[发明专利]一种叔丁醇-水共沸溶液与氢氧化钾制备高纯度叔丁醇钾的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种精细化工中间体的制备方法，特别是涉及一种高纯度叔丁醇钾的制备方法。

背景技术

叔丁醇钾是一种在精细化工中广泛应用的中间体，常用于化工、医药、农药、印染等有机合成中的重排、开环、醚化、酯化及羰基α位的各种化学反应。目前，叔丁醇钾的常规制备方法是利用无水叔丁醇与金属钾反应生成。国内厂家均采用此法生产，工艺落后，操作危险，成本昂贵。

叔丁醇与水可形成二元共沸物，用普通精馏法进行提纯，产品浓度仅达88wt％左右。叔丁醇-水共沸物不能再直接用于叔丁醇钾的制备，需要经过分水处理才能够使用。氢氧化钾作为盐析剂分离叔丁醇-水体系，可以将质量分数为88wt％的叔丁醇-水共沸溶液提浓至于96wt％。

在采用叔丁醇与氢氧化钾反应制备叔丁醇钾的过程中，会生成产物水。因此，利用叔丁醇、环己烷和水的三元共沸效应以及氢氧化钾的盐析分水作用，在叔丁醇钾的制备过程中以环己烷和叔丁醇作为带水剂进行脱水提纯；脱水产生的叔丁醇水溶液以氢氧化钾作为盐析剂进行分水提浓。叔丁醇溶液、环己烷和氢氧化钾都可以循环使用。

叔丁醇水溶液价格便宜，来源广泛，而叔丁醇钾应用价值高，此制备方法是是一条有效的生产途径。本申请提出了一种利用88wt％叔丁醇-水共沸溶液制备高纯度叔丁醇钾的新方法。

发明内容

本申请涉及一种由叔丁醇-水共沸溶液制备高纯度叔丁醇钾的方法，其具体包括：

(1)将88wt％叔丁醇-水共沸溶液与适量氢氧化钾混合，搅拌，进入分离罐分层。

(2)分离罐下层液体即水层，组成为水88～92wt％,叔丁醇0.03～0.07wt％，氢氧化钾8～12wt％，进入干燥设备，隔绝空气下(氮气保护下)蒸发干燥，回收氢氧化钾。

(3)分离罐上层液体即醇层，组成为水4～6wt％,叔丁醇94～96wt％，氢氧化钾0.3～0.7wt％。

(4)将氢氧化钾和(3)中的高浓度叔丁醇溶液按比例一次性加入半间歇精馏塔塔釜，混合搅拌，环己烷按一定流量连续加入半间歇精馏塔，同时控制塔顶温度，叔丁醇、环己烷和水以共沸物形式从塔顶馏出，冷凝后流入分相器；待氢氧化钾完全反应且塔釜中水分完全馏出后，停止环己烷进料。塔釜中叔丁醇钾的叔丁醇溶液由釜底采出并置于带溶剂回收的干燥器中，氮气氛围下干燥至完全结晶，即得高纯度叔丁醇钾，蒸汽经冷凝得到高纯度叔丁醇。

(5)半间歇精馏塔塔顶的馏出物在分相器静置分层后，上层环己烷-叔丁醇作为带水剂返回流入(4)中间歇精馏塔循环使用；下层叔丁醇-水溶液经间歇精馏塔蒸馏后，塔顶馏出叔丁醇-水共沸溶液采用(1至3)的方式分水后循环使用。

由氢氧化钾与叔丁醇制备叔丁醇钾的反应如下:

上述反应是一个强可逆反应，平衡偏向于生成醇一边，需不断将水及时除去，使反应平衡右移。本发明反应在半间歇精馏塔釜中进行，采用反应精馏技术，利用水、叔丁醇和环己烷的三元共沸，将水从反应物系移出，促进反应的进行，不断提高叔丁醇钾纯度。

在具体实施时，所述88wt％叔丁醇-水共沸溶液为叔丁醇与水共沸物；环己烷纯度大于99wt％，氢氧化钾纯度大于95wt％；

在具体实施时，步骤(1)中，将88wt％叔丁醇-水共沸溶液与适量氢氧化钾在25-45℃充分混合搅拌，优选温度为30～35℃；充分搅拌后静置，搅拌时间2～3h；

在具体实施时，步骤(1)中，添加氢氧化钾占所述88wt％叔丁醇-水共沸溶液的质量分数为5～15wt％，优选8～10wt％；

在具体实施时，步骤(2)中，水层进入干燥设备，氮气氛围下蒸发、干燥，回收氢氧化钾。所述干燥设备为干燥器和蒸发器，并通氮气保护；

在具体实施时，步骤(4)中，将氢氧化钾和(3)中的高浓度叔丁醇溶液按比例加人半间歇精馏塔釜，塔釜中叔丁醇与氢氧化钾的质量比10～30，优选22～25；环己烷按一定流量连续加入半间歇精馏塔，塔釜中环己烷占溶液质量分数50～80wt％，优选60～65wt％；

在具体实施时，步骤(4)中，控制间歇精馏塔的塔顶温度，叔丁醇、环己烷和水以共沸物形式从塔顶馏出，塔顶温度50～80℃，优选68～72℃；塔釜温度70～100℃，优选84～91℃；

在具体实施时，步骤(4)中，氢氧化钾在间歇精馏釜中完全反应且塔釜中水分完全馏出后，停止环己烷进料，反应时间为1～8h，优选5～6h；