[发明专利]一种用于分离羧酸混合物萃取精馏的溶剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种分离羧酸混合物的溶剂，具体的说，是一种萃取精馏分离羧酸-水以及羧酸-羧酸酯、羧酸-醇、羧酸-酮、羧酸-醛混合物的溶剂。。

背景技术

在羧酸的生产和使用过程中会有大量的含羧酸的混合物产生，它们虽然不会形成共沸物，但是相对挥发度接近于1，分离较为困难，多采用普通精馏和共沸精馏的方法。普通精馏工艺简单易于控制，但是所需的塔板数较多，能耗大，共沸精馏所需的塔板数较小，但是共沸剂的用量大，配置复杂，操作控制较为复杂。

萃取精馏已经成为化学工业中重要的分离方法之一，它的应用愈来愈普遍，所选择的萃取精馏中溶剂的性能对分离过程起着至关重要的作用。

US5167774和US4729848公开了采取萃取精馏的方法分离乙酸和水的混合物，前者选用四亚甲基砜、己二腈作为溶剂，后者选用硝基苯、苯乙酮、正庚酸等作为溶剂，该方法萃取剂的选择范围广，操作易于控制，分离效果优于普通精馏和共沸精馏，但是存在萃取剂用量较大，板数多，能耗大的弱点。

CN101306989B公开了一种加盐萃取精馏乙酸水混合物的方法，该方法分离效率较高，塔板数少，能耗较小，但是所加入的无机盐易结晶析出从而会堵塞塔板，对塔板造成腐蚀。

发明内容

为了解决难以用精馏的方法分离相对挥发度接近1的羧酸混合物的问题，本发明提供了一种可用于萃取精馏分离羧酸混合物的溶剂，可提高混合物间的相对挥发度，提高分离效率，降低能耗。

本发明提供的可用于萃取精馏醋酸混合物的溶剂以阳离子为有机胺、阴离子为羧酸根的离子液体为主要组分，可为纯离子液体，亦可为离子液体与其阴阳离子原料的混合物。

本发明所使用的溶剂用于萃取精馏分离羧酸混合物时，对羧酸混合物体系表现出明显的盐效应，可以明显的提高各组分间的相对挥发度，提高分离效率，减少能耗，降低生产成本。

 

具体实施方式

本发明提供的萃取精馏分离羧酸混合物的溶剂以有机胺为阳离子、羧酸根为阴离子的离子液体为主要组成。该离子液体与传统的有机萃取溶剂相比，具有以下优点:(1)几乎没有蒸汽压，不挥发，无色，无嗅;(2)具有较大的稳定温度范围和较好的化学稳定性;(3)对羧酸混合物体系表现出明显的盐效应，可提高组分间的相对挥发度。因而本发明所用的溶剂既具有萃取蒸馏分离羧酸混合物效率高的优点，又具有回收方便、无污染，等离子液体的优点，可克服常规萃取溶剂不易与目的产物分离的缺点。

本发明所述的离子液体的阳离子为有机胺，可为C₁~C₂₀的一元胺、二元胺和三元胺。 

本发明所述的离子液体的阴离子为羧酸根，可为C₁~C₂₀的一元羧酸根。

本发明所述的羧酸混合物优选甲酸-水、甲酸-甲酸丁酯、乙酸-水、乙酸-乙酸丙酯、乙酸-乙酸丁酯、乙酸-乙酸异丁酯、乙酸-乙酸仲丁酯、乙酸-丁醇、丙酸-丙酸丁酯、丁酸-丁酸丁酯，萃取精馏分离时所用的溶剂与羧酸混合物的的质量比为1:0.01~99。

下面通过实例进一步说明本发明，但本发明并不限于此。

实例中使用汽液双循环改进的Rose汽液平衡釜测定汽液平衡数据:在沸腾室内加入已配好的原料液，开始加热；在其上方的冷凝管中通入冷却水，一定时间后溶液开始沸腾。当温度达到稳定后，再平衡0.5-1小时，然后同时取汽、液两相样品进行分析，计算各组分的相对挥发度(R)。其计算公式如下：

R=(y₁/y₂)/(x₁/x₂)

式中，y₁和y₂分别为气相中两组分的质量分数，x₁和x₂分别为液相中两组分的质量分数。

实例1

(1)制备三乙基铵乙酸盐

将0.5mol三乙胺加入装有搅拌器、冷凝管、温度计、恒压滴液漏斗的四颈烧瓶中，加热至70℃，通过恒压滴液漏斗向烧瓶中滴加0.5mol的冰乙酸，机械搅拌恒温回流反应。反应结束后将反应所得的液体减压蒸馏，然后加入无水乙醚进行萃取洗涤，再次进行减压蒸馏除掉残存的乙醚，在60℃条件下真空干燥过夜，得三乙基铵乙酸盐。

(2)考察离子液体的萃取性能