[發明專利]連續三塔順序精餾分離硝基甲烷-硝基乙烷-硝基丙烷的方法

無效

• 申請號: 201110107391.3
• 申請日: 2011-04-28
• 公開（公告）號: CN102229535A
• 公開（公告）日: 2011-11-02
• 發明（設計）人: 顧正桂
• 申請（專利權）人: 南京師范大學
• 主分類號: C07C205/02
• 分類號: C07C205/02;C07C201/16
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 韓朝暉

技術領域

本發明涉及一種化工分離工藝，特別是涉及一種連續三塔順序精餾分離硝基甲烷-硝基乙烷-硝基丙烷的方法。

背景技術

低碳硝基烷烴是重要的溶劑及中間體，硝基甲烷主要用作溶劑和汽油添加劑；硝基乙烷用于有機合成,?用作硝化纖維素及其他樹脂、蠟、脂肪、染料等的溶劑；硝基丙烷包括1-硝基丙烷和2-硝基丙烷，2-硝基丙烷用作乙烯及環氧樹脂涂料的特殊溶劑、火箭燃料、汽油的添加劑等，也用于有機合成；1-硝基丙烷主要用作溶劑和中間體，噴氣發動機燃料，噴霧劑等，(1)作為溶劑，對醇、酮、醚、酯，以及染料、油脂、蠟、樹脂、合成橡膠均有很強的溶解力，與酒精并用是乙酸纖維的強力溶劑；與酒精、芒烴并用可代替氯化烴類溶劑溶解三乙酸纖維。作為低溫溶劑可以溶解氯乙烯-乙酸乙烯的共聚物，還可用于溶解硝酸纖維，(2)為胺類、羥胺類、硝基羥基化合物、氯化硝基烷烴等化工產品的中間體，如硝基丙烷與甲烷在硫酸存在下水解，可得硫酸羥胺與丙酸；在醫藥工業中用于生產抗結核藥鹽酸乙胺丁酯。

硝基甲烷的生產方法主要有氣相硝化法和亞硝酸鹽置換法；硝基乙烷有低碳烷烴、氯乙烷和硫酸二乙酯硝化法；1-硝基丙烷采用丙烷和丙烯硝化法；2-硝基丙烷多用硝酸直接氧化法和氧化氮硝化法。硝基甲烷在國內僅有半工業化規模的生產裝置，生產方法以采用亞硝酸鹽置換法為主，產品價格隨質量的不同而有所差別，且大部分用于出口；硝基乙烷在國內大量用于合成農藥，目前國內只有小規模生產，產品的含量達99％，由于其生產難度較大，危險性較高，一部分生產廠家已經陸續停產，在國內未形成規模生產，基本依賴進口；而與硝基乙烷相似，硝基丙烷由于工藝比較復雜、市場需求不高，目前國內基本未形成規模化生產。

目前，硝基烷烴混合物分離一般采用多次蒸餾法得到單一餾分，由于低碳硝基烷烴組分之間沸點差小，組分性質見表1所示，采用蒸餾法進行分離，不僅操作過程復雜、難控制、產品純度低，同時中間餾分過多，收率只能達53%。

表1?低碳硝基烷烴的性質

發明內容

針對現有技術的上述不足，本發明提供一種連續三塔順序精餾分離硝基甲烷-硝基乙烷-硝基丙烷的方法，以解決低碳硝基烷烴混合物分離上存在的困難，本發明方法分離后的硝基甲烷和1-硝基丙烷含量達到99.5%以上，一次收率分別達到89.7%和91.2%，2-硝基丙烷和硝基乙烷含量分別達到66%和82%以上。

完成上述發明任務的技術方案是：采用連續三塔順序精餾分離工藝，按照組成沸點大小差異，進行硝基甲烷-硝基乙烷-硝基丙烷分離，步驟如下：

（1）、首先采用第1連續精餾塔（B1）分離硝基甲烷、硝基乙烷、2-硝基丙烷和1-硝基丙烷混合溶液，控制精餾塔回流比及溫度，塔頂餾出液為硝基甲烷，塔頂餾出液中硝基甲烷含量可達99.5%以上；塔底餾出液為硝基乙烷、2-硝基丙烷和1-硝基丙烷混合液；

（2）、第1連續精餾塔（B1）塔底餾出液送至第2連續精餾塔（B2）分離，控制精餾塔回流比及溫度，塔底餾出液得到99.5%以上的1-硝基丙烷，塔頂餾出液為硝基乙烷、2-硝基丙烷及少量1-硝基丙烷混合液；

（3）、第2連續精餾塔（B2）塔頂餾出液送至第3連續精餾塔（B3），控控制精餾塔的回流比和溫度，塔頂餾出液得到82.0%以上的硝基乙烷，塔底餾出液為87.0%以上的2-硝基丙烷。

所述的原料硝基甲烷、硝基乙烷、2-硝基丙烷及1-硝基丙烷的混合液中，硝基甲烷、硝基乙烷、2-硝基丙烷及1-硝基丙烷的質量百分含量分別為5.0～15.0%、10.0～20.0%、35.0～45.0%和30.0～40.0%。

所述的步驟（1）中，第1連續精餾塔(B1)頂、低溫度分別為100.9~101.3℃和120.9~121.7℃，回流比(R1)控制在9~11。

所述的步驟（2）中，第2連續精餾塔(B2)頂、低溫度分別為117.1~118.0℃和130.0~131.1℃，回流比(R2)控制在8~10。

所述的步驟（3）中，第3連續精餾塔(B3)頂、低溫度分別為110.5~111.4℃和120.1~121.0℃，回流比(R3)控制在11~12。

本發明的連續三塔順序精餾分離方法分離過程的工藝流程見圖1所示，分離過程中各裝置采用優化工藝條件，分離后硝基甲烷和1-硝基丙烷含量均達到99.5%以上，能達到使用的要求。