[发明专利]提纯1,4-环己烷二甲醇反式异构体的方法

说明书

技术领域

本发明提供一种耦合结晶分离提纯1,4-环己烷二甲醇(CHDM)反式异构体的方法，属于化合物分离纯化技术领域。

背景技术

1，4-环己烷二甲醇(CHDM)是一种结构对称的脂环族二元醇，含有两个伯羟基，是工业上重要的聚酯(PCT、PETG、PCTG)的生产原料，广泛用于制造聚酯纤维、瓶用聚酯、片材用聚酯、不饱和聚酯、聚酯釉料、聚氨脂泡沫塑料以及润滑剂和液压液体等。采用CHDM共聚改性的新型聚酯(PETG)具有优异的透明性、着色性和气密性，克服了聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)在这方面的缺陷，在食品包装、日用品、光化学及医学领域等方面有很好的应用前景。

CHDM有顺式及反式两种结构，美国专利5124435提出反式性能要优于顺式，通常在市场上买到的CHDM都是顺、反异构体的混合物，比例一般在30/70左右。以反式CHDM改性得到的聚酯具有很高的玻璃化转变温度和软化温度，具有良好的耐化学性和适应环境性，适用范围广。因此，提高反式CHDM的含量，是制备高质量聚酯的重要环节。

国内外目前均未发现类似专利。国外提高CHDM中反式异构体含量的方法，主要集中在将顺式结构异构化反应为反式结构。

美国专利2917549公开了一种将顺式CHDM异构化为反式CHDM的方法，该方法包括在温度至少为200℃，并有低原子量金属如锂、钠、钾、钙和铝的醇盐存在的条件下，对顺式CHDM加热进行异构化反应。

日本专利2002275108还有一种提纯CHDM反式异构体的方法，该方法以乙酸乙酯作为溶剂，将CHDM顺、反异构体在室温下进行重结晶，再对产物洗涤、提纯后，在零下20℃的条件下结晶分离得到高纯度的CHDM反式异构体。

然而，以上方法的设计投资及生产成本都是十分高昂的。这些方法的另一 个不利因素是其在异构化区内使用的金属醇盐催化剂是有害性的，还有可能使产物被催化剂污染。其他类似专利方法缺点与美国专利2917549的很相似。

发明内容

本发明的主要目的在于解决现有CHDM顺、反异构体分离之困难。本发明提供了一种用溶液冷却结晶与熔融结晶相结合的方式，得到高纯度的CHDM反式异构体的方法。本发明的特点在于设备和工艺简单，操作成本低，过程污染少。

本发明提供一种提纯1,4-环己烷二甲醇反式异构体的方法，包括如下步骤：

(1)将1,4-环己烷二甲醇顺反异构体混合物，溶解于丙酮或乙酸乙酯溶剂中，得到饱和的1,4-环己烷二甲醇溶液，即原料溶液；

(2)将所述原料溶液置于已预热至45-55℃的结晶器中；

(3)养晶：

逐渐降低结晶器温度，冷却至终点温度，直至结晶器换热管上形成一层0.2-3cm厚的结晶层；

(4)养晶结束后，将未结晶的剩余原料溶液排出结晶器；

(5)发汗：

以3-10℃/h的升温速率提高结晶器温度，升高结晶层的温度，使晶体表面吸附的杂质熔化、流出；当温度达到45-55℃后恒温发汗4-6h；

(6)将结晶器升温至60℃以上，将结晶层全部熔化，收集高含量的1,4-环己烷二甲醇反式异构体。

本发明所述的提纯1,4-环己烷二甲醇反式异构体的方法，其中：步骤(1)中，1,4-环己烷二甲醇顺反异构体混合物的溶解温度优选为40-60℃，更优选为50℃。

本发明所述的提纯1,4-环己烷二甲醇反式异构体的方法，其中：步骤(3)中，冷却速率优选为0.1-2.0℃/min，更优选为0.5℃/min。

本发明所述的提纯1,4-环己烷二甲醇反式异构体的方法，其中：步骤(3)中，所述终点温度优选为0～20℃，更优选为10℃。

本发明所述的提纯1,4-环己烷二甲醇反式异构体的方法，其中：步骤(3) 中，养晶时间优选为4-6h。

本发明所述的提纯1,4-环己烷二甲醇反式异构体的方法，其中：步骤(5)中，发汗升温速率优选为3～5℃/h。

本发明所述的提纯1,4-环己烷二甲醇反式异构体的方法，其中：步骤(5)中，恒温发汗温度优选为50～55℃。

本发明的有益效果：

本发明的特点在于设备和工艺简单，操作方便，生产成本低，过程污染少；得到的CHDM反式异构体含量高；收率较低。它的应用能够产生较大的经济效益和社会效益。

具体实施方式