，開始均勻升溫。
(2)按每小時(shí)升溫2℃的速度升溫，同時(shí)開前級(jí)結(jié)晶箱(21)之出料閥門(53)和焦油接收槽(31)之進(jìn)料閥門(54)收集焦油。待溫度升至40℃時(shí)，關(guān)焦油按收槽(31)的進(jìn)料閥門(54)，開前流分接收槽(32)之進(jìn)料閥門(54)收料。
(3)繼續(xù)以每小時(shí)升溫2℃的速度升到48℃，關(guān)前流分接收槽(32)之進(jìn)料閥(54)，開前級(jí)中間第一接收槽(33)之進(jìn)料閥(54)。
(4)繼續(xù)以每小時(shí)升溫2℃的速度升溫到50～55℃，保溫2小時(shí)以上，直到前級(jí)結(jié)晶箱(21)中物料放盡為止。
(5)以上操作可重復(fù)進(jìn)行，前流分接收槽(32)中的物料可進(jìn)一步提純分離焦油，前級(jí)中間第一接收槽(33)中的物料可送入中間結(jié)晶箱(22)結(jié)晶分離。
本發(fā)明的其它實(shí)施例中結(jié)晶箱體積放大1倍，如投料增至30000公斤；或放大4倍，投料增至60000公斤；也可縮小3倍，投料減少至5000公斤等等。本發(fā)明還可使用純度為60％～70％的粗α-硝基萘為原料等，僅對(duì)有關(guān)溫度作相應(yīng)調(diào)整變化即可。
權(quán)利要求
1.一種高純度α-硝基萘的工業(yè)化制備方法，其特征在于，它采用的是多級(jí)串聯(lián)結(jié)晶分離法，具有以下步驟①將純度為80～95％的工業(yè)品α-硝基萘加熱至全熔，用泵送入中間結(jié)晶箱中進(jìn)行分離提純；②對(duì)中間結(jié)晶箱中的物料進(jìn)行分離提純的方法是將中間結(jié)晶箱中的物料充分冷卻至物料全部結(jié)晶，然后緩慢升溫使物料逐步熔化；并按溫度的高低、分段收集緩慢升溫熔化的物料至相應(yīng)熔程的接收槽中將在前級(jí)提純起始溫度以下熔化的物料送至前流分接收槽中，將在前級(jí)提純起始溫度至前級(jí)提純終止溫度之間熔化的物料送至相應(yīng)的前級(jí)中間接收槽中，將在前級(jí)提純終止溫度以上熔化且經(jīng)分析已達(dá)到預(yù)定凝固點(diǎn)的物料送至后續(xù)接收槽中；③將后續(xù)接收槽中的物料送至后級(jí)結(jié)晶箱中進(jìn)行分離提純；④對(duì)后級(jí)結(jié)晶箱中的物料進(jìn)行分離提純的方法是將后級(jí)結(jié)晶箱中的物料充分冷卻至物料全部結(jié)晶，然后緩慢升溫使物料逐步熔化；將在前級(jí)提純終止溫度以下熔化的物料送至相應(yīng)的前級(jí)中間接收槽中，將在前級(jí)提純終止溫度亦即后級(jí)提純起始溫度與后級(jí)提純終止溫度之間熔化且經(jīng)分析已達(dá)到預(yù)定凝固點(diǎn)的物料送至后續(xù)接收槽中，將在后級(jí)提純終止溫度或/和該溫度以上熔化且經(jīng)分析已達(dá)到目標(biāo)產(chǎn)物純度的物料送至精品接收槽中；⑤將步驟②及步驟④中前級(jí)中間接收槽中的物料送至中間結(jié)晶箱中按步驟②的方法進(jìn)行分離提純，將步驟④中后續(xù)接收槽中的物料送至后級(jí)結(jié)晶箱中按步驟④的方法進(jìn)行分離提純；循環(huán)進(jìn)行上述各步驟的操作，得到純度≥99.6％的α-硝基萘精品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高純度α-硝基萘的工業(yè)化制備方法，其特征在于，前級(jí)提純起始溫度為42～46℃，前級(jí)提純終止溫度為54.5～56℃，后級(jí)提純終止溫度為57.8～59℃、相應(yīng)的凝固點(diǎn)為55～56℃。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高純度α-硝基萘的工業(yè)化制備方法，其特征在于，還具有跟隨在步驟⑤后的步驟⑥～⑧⑥將步驟②及步驟④中前流分接收槽中的物料送至前級(jí)結(jié)晶箱中進(jìn)行分離提純；⑦對(duì)前級(jí)結(jié)晶箱中的物料進(jìn)行分離提純的方法是使前級(jí)結(jié)晶箱中的物料均勻降溫至物料全部結(jié)晶后，緩慢升溫使物料逐步熔化；將在前級(jí)提純預(yù)備溫度以下熔化的物料送至焦油接收槽中，將在前級(jí)提純預(yù)備溫度至前級(jí)提純起始溫度之間熔化的物料送至前流分接收槽中，將在前級(jí)提純起始溫度以上熔化的物料送至相應(yīng)的前級(jí)中間接收槽中；⑧對(duì)步驟⑦中焦油接收槽中的物料另作處理，將步驟⑦中前流分接收槽中的物料送至前級(jí)結(jié)晶箱中按步驟⑦的方法進(jìn)行分離提純，將步驟⑦中前級(jí)中間接收槽中的物料送至中間結(jié)晶箱中按步驟②的方法進(jìn)行分離提純。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高純度α-硝基萘的工業(yè)化制備方法，其特征在于，前級(jí)提純預(yù)備溫度為38～41℃。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的高純度α-硝基萘的工業(yè)化制備方法，其特征在于，各結(jié)晶箱為帶有夾套和含有翅片式換熱器或管式換熱器的結(jié)晶箱，各接收槽為可對(duì)內(nèi)盛物料進(jìn)行盤管式或夾套式換熱的接收槽，前級(jí)中間接收槽有1～3臺(tái)，換熱介質(zhì)為蒸汽和水。
全文摘要
本發(fā)明屬有機(jī)物的工業(yè)化提純工藝。它是一種多級(jí)串聯(lián)結(jié)晶分離方法。由多臺(tái)結(jié)晶箱和多臺(tái)接收槽通過泵、閥門及管道連接構(gòu)成系統(tǒng),用各結(jié)晶箱對(duì)不同純度的物料以結(jié)晶法進(jìn)行分離,各結(jié)晶箱所流出的相同溫度段熔化的物料進(jìn)入同一個(gè)接收槽中,對(duì)熔程最低的接收槽中的物料另作處理,將熔程最高的接收槽中的物料作為目標(biāo)物,將其它熔程的接收槽中的物料送至相應(yīng)的結(jié)晶箱中進(jìn)行分離,并循環(huán)操作。以本發(fā)明所得的產(chǎn)品可使后道產(chǎn)品純度較高。
文檔編號(hào)C07C205/00GK1251362SQ9911447
公開日2000年4月26日 申請(qǐng)日期1999年9月28日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月28日
發(fā)明者鄭長麟, 李全全, 周應(yīng)劍 申請(qǐng)人:常州市常宇化工廠