[发明专利]一种壬二酸的分离纯化方法

说明书

技术领域

本发明涉及有机化合物的分离纯化技术领域，特别涉及一种壬二酸的分离纯化方法。

背景技术

壬二酸为重要的精细化工原料，其工业用途非常广泛。壬二酸在工业上的用途主要是生产壬二酸类增塑剂，其次用于合成香料、润滑油和聚酰胺等产品，除此之外还可用于电解电容器的制造、皮肤的防护和皮肤病的治疗。壬二酸的高附加值取决于以下几个质量指标：产品中壬二酸的含量应满足所应用领域的要求，产品中酮酸和单酸的含量要尽量低，酸值在587～594mgKOH/g，同时产品要有较高的透光率和理想的色泽。目前壬二酸的工业生产方法主要为油酸等不饱和脂肪酸的臭氧化-氧化法，而一般油酸原料中含有相当部分的诸如亚油酸、棕榈酸、亚麻酸等脂肪酸，成分复杂，并且其中的不饱和脂肪酸经过臭氧化-氧化分解后，产物将更加复杂，有C₂-C₉的短碳链单酸以及C₉以上的中长碳链单酸和C₄-C₆的短碳链二元酸以及少量的C₉以上的中长碳链二元酸(主要是C₁₆和C₁₈)等，臭氧化物自分解会产生酮酸，因而壬二酸的分离纯化一直是本领域内的技术难点。目前，壬二酸的分离纯化多采用蒸馏回收溶剂后再萃取结晶得到壬二酸，由于蒸馏条件、萃取溶剂的不同，所得壬二酸的产品品质和收率各异。李春英等人将氧化液减压蒸馏回收溶剂后，直接用沸水多次萃取壬二酸，之后冷却结晶得到粗壬二酸，粗壬二酸再经过沸水重结晶后得到片状壬二酸，最后在70℃烘干得到产品壬二酸。该工艺采用多次沸水萃取后重结晶，重结晶可去除二元酸中的酮酸，但很难去除其中的单酸。俞中江等将氧化液蒸馏出壬酸前物质和壬酸后得到的粗壬二酸与水按1∶3～8混合后，在70～100℃进行萃取，萃取层在搅拌条件下降温到25℃并保持30分钟后，将结晶得到的粗晶体再与甲苯两次重结晶后得到的晶体烘干即为壬二酸产品。该工艺用水首次萃取后，将水相冷却结晶析出粗壬二酸晶体再次进行有机溶剂萃取，在结晶后进行固液分离，将导致大量的壬二酸损失。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，提供一种产品无溶剂残留，单酸和酮酸含量低，壬二酸含量高、收率高的壬二酸分离纯化方法。

为了实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

一种壬二酸的分离纯化方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)将油酸等不饱和脂肪酸臭氧化-氧化分解反应所得的氧化液置于精馏塔，在100～2000pa、70～150℃的条件下减压蒸馏，除去氧化液中的C₂-C₉的单酸，将剩余物送入薄膜蒸发器蒸馏，在80～500pa、190～230℃的条件下蒸馏除去脂肪酸在高温下聚合反应产生的沥青等重组分，获得壬二酸粗品；

(2)将壬二酸粗品置于热水萃取塔，搅拌，壬二酸溶于60～100℃的热水，C₉以上的单酸(主要是棕榈酸和硬脂酸)同水静置分层后，溢流排出上层的单酸；

(3)将排出单酸的壬二酸水溶液置于下-萃取塔，用芳香烃溶剂在60～100℃的温度下提携萃取出壬二酸水溶液中残留的少量单酸，萃取相进入升膜蒸发器分离出单酸，溶剂回用；

(4)萃余相进入结晶器，冷却至10℃～35℃，结晶析出壬二酸晶体；G₄-C₈的低碳二元酸，溶于低温下的水，在晶浆固液分离过程中随结晶母液排出；

(5)将含水壬二酸晶体转移至升膜蒸发器，在10000～30000pa、90～130℃的条件下脱水，将脱水后的壬二酸送入薄膜蒸发器，在真空为10Pa～100pa、温度为180～230℃的条件下进行薄膜蒸发，进一步脱除脂肪酸在高温下产生的聚合物残渣，即可蒸馏得到产品壬二酸。

萃余相冷却结晶析出壬二酸晶体后，晶浆固液分离所得结晶母液可利用膜分离设备对其中的可溶性固形物(主要是C₄-C₈的低碳二元酸及壬二酸等)进行选择性筛分，从而回收其中溶解的壬二酸。结晶母液中壬二酸的回收方法为：将结晶母液送入管式超滤膜，在压力为0.2～0.4Mpa、25℃-45℃的操作条件下进行预处理，将预处理后的结晶母液送入卷式反渗透膜，在压力为1.8～2.5Mpa、35℃-45℃的条件下对其中的壬二酸进行浓缩、回收。

步骤(1)中所述薄膜蒸发器蒸馏的操作压力最好为140pa，温度最好为210℃。

步骤(2)中所述热水萃取的温度最好为85℃。