[發明專利]一種叔丁醇-水共沸溶液與氫氧化鉀制備高純度叔丁醇鉀的方法

在審

• 申請號: 201610005722.5
• 申請日: 2016-01-06
• 公開（公告）號: CN105541550A
• 公開（公告）日: 2016-05-04
• 發明（設計）人: 于英民;辛坤
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: C07C29/70
• 分類號: C07C29/70;C07C31/30;C07C29/78;C07C31/12;C07C29/82
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技術領域

本發明涉及一種精細化工中間體的制備方法，特別是涉及一種高純度叔丁醇鉀的制備方法。

背景技術

叔丁醇鉀是一種在精細化工中廣泛應用的中間體，常用于化工、醫藥、農藥、印染等有機合成中的重排、開環、醚化、酯化及羰基α位的各種化學反應。目前，叔丁醇鉀的常規制備方法是利用無水叔丁醇與金屬鉀反應生成。國內廠家均采用此法生產，工藝落后，操作危險，成本昂貴。

叔丁醇與水可形成二元共沸物，用普通精餾法進行提純，產品濃度僅達88wt％左右。叔丁醇-水共沸物不能再直接用于叔丁醇鉀的制備，需要經過分水處理才能夠使用。氫氧化鉀作為鹽析劑分離叔丁醇-水體系，可以將質量分數為88wt％的叔丁醇-水共沸溶液提濃至于96wt％。

在采用叔丁醇與氫氧化鉀反應制備叔丁醇鉀的過程中，會生成產物水。因此，利用叔丁醇、環己烷和水的三元共沸效應以及氫氧化鉀的鹽析分水作用，在叔丁醇鉀的制備過程中以環己烷和叔丁醇作為帶水劑進行脫水提純；脫水產生的叔丁醇水溶液以氫氧化鉀作為鹽析劑進行分水提濃。叔丁醇溶液、環己烷和氫氧化鉀都可以循環使用。

叔丁醇水溶液價格便宜，來源廣泛，而叔丁醇鉀應用價值高，此制備方法是是一條有效的生產途徑。本申請提出了一種利用88wt％叔丁醇-水共沸溶液制備高純度叔丁醇鉀的新方法。

發明內容

本申請涉及一種由叔丁醇-水共沸溶液制備高純度叔丁醇鉀的方法，其具體包括：

(1)將88wt％叔丁醇-水共沸溶液與適量氫氧化鉀混合，攪拌，進入分離罐分層。

(2)分離罐下層液體即水層，組成為水88～92wt％,叔丁醇0.03～0.07wt％，氫氧化鉀8～12wt％，進入干燥設備，隔絕空氣下(氮氣保護下)蒸發干燥，回收氫氧化鉀。

(3)分離罐上層液體即醇層，組成為水4～6wt％,叔丁醇94～96wt％，氫氧化鉀0.3～0.7wt％。

(4)將氫氧化鉀和(3)中的高濃度叔丁醇溶液按比例一次性加入半間歇精餾塔塔釜，混合攪拌，環己烷按一定流量連續加入半間歇精餾塔，同時控制塔頂溫度，叔丁醇、環己烷和水以共沸物形式從塔頂餾出，冷凝后流入分相器；待氫氧化鉀完全反應且塔釜中水分完全餾出后，停止環己烷進料。塔釜中叔丁醇鉀的叔丁醇溶液由釜底采出并置于帶溶劑回收的干燥器中，氮氣氛圍下干燥至完全結晶，即得高純度叔丁醇鉀，蒸汽經冷凝得到高純度叔丁醇。

(5)半間歇精餾塔塔頂的餾出物在分相器靜置分層后，上層環己烷-叔丁醇作為帶水劑返回流入(4)中間歇精餾塔循環使用；下層叔丁醇-水溶液經間歇精餾塔蒸餾后，塔頂餾出叔丁醇-水共沸溶液采用(1至3)的方式分水后循環使用。

由氫氧化鉀與叔丁醇制備叔丁醇鉀的反應如下:

上述反應是一個強可逆反應，平衡偏向于生成醇一邊，需不斷將水及時除去，使反應平衡右移。本發明反應在半間歇精餾塔釜中進行，采用反應精餾技術，利用水、叔丁醇和環己烷的三元共沸，將水從反應物系移出，促進反應的進行，不斷提高叔丁醇鉀純度。

在具體實施時，所述88wt％叔丁醇-水共沸溶液為叔丁醇與水共沸物；環己烷純度大于99wt％，氫氧化鉀純度大于95wt％；

在具體實施時，步驟(1)中，將88wt％叔丁醇-水共沸溶液與適量氫氧化鉀在25-45℃充分混合攪拌，優選溫度為30～35℃；充分攪拌后靜置，攪拌時間2～3h；

在具體實施時，步驟(1)中，添加氫氧化鉀占所述88wt％叔丁醇-水共沸溶液的質量分數為5～15wt％，優選8～10wt％；

在具體實施時，步驟(2)中，水層進入干燥設備，氮氣氛圍下蒸發、干燥，回收氫氧化鉀。所述干燥設備為干燥器和蒸發器，并通氮氣保護；

在具體實施時，步驟(4)中，將氫氧化鉀和(3)中的高濃度叔丁醇溶液按比例加人半間歇精餾塔釜，塔釜中叔丁醇與氫氧化鉀的質量比10～30，優選22～25；環己烷按一定流量連續加入半間歇精餾塔，塔釜中環己烷占溶液質量分數50～80wt％，優選60～65wt％；

在具體實施時，步驟(4)中，控制間歇精餾塔的塔頂溫度，叔丁醇、環己烷和水以共沸物形式從塔頂餾出，塔頂溫度50～80℃，優選68～72℃；塔釜溫度70～100℃，優選84～91℃；

在具體實施時，步驟(4)中，氫氧化鉀在間歇精餾釜中完全反應且塔釜中水分完全餾出后，停止環己烷進料，反應時間為1～8h，優選5～6h；