本發(fā)明涉及化工產(chǎn)品純化
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體而言，涉及一種色譜純叔丁醇及其制備方法、生產(chǎn)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：色譜純是指進行色譜分析時使用的標(biāo)準(zhǔn)試劑，其在低波長處的紫外吸光度比較低，在色譜條件下，只出現(xiàn)指定化合物的峰，不能出現(xiàn)雜質(zhì)峰，色譜純試劑純度很高，除要求含量高以外，還對微塵、水分都有很高的要求，屬于高純試劑的范疇。色譜純叔丁醇是常用的液相色譜流動相之一，其在國內(nèi)的色譜純市場多為國外試劑公司所壟斷，如merck、sigma、fisher、tedia等，他們的產(chǎn)品，價格高，相對于色譜純用戶來說，會導(dǎo)致過高的成本消耗。目前國內(nèi)報道的叔丁醇純化工藝還很少，已有的純化工藝都較復(fù)雜且成本高，色譜純叔丁醇工藝長期被國外所壟斷。因此，打破壟斷，降低成本，開發(fā)一種生產(chǎn)成本低，且制得的色譜純叔丁醇品質(zhì)好、產(chǎn)率高，能滿足色譜純試劑要求的新制備方法，具有很高的經(jīng)濟效益。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的第一目的在于提供一種色譜純叔丁醇的制備方法，此方法生產(chǎn)成本低，制得的色譜純叔丁醇品質(zhì)好、產(chǎn)率高。本發(fā)明的第二目的在于提供一種色譜純叔丁醇，其品質(zhì)好、產(chǎn)率高，滿足色譜純試劑要求。本發(fā)明的第三目的在于提供一種色譜純叔丁醇的生產(chǎn)系統(tǒng)，其專門用于制備色譜純叔丁醇，實現(xiàn)色譜純叔丁醇的規(guī)?；I(yè)生產(chǎn)。本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。一種色譜純叔丁醇的制備方法，其包括：將工業(yè)級叔丁醇作為原料，依次進行脫氣，活性炭吸附、4a分子篩吸附，得到精餾原液；對精餾原液進行精餾。一種色譜純叔丁醇，其采用上述色譜純叔丁醇的制備方法制得。一種色譜純叔丁醇的生產(chǎn)系統(tǒng)，其包括：反應(yīng)釜，用于容納工業(yè)級叔丁醇，并對工業(yè)級叔丁醇進行加熱；混合器，用于工業(yè)級叔丁醇和氮氣混合；活性炭吸附柱，用于對工業(yè)級叔丁醇進行活性炭吸附處理；4a分子篩柱，用于對工業(yè)級叔丁醇進行4a分子篩吸附處理；精餾塔，用于對氣相叔丁醇進行精餾；其中，混合器、活性炭柱和4a分子篩柱并聯(lián)設(shè)置，且分別與反應(yīng)釜構(gòu)成循環(huán)管路；反應(yīng)釜的氣相出口連通至精餾塔底部的氣相入口。本發(fā)明實施例的有益效果是：本發(fā)明實施例提供了一種色譜純叔丁醇及其制備方法，該制備方法是將工業(yè)級叔丁醇作為原料，依次進行脫氣、活性炭吸附、4a分子篩吸附，得到精餾原液；對精餾原液進行精餾。該制備方法生產(chǎn)成本低，制得的色譜純叔丁醇品質(zhì)好、產(chǎn)率高，滿足色譜純試劑要求。本發(fā)明實施例還提供了一種色譜純叔丁醇的生產(chǎn)系統(tǒng)，其包括并聯(lián)設(shè)置的混合器、活性炭吸附柱和4a分子篩柱，混合器、活性炭吸附柱和4a分子篩柱分別與循環(huán)泵和反應(yīng)釜構(gòu)成循環(huán)管路。反應(yīng)釜的氣相出口連通至精餾塔底部的氣相入口。該生產(chǎn)系統(tǒng)專門用于制備色譜純叔丁醇，生產(chǎn)效率高，得到的產(chǎn)品純度高，能夠?qū)崿F(xiàn)色譜純叔丁醇的規(guī)?；I(yè)生產(chǎn)。附圖說明為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實施例，因此不應(yīng)被看作是對范圍的限定，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。圖1為本發(fā)明實施例1所提供的一種色譜純叔丁醇的生產(chǎn)系統(tǒng)的流程示意圖。圖標(biāo)：100-生產(chǎn)系統(tǒng)；110-反應(yīng)釜；111-進料管道；112-氮氣輸氣管；120-循環(huán)泵；131-混合器；132-活性炭吸附柱；133-4a分子篩柱；140-精餾塔；150-冷凝器；160-回流罐；170-成品罐；180-陽離子交換柱；190-過濾器。具體實施方式為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述。實施例中未注明具體條件者，按照常規(guī)條件或制造商建議的條件進行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過市售購買獲得的常規(guī)產(chǎn)品。下面對本發(fā)明實施例的一種色譜純叔丁醇及其制備方法、生產(chǎn)系統(tǒng)進行具體說明。本發(fā)明實施例提供了一種色譜純叔丁醇的制備方法，其包括：s1.將工業(yè)級叔丁醇作為原料，依次進行脫氣，活性炭吸附和4a分子篩吸附，得到精餾原液。叔丁醇是無色透明液體或無色結(jié)晶，易過冷，在少量水存在時則為液體。有類似樟腦的氣味，有吸濕性。對工業(yè)級叔丁醇進行純化時，主要是對其內(nèi)溶解的雜質(zhì)氣體、水和一些其它小分子雜質(zhì)進行去除。在本發(fā)明實施例中，先對工業(yè)級叔丁醇進行脫氣處理，脫氣的具體方式是向工業(yè)級叔丁醇中通入氮氣。進行脫氣處理，可以將工業(yè)級叔丁醇中溶解的氧氣、二氧化碳等雜質(zhì)氣體排出，以提高最終產(chǎn)品叔丁醇的純度。氮氣優(yōu)選99.99％的高純氮，實際操作時，可以將工業(yè)級叔丁醇置于反應(yīng)釜中，再向反應(yīng)釜中通入氮氣，氮氣的流速優(yōu)選為0.5～1m3/min。經(jīng)過發(fā)明人創(chuàng)造性勞動發(fā)現(xiàn)，以該流速通入氮氣，對氮氣的利用率較高，在達到較佳脫氣效果的同時，避免對氮氣的浪費。進一步地，在對工業(yè)級叔丁醇進行脫氣前，先將所述工業(yè)級叔丁醇加熱至40～50℃。叔丁醇的熔點為25.7℃，在40～50℃下，叔丁醇能夠完全熔化，保持液態(tài)，以達到較佳的脫氣效果。優(yōu)選地，在后續(xù)的活性炭吸附以及4a分子篩吸附的過程中也需要保持在該溫度范圍你姐，使工業(yè)級叔丁醇保持較好的流動性。優(yōu)選地，在對工業(yè)級叔丁醇進行脫氣時，建立反應(yīng)釜與混合器之間的循環(huán)，循環(huán)動力可以由循環(huán)泵來提供，讓氮氣和工業(yè)級叔丁醇在混合器的作用下更加均勻的混合，以提升脫氣的效果。循環(huán)脫氣的時間為2～5h，該反應(yīng)時間內(nèi)，基本能夠?qū)⒐I(yè)級叔丁醇中溶解的氣體排盡，達到較佳的除雜效果。進行活性炭吸附是將脫氣后的工業(yè)級叔丁醇通入到活性炭吸附柱中進行循環(huán)吸附，循環(huán)動力可以由循環(huán)泵來提供，循環(huán)時間為3～6h?；钚蕴烤哂休^強的吸附能力，能通過物理吸附作用對溶液中的小分子雜質(zhì)進行脫除，減少溶液中的雜質(zhì)。優(yōu)選地，脫氣的工業(yè)級叔丁醇在活性炭吸附柱中的流速為0.1～2m/s。在該流量范圍內(nèi)，可以使脫氣后的工業(yè)級叔丁醇與活性炭能夠充分的接觸，提高吸附除雜的效果。進行4a分子篩吸附是將活性炭吸附后的工業(yè)級叔丁醇通入4a分子篩柱中進行循環(huán)吸附，循環(huán)動力可以由循環(huán)泵來提供。4a分子篩是一種堿金屬硅鋁酸鹽，能吸附水、nh3、h2s、二氧化硫、二氧化碳、c2h5oh、c2h6、c2h4等臨界直徑不大于4a的分子，其具有較好的除水效果，是有機化學(xué)中常用的除水試劑。進行4a分子篩吸附可以進一步的除去溶液中的小分子雜質(zhì)，并對水分進行高效去除，以提高最終產(chǎn)品叔丁醇的純度。進一步地，循環(huán)時間為16～36h，活性炭吸附后的工業(yè)級叔丁醇在4a分子篩柱中的流速為0.1～2m/s。發(fā)明人經(jīng)過自身創(chuàng)造性勞動發(fā)現(xiàn)，在該流速和循環(huán)時間范圍內(nèi)，可以使活性炭吸附后的工業(yè)級叔丁醇能夠與4a分子篩柱中的4a分子篩進行充分的接觸，從而達到一個較好的除水除雜效果。本發(fā)明實施例所提供一種色譜純叔丁醇的制備方法，還包括：s3.對精餾原液進行精餾。對精餾原液進行精餾是在90～130℃下加熱精餾，產(chǎn)生的氣體經(jīng)過精餾塔，建立全回流，全回流1～3小時，開始采出，采出時回流比控制在5～1：1，流量控制在0.3～150l/h，除去前餾分和后餾分后，取中間餾分即為采出的合格品，也即所需的色譜純叔丁醇。優(yōu)選地，可以將收集得到的色譜純叔丁醇再經(jīng)過陽離子交換柱和200nm過濾器做進一步的純化，使產(chǎn)品的純度得到進一步的提升。本發(fā)明實施例還提供了一種色譜純叔丁醇，其采用上述色譜純叔丁醇的制備方法制得。本發(fā)明實施例還提供了一種色譜純叔丁醇的生產(chǎn)系統(tǒng)，其包括：反應(yīng)釜，用于容納工業(yè)級叔丁醇，并對工業(yè)級叔丁醇進行加熱；混合器，用于工業(yè)級叔丁醇和氮氣混合；活性炭吸附柱，用于對工業(yè)級叔丁醇進行活性炭吸附處理；4a分子篩柱，用于對工業(yè)級叔丁醇進行4a分子篩吸附處理；精餾塔，用于對氣相叔丁醇進行精餾；其中，混合器、活性炭柱和4a分子篩柱并聯(lián)設(shè)置，且分別與反應(yīng)釜構(gòu)成循環(huán)管路；反應(yīng)釜的氣相出口連通至精餾塔底部的氣相入口。進一步地，在本發(fā)明其它較佳實施例中，生產(chǎn)系統(tǒng)還包括冷凝器、回流罐和用于收集色譜純叔丁醇成品的成品罐，冷凝器的輸入端與精餾塔頂部的氣相出口連通，用以將收集到的氣相叔丁醇冷凝成液態(tài)；冷凝器的輸出端連接至回流罐的輸入端，回流罐的輸出端分別連通至精餾塔的頂部和成品罐。以下結(jié)合實施例對本發(fā)明的特征和性能作進一步的詳細(xì)描述。實施例1本實施例1提供了一種色譜純叔丁醇的生產(chǎn)系統(tǒng)100，參照圖1所示，其包括：反應(yīng)釜110、混合器131、活性炭吸附柱132、4a分子篩柱133、精餾塔140和循環(huán)泵120。其中，混合器131、活性炭吸附柱132和4a分子篩柱133之間并聯(lián)設(shè)置，且分別與循環(huán)泵120和反應(yīng)釜110構(gòu)成循環(huán)管路。進一步地，循環(huán)泵120的輸入端與反應(yīng)釜110底部的液相出口連通，循環(huán)泵120的輸出端分別連通至混合器131、活性炭吸附柱132、4a分子篩柱133的進料端，并且混合器131、活性炭吸附柱132、4a分子篩柱133的進料端均設(shè)置有閥門控制其進料端的開閉?；旌掀?31、活性炭吸附柱132、4a分子篩柱133的出料端均連通至反應(yīng)釜110的進料端，這樣混合器131、活性炭吸附柱132、4a分子篩柱133中的任意一個均可以與循環(huán)泵120、反應(yīng)釜110形成循環(huán)管路。并且，通過閥門的控制，即可切換工業(yè)級叔丁醇在任意一個循環(huán)管路中完成循環(huán)。反應(yīng)釜110的進料端分別與進料管道111和氮氣輸氣管112連通，由進料管道111輸送來的工業(yè)級叔丁醇和由氮氣輸氣管112輸送來的氮氣在反應(yīng)釜110與混合器131之間循環(huán)完成脫氣步驟，再在反應(yīng)釜110與活性炭吸附柱132、4a分子篩柱133之間循環(huán)，完成活性炭吸附、4a分子篩吸附等步驟，并在反應(yīng)釜110中加熱形成含有叔丁醇的氣相組分。其中，反應(yīng)釜110優(yōu)選為采用搪瓷玻璃夾套反應(yīng)釜110，夾套內(nèi)可通導(dǎo)熱油對反應(yīng)釜110進行加熱。反應(yīng)釜110設(shè)置有漿式攪拌器(圖未示)，其轉(zhuǎn)速達到300rpm以上，可以使其內(nèi)部的物料得到充分的混合。反應(yīng)釜110頂部的氣相出口連通至精餾塔140底部的氣相入口，反應(yīng)釜110中產(chǎn)生的含有叔丁醇的氣相組分由精餾塔140底部的氣相入口進入精餾塔140，并在精餾塔140中完成精餾。精餾塔140的內(nèi)徑為4～500cm，高度為4～30m，塔內(nèi)裝填玻璃彈簧填料、不銹鋼西塔環(huán)、不銹鋼規(guī)整填料和陶瓷填料中的至少一種。精餾塔140的下部裝填有一段高度為0.5～2m的無水碳酸鉀填料。生產(chǎn)系統(tǒng)100還包括冷凝器150、回流罐160和成品罐170，精餾塔140頂部的氣相出口與冷凝器150的輸入端連通，冷凝器150將收集到的氣相叔丁醇冷凝成液態(tài)。冷凝器150的輸出端連接至回流罐160的輸入端，回流罐160的輸出端連通至成品罐170，用以對冷凝后得到的色譜純叔丁醇進行收集輸送至成品罐170。同時，回流罐160與精餾塔140的頂部連通，用以將部分色譜純叔丁醇回流至精餾塔140的頂部，來增加精餾的效率。生產(chǎn)系統(tǒng)100還包括陽離子交換柱180和過濾器190，200nm的過濾器190，陽離子交換柱180和過濾器190可以對最終產(chǎn)品做進一步的純化，提高產(chǎn)品純度。實施例2本實施例提供一種色譜純叔丁醇，其制備方法如下：s1.向反應(yīng)釜110中導(dǎo)入50l的工業(yè)級叔丁醇(錦州石化，純度≥98wt％)原料，升溫至40℃。s2.由氮氣輸氣管112向反應(yīng)釜110中通入氮氣，氮氣的流速為1m3/min，開啟混合器131的閥門，建立反應(yīng)釜110、循環(huán)泵120和混合器131之間的循環(huán)，循環(huán)2h。s3.關(guān)閉混合器131的閥門，開啟活性炭吸附柱132的閥門，建立反應(yīng)釜110、循環(huán)泵120和活性炭吸附柱132之間的循環(huán)，控制流速2m/s，循環(huán)時間3h。s4.關(guān)閉活性炭吸附柱132的閥門，開啟4a分子篩柱133的閥門，建立反應(yīng)釜110、循環(huán)泵120和4a分子篩柱133之間的循環(huán)，控制流速2m/s，循環(huán)時間16h。s5.關(guān)閉4a分子篩柱133的閥門，將反應(yīng)釜110的溫度升至90℃，維持精餾壓力在20kpa以內(nèi)，當(dāng)精餾塔140頂部開始回流后，全回流3h，然后開始采出。采出時，回流比控制在5:1，除去前餾分0.5l和后餾分0.8l，采出的中間餾分即為合格的色譜純叔丁醇，合格的色譜純叔丁醇收率達到95％以上。s6.將上述合格的色譜純叔丁醇依次通過陽離子交換柱180以及200nm過濾器190，并裝桶待用。實施例3本實施例提供一種色譜純叔丁醇，其制備方法如下：s1.向反應(yīng)釜110中導(dǎo)入50l的工業(yè)級叔丁醇(錦州石化，純度≥98wt％)原料，升溫至50℃。s2.由氮氣輸氣管112向反應(yīng)釜110中通入氮氣，氮氣的流速為0.5m3/min，開啟混合器131的閥門，建立反應(yīng)釜110、循環(huán)泵120和混合器131之間的循環(huán)，循環(huán)5h。s3.關(guān)閉混合器131的閥門，開啟活性炭吸附柱132的閥門，建立反應(yīng)釜110、循環(huán)泵120和活性炭吸附柱132之間的循環(huán)，控制流速0.1m/s，循環(huán)時間6h。s4.關(guān)閉活性炭吸附柱132的閥門，開啟4a分子篩柱133的閥門，建立反應(yīng)釜110、循環(huán)泵120和4a分子篩柱133之間的循環(huán)，控制流速0.1m/s，循環(huán)時間36h。s5.關(guān)閉4a分子篩柱133的閥門，將反應(yīng)釜110的溫度升至130℃，維持精餾壓力在20kpa以內(nèi)，當(dāng)精餾塔140頂部開始回流后，全回流1h，然后開始采出。采出時，回流比控制在5:1，除去前餾分0.5l和后餾分0.8l，采出的中間餾分即為合格的色譜純叔丁醇，合格的色譜純叔丁醇收率達到95％以上。s6.將上述合格的色譜純叔丁醇依次通過陽離子交換柱180以及200nm過濾器190，并裝桶待用。實施例4s1.向反應(yīng)釜110中導(dǎo)入500l的工業(yè)級叔丁醇(錦州石化，純度≥98wt％)原料，升溫至50℃。s2.由氮氣輸氣管112向反應(yīng)釜110中通入氮氣，氮氣的流速為1m3/min，開啟混合器131的閥門，建立反應(yīng)釜110、循環(huán)泵120和混合器131之間的循環(huán)，循環(huán)4h。s3.關(guān)閉混合器131的閥門，開啟活性炭吸附柱132的閥門，建立反應(yīng)釜110、循環(huán)泵120和活性炭吸附柱132之間的循環(huán)，控制流速1m/s，循環(huán)時間6h。s4.關(guān)閉活性炭吸附柱132的閥門，開啟4a分子篩柱133的閥門，建立反應(yīng)釜110、循環(huán)泵120和4a分子篩柱133之間的循環(huán)，控制流速1m/s，循環(huán)時間24h。s5.關(guān)閉4a分子篩柱133的閥門，將反應(yīng)釜110的溫度升至120℃，維持精餾壓力在20kpa以內(nèi)，當(dāng)精餾塔140頂部開始回流后，全回流3h，然后開始采出。采出時，回流比控制在3:1，除去前餾分5l和后餾分10l，采出的中間餾分即為合格的色譜純叔丁醇，合格的色譜純叔丁醇收率達到95％以上。s6.將上述合格的色譜純叔丁醇依次通過陽離子交換柱180以及200nm過濾器190，并裝桶待用。試驗例1采用實施例2～4所提供的色譜純叔丁醇作為試驗樣品，對其紫外吸光度進行檢測，具體的檢測方式如下：試驗儀器為：上海光譜紫外分光光度計sp-752型，采用1cm石英比色皿。分光光度計開機后，預(yù)熱0.5h后，開始檢測，采用二次蒸餾水或者脫離子水做參比，檢測每個試驗樣品在215nm，235nm，250nm和300nm的波長下的紫外吸光度，檢測結(jié)果如表1所示。表1.色譜純叔丁醇的紫外吸光度檢測結(jié)果波長215nm230nm250nm300nm原料10.750.460.08實施例20.680.260.050.005實施例30.650.250.040.004實施例40.650.250.040.004色譜純標(biāo)準(zhǔn)≤1≤0.5≤0.2≤0.01農(nóng)殘標(biāo)準(zhǔn)≤1≤0.5≤0.2≤0.01從表1中可以看出，本發(fā)明實施例2～4所提供的色譜純叔丁醇在215～300nm波長下的紫外吸光度均達到了色譜純標(biāo)準(zhǔn)以及農(nóng)殘標(biāo)準(zhǔn)，本發(fā)明實施例所提供的制備方法和生產(chǎn)設(shè)備對叔丁醇的純化效果較好。試驗例2采用實施例2～4所提供的色譜純叔丁醇作為試驗樣品，對其水含量指標(biāo)、蒸發(fā)殘渣指標(biāo)、酸度和純度指標(biāo)進行檢測：水含量指標(biāo)檢測所用儀器型號：瑞士萬通metrohm831kf；蒸發(fā)殘渣指標(biāo)檢測所用儀器：分析天平、蒸發(fā)皿、恒溫水浴蒸發(fā)、烘箱；純度指標(biāo)檢測所用儀器：agilent6890氣相色譜的氫火焰離子化檢測器(gc-fid)。檢測結(jié)果如表2所示：表2.色譜純叔丁醇的水分含量、蒸發(fā)殘渣、酸度、純度檢測結(jié)果由表2可以看出，本發(fā)明實施例2～4所提供的色譜純叔丁醇的水分含量小于等于0.03wt％，蒸發(fā)殘渣含量小于等于0.0003wt％，酸度小于等于0.005meq/g，均低于國家設(shè)定的色譜純標(biāo)準(zhǔn)以及農(nóng)殘標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明實施例2～4所提供的色譜純叔丁醇的純度達到99.9wt％，超過國家設(shè)定的色譜純標(biāo)準(zhǔn)以及農(nóng)殘標(biāo)準(zhǔn)?？梢?，本發(fā)明實施例所提供的制備方法和生產(chǎn)設(shè)備對叔丁醇的純化效果較好。綜上所述，本發(fā)明實施例提供了一種色譜純叔丁醇及其制備方法，該制備方法是將工業(yè)級叔丁醇作為原料，依次進行脫氣、活性炭吸附、4a分子篩吸附，得到精餾原液；對精餾原液進行精餾。該制備方法生產(chǎn)成本低，制得的色譜純叔丁醇品質(zhì)好、產(chǎn)率高，滿足色譜純試劑要求。本發(fā)明實施例還提供了一種色譜純叔丁醇的生產(chǎn)系統(tǒng)，其包括并聯(lián)設(shè)置的混合器、活性炭吸附柱和4a分子篩柱，混合器、活性炭吸附柱和4a分子篩柱分別與循環(huán)泵和反應(yīng)釜構(gòu)成循環(huán)管路。反應(yīng)釜的氣相出口連通至精餾塔底部的氣相入口。該生產(chǎn)系統(tǒng)專門用于制備色譜純叔丁醇，生產(chǎn)效率高，得到的產(chǎn)品純度高，能夠?qū)崿F(xiàn)色譜純叔丁醇的規(guī)?；I(yè)生產(chǎn)。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁12