一種均苯四甲酸和偏苯三甲酸混合物的分離方法與流程

文檔序號：12028900閱讀：312來源：國知局

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本發(fā)明涉及一種均苯四甲酸和偏苯三甲酸混合物的分離方法。

背景技術(shù)：

均苯四甲酸和偏苯三甲酸均是重要的化工原料，在工業(yè)上具有廣泛的應(yīng)用。例如均苯四甲酸作為原料用于合成聚酰亞胺、耐熱樹脂、增塑劑、固化劑、水處理劑、皮革鞣劑的添加劑等；偏苯三甲酸可用來制備偏苯三甲酸酯，在樹脂、增塑劑、染料、膠粘劑等方面獲得了廣泛的應(yīng)用。目前制備均苯四甲酸的方法有一氧化碳法、偏三甲苯烷基化法、偏三甲苯羰基化法、均四甲苯氣相氧化法等，但是這些制取方法的選擇性不高，在生成均苯四甲酸產(chǎn)物的同時(shí)會有大量的偏苯三甲酸副產(chǎn)物的形成，因此，需要將均苯四甲酸和偏苯三甲酸混合物進(jìn)行分離、純化。均苯四甲酸和偏苯三甲酸均為難揮發(fā)的物質(zhì)，不能采用常規(guī)的精餾方法分離，因此，實(shí)現(xiàn)兩者的高效分離是這些技術(shù)應(yīng)用的一個(gè)基礎(chǔ)和難題。

目前分離均苯四甲酸和偏苯三甲酸混合物的方法主要有柱層析分離法、重結(jié)晶法等。柱層析分離法也稱柱色譜技術(shù)，是基于樣品組分在互不相溶的兩“相”之間的分配系數(shù)之差、組分對吸附劑吸附能力的不同實(shí)現(xiàn)分離。使用水做流動相，通過反相高效液相色譜可實(shí)現(xiàn)均苯四甲酸和偏苯三甲酸等副產(chǎn)物的分離。但是柱層析分離操作復(fù)雜、要求嚴(yán)格、使用大量的有機(jī)溶劑、能耗大、設(shè)備與填料昂貴、單次分離量少、產(chǎn)量低，不能滿足工業(yè)上對均苯四甲酸和偏苯三甲酸分離的需求。重結(jié)晶法根據(jù)待分離物質(zhì)及其雜質(zhì)在溶劑中溶解度的差異實(shí)現(xiàn)分離，例如使用戊酮作為溶劑，可實(shí)現(xiàn)均苯四甲酸和雜質(zhì)的分離，但是對于均苯四甲酸和偏苯三甲酸這種結(jié)構(gòu)和性能相近的混合物分離，重結(jié)晶法選擇性較差，并且過程中使用大量有機(jī)溶劑。因此，發(fā)明一種新的高效的分離混合物的方法十分必要。

使用固體吸附分離是一種高效的分離方法。該方法的原理是首先將被分離的物質(zhì)溶解于一種溶劑中，然后采用合適的吸附劑選擇性吸附其中一種或者多種化合物，從而實(shí)現(xiàn)混合物的分離，分離的本質(zhì)是吸附劑、被吸附物質(zhì)(吸附質(zhì))和溶劑之間作用力的差別。

本發(fā)明提出的是一種使用含胺基的固體化合物(氯化膽堿、烏洛托品、左旋肉堿)吸附分離均苯四甲酸和偏苯三甲酸混合物的方法。將均苯四甲酸和偏苯三甲酸混合物溶解于某種溶劑，然后向溶液中加入含胺基的固體化合物，由于含胺基的固體化合物與溶液中均苯四甲酸和偏苯三甲酸的作用力強(qiáng)弱不同，從而實(shí)現(xiàn)均苯四甲酸和偏苯三甲酸混合物的高效分離。

本發(fā)明提供的一種分離均苯四甲酸和偏苯三甲酸混合物的方法與傳統(tǒng)的分離方法不同之處在于：(1)采用極性較強(qiáng)的丙酮溶劑溶解均苯四甲酸和偏苯三甲酸混合物，提高了被分離對象的溶解度；(2)含胺基的固體化合物與兩種苯羧酸之間可以形成氫鍵作用力，本發(fā)明利用均苯四甲酸和偏苯三甲酸分子中所含羧基數(shù)目不同，導(dǎo)致含胺基的固體化合物與兩種苯羧酸形成的氫鍵作用力強(qiáng)弱顯著不同的特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)偏苯三甲酸和均苯四甲酸的分離，分離效率高，萃取劑的利用效率高；(3)本方法使用含胺基的固體化合物氯化膽堿、左旋肉堿和烏洛托品可以重復(fù)使用，且環(huán)境友好。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是實(shí)現(xiàn)均苯四甲酸和偏苯三甲酸混合物的分離，從而得到高純度的均苯四甲酸和偏苯三甲酸。利用含胺基的固體化合物(氯化膽堿、烏洛托品、左旋肉堿)與被分離對象(均苯四甲酸、偏苯三甲酸)在丙酮溶劑中氫鍵作用力強(qiáng)弱不同實(shí)現(xiàn)兩者的分離。

本發(fā)明的目的是采用如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。

本發(fā)明所涉及的均苯四甲酸和偏苯三甲酸混合物分離方法，包括如下步驟：

(1)將一定量的均苯四甲酸和偏苯三甲酸混合物溶解在丙酮溶劑中，攪拌，形成溶液；

(2)向步驟(1)得到的溶液中加入一定量含胺基的固體化合物，攪拌，含胺基的固體化合物與均苯四甲酸發(fā)生作用生成固體混合物，過濾收集濾液和固體混合物，并對固體混合物進(jìn)行洗滌干燥；

(3)將步驟(2)得到的濾液進(jìn)行蒸發(fā)，收集蒸發(fā)液即為丙酮，得到的丙酮溶劑回收使用，得到的固體干燥，即為產(chǎn)物偏苯三甲酸；

(4)將步驟(2)得到的固體混合物與反萃溶劑混合，攪拌，均苯四甲酸溶于反萃溶劑中，含胺基的固體化合物得到再生，然后過濾分離得到含胺基的固體化合物和含均苯四甲酸的反萃溶劑；

(5)將步驟(4)所得的含胺基的固體化合物干燥重復(fù)使用；將含均苯四甲酸的反萃溶劑進(jìn)行蒸發(fā)，回收使用反萃溶劑，干燥固體物，得到產(chǎn)物均苯四甲酸。

在上述方法中，所述的含胺基的固體化合物選自氯化膽堿、烏洛托品和左旋肉堿中的一種或多種，優(yōu)選為氯化膽堿。

在上述方法中，步驟(1)中，所述均苯四甲酸和偏苯三甲酸混合物在丙酮溶液中的濃度為35g/l～75g/l。

在上述方法中，步驟(2)中，所述含胺基的固體化合物與溶液中均苯四甲酸和偏苯三甲酸的混合物的摩爾比為0.1～2.1。

在上述方法中，步驟(2)中，溶液攪拌溫度為5℃～45℃，攪拌時(shí)間為1h～5h。

在上述方法中，步驟(4)中，所述反萃溶劑選自異丙醇、正丁醇、環(huán)己醇和氯仿中的一種或多種，優(yōu)選異丙醇。

在上述方法中，步驟(4)中，所加入的反萃溶劑與固體混合物的質(zhì)量比為10～80。

在上述方法中，步驟(4)中，攪拌溫度為5℃～45℃，攪拌時(shí)間為1h～5h。

本發(fā)明的分離方法的原理是：含胺基的固體吸附劑對溶液中某一組分的作用力大于該組分與溶劑的作用力，含胺基的固體吸附劑對溶液中另一組分的作用力小于該組分與溶劑的作用力，從而實(shí)現(xiàn)兩者的選擇性吸附分離；或者含胺基的固體吸附劑對溶液中不同組分的作用力存在較大的差異，以致于出現(xiàn)競爭吸附：作用力強(qiáng)的優(yōu)先吸附，作用力弱的后吸附。在丙酮溶劑中，氯化膽堿和均苯四甲酸作用力強(qiáng)于均苯四甲酸和丙酮溶劑之間的作用力，氯化膽堿和均苯四甲酸在丙酮溶劑中發(fā)生吸附現(xiàn)象，形成固體混合物；但氯化膽堿和偏苯三甲酸的作用力弱于偏苯三甲酸和丙酮溶劑的作用力，不能發(fā)生吸附形成固體混合物，從而實(shí)現(xiàn)均苯四甲酸和偏苯三甲酸混合物的分離。烏洛托品、左旋肉堿與偏苯三甲酸、均苯四甲酸作用力均強(qiáng)于偏苯三甲酸、均苯四甲酸和丙酮溶劑的作用力，烏洛托品、左旋肉堿與偏苯三甲酸、均苯四甲酸均可以發(fā)生吸附，形成固體混合物，但是兩種含胺基的固體吸附劑均與均苯四甲酸的作用力大于與偏苯三甲酸的作用力，因此烏洛托品、左旋肉堿均優(yōu)先和均苯四甲酸形成固體混合物，而后與偏苯三甲酸作用形成固體混合物，合理控制烏洛托品、左旋肉堿的加入量可實(shí)現(xiàn)混合酸的分離。

本發(fā)明的偏苯三甲酸和均苯四甲酸的分離方法與傳統(tǒng)的分離方法相比，不僅降低能耗，操作簡單，而且分離效率高，所用的萃取劑可以重復(fù)使用，大大降低了分離成本。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明的方法作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，但并不因此而限制本發(fā)明。

實(shí)施例1

(1)稱取1.0g偏苯三甲酸和2.5g均苯四甲酸混合物溶于100ml丙酮中，配制成混合酸濃度為35g/l的丙酮溶液。向溶液中加入3.5g氯化膽堿(氯化膽堿與混合酸的摩爾比為1.7)，在25℃下攪拌2.5h，然后靜置15min。氯化膽堿吸附均苯四甲酸，形成氯化膽堿和均苯四甲酸的固體混合物。