[发明专利]一种分离菲和芴的方法

说明书

本发明的实施例公开一种分离菲和芴的方法，以解决蒽渣精制过程中菲与芴分离困难，分离效率低的问题。分离菲和芴的方法，包括：将菲和芴溶解于二甲苯中，并将二甲苯中溶解的芴转化为芴的衍生物；进行油水分离，得到含有菲与芴的衍生物的有机相混合物；将含有菲与芴的衍生物的有机相混合物加入醇类分离溶剂中，经过滤分离得到菲；对分离后的滤液，经减压蒸馏后加入精制溶剂溶解过滤得到芴的衍生物。本发明适用于粗蒽以及粗蒽精制提取蒽和咔唑之后，剩余的残渣中菲和芴的分离。

技术领域

本发明涉及化学物质分离技术领域，尤其涉及一种分离菲和芴的方法。

背景技术

高温煤焦油的蒽油馏分中富含多种高沸点组分：如蒽(bp 345℃)、菲(bp 340℃)、咔唑(bp 354.8℃)、芴(bp 297℃)等。粗蒽精制提取蒽和咔唑之后，剩余的残渣(蒽渣)中主要富含菲和芴，可作为提取菲和芴的原料。芴和菲都是重要的有机中间体。芴具有特殊的刚性联苯结构，热稳定性好，具有明显的光致发光(荧光和磷光)、电致发光现象，可用于制取药物、染料、各种助剂和光电材料。除了合成树脂、植物生长素、还原染料、鞣料等传统用途外，菲衍生物可作为手性催化剂用于不对称催化；菲的氧化产物联苯二甲酸，可作为高级有序金属-有机配位聚合物的配体。粗蒽精制提取蒽和咔唑之后，剩余的残渣(蒽渣)中主要富含菲(40-50％)、芴(10-20％)、咔唑(8-10％)和蒽(10-12％)等，可作为提取菲和芴的原料。我国每年新增大约110万吨蒽渣，由于现有工艺进一步提取成本高，除部分用于生产炭黑和菲系混凝土减水剂外，为了缓解固废堆放压力，剩余的残渣作为燃料被焚烧，同时由于处置不当不仅造成严重的环境污染，也是对宝贵资源的一种浪费，因此对蒽渣的高附加值资源化利用意义重大。

目前，蒽渣资源化利用的途径主要有两个方面，一是将其中的高值组分提取出来制成化学品，另一方面是通过催化加氢合成燃料油。由于菲和芴在精细化学品合成、光电材料等方面的广泛应用，化学品路线更有竞争力。从蒽渣中提取高值组分菲和芴的过程，必然涉及菲和芴的分离。但由于菲和芴结构、性质相似，在常规有机溶剂中的溶解度相差不大，且常常同时共沸，所以采用共沸精馏、溶剂结晶等方法无法实现有效的分离。菲和芴的沸点相差43℃，理论上可以采用蒸馏或精馏的方式来分离，但菲和芴都是高沸点有机物，采用蒸馏/精馏能耗高，且容易结焦，进而堵塞管道等，不是理想的分离方式。利用菲(mp 100℃)和芴(mp 114.77℃)熔点的差异，可采用区域熔融法来分离，但蒽渣中的其他组分，如咔唑、氧芴等可与芴形成低共熔物，从而也无法实现分离。也有采用柱色谱进行菲、咔唑、芴的分离，以具有一定极性的氧化铝、硅胶或者树脂为填料，根据以上组分与填料作用力的大小，通过溶剂洗涤的方式实现各组分的分离，同样由于菲和芴的极性类似，无法获得满意的分离结果。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种分离菲和芴的方法，以解决蒽渣精制过程中菲与芴分离困难，分离效率低的问题。

本发明实施例提供一种分离菲和芴的方法，包括：将菲和芴溶解于二甲苯中，并将二甲苯中溶解的芴转化为芴的衍生物；进行油水分离，得到含有菲与芴的衍生物的有机相混合物；将含有菲与芴的衍生物的有机相混合物加入醇类分离溶剂中，经过滤分离得到菲；对分离后的滤液，经减压蒸馏后，溶于精制溶剂过滤得到芴的衍生物。

可选地，所述将菲和芴溶解于二甲苯中，并将二甲苯中溶解的芴转化为芴的衍生物，包括：在装有磁力搅拌器、冷凝管的夹套反应器中加入菲和芴，将热水通入夹套中，于60℃-55℃下回流，搅拌速率250r/min-350r/min，待芴与菲溶解后加入KOH水溶液和季铵盐相转移剂，并以350mL/min-400mL/min的速率通入空气，以使芴转化为9-芴酮。

可选地，所述将含有菲与芴的衍生物的有机相混合物加入醇类分离溶剂中，经过滤分离得到菲，包括：将含有菲与芴的衍生物的有机相混合物，加入醇类分离溶剂中，加热至40℃后恒温搅拌30min，然后缓慢降至20℃或15℃，过滤得到菲，滤液经减压蒸馏除去醇类分离溶剂后自然晾干，然后加入9-芴酮精制溶剂溶解过滤得到9-芴酮。