[发明专利]一种高纯乙腈的精制方法和精制装置

说明书

一种高纯乙腈的精制方法和精制装置，属于有机化工试剂精制领域。高纯乙腈的精制方法包括先将粗乙腈进行脱氰初步除杂，得到乙腈及其共沸物；将乙腈及其共沸物冷凝后，依次加入乙二胺和甲醛，进行化学除杂反应，将化学除杂后的混合物依次进行减压除杂、提纯，得到高纯乙腈。其装置包括脱氰塔、化学除杂反应器、减压精馏除杂塔、加压精馏成品塔和成品接收罐；该方法利用乙二胺提供碱性条件，使氢氰酸、丙烯腈等发生聚合及相互交联反应生成高沸聚合物；然后加入的甲醛与乙二胺形成醛‑胺混合液，与剩余的氢氰酸发生反应，生成高沸化合物‑乙二胺四乙腈，易于分离，不产生新的杂质，其产生的有机废气和废水均可进行焚烧处理，环境友好，绿色经济。

技术领域

本发明属于有机化工试剂精制的技术领域，具体涉及一种高纯乙腈的精制方法和精制装置。

背景技术

乙腈又名甲基氰，是一种用途相当广泛的有机化工原料，有一定毒性，与水和醇可以无限互溶，被广泛用作萃取剂、合成原料以及色谱的流动相溶剂。乙腈能发生典型的腈类反应，可以制备许多典型含氮化合物，是一个重要的有机中间体。

目前，色谱级乙腈多数利用丙烯氨氧化制丙烯腈过程中产生的副产物—粗乙腈，进行提纯精制得到。其中，粗乙腈中含有较多的杂质，大部分是水，有机杂质主要包括：氢氰酸、丙烯腈、噁唑、水、丙烯酸、丙腈、丁腈、丙酮等。

CN105439903A公开了利用氧化石墨稀吸附除杂再经过精馏的方法制备色谱级乙腈。CN106890478A中则在高纯氮气保护下，利用经过特殊处理的吸附剂来去除乙腈中的杂质。该吸附方法中所用吸附剂均为选择性吸附剂，对部分有机杂的吸附效果差，影响了除杂效果。

CN1328994A中利用化学处理、减压、加压共沸蒸馏的传统工艺组合对乙腈进行连续回收，除去乙腈中的水、氢氰酸、丙烯腈等杂质。但大部分工艺中化学处理过程中使用的方法均为利用氢氧化钠碱液提供碱性条件来反应消耗粗乙腈中含有的氢氰酸和丙烯腈，这个过程中会产生大量的含盐废水，不能直接焚烧处理，增加了“三废”的处理难度和成本。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提出了一种高纯乙腈的精制方法和精制装置，本发明利用乙二胺和甲醛的方法来除去乙腈中的氢氰酸和丙烯腈等与乙腈共沸的杂质。和传统工艺中直接采用氢氧化钠溶液或是氢氧化钠溶液和甲醛组合相比，有机碱乙二胺和甲醛的使用避免了含盐废水的产生，产生的有机废水可直接进行焚烧处理，更加绿色环保。此外，和其他有机碱相比，例如：二乙胺、三乙胺、丙胺、异丙胺、二丙胺、正丁胺等其他有机胺类，乙二胺的使用不会引入额外的有机物杂质，这是利用了乙二胺先提供碱环境，使粗乙腈中的杂质丙烯腈和氢氰酸反应，生成丁二腈高沸物，而未反应完全的氢氰酸，通过乙二胺、甲醛和氢氰酸反应可生成乙二胺二乙腈、乙二胺四乙腈等高沸产物。并且，采用该方法不仅可以大大降低共沸物中丙烯腈的含量，而且可以将氢氰酸的含量在反应器这一步就控制在100ppm以内，提高了后续提纯步骤的效率和安全性。

在碱性条件下，丙烯腈和氢氰酸的反应方程式如下：

乙二胺、甲醛和氢氰酸的反应方程式如下：

H₂NCH₂CH₂NH₂+4HCHO+4HCN→(NC-CH₂)₂N-CH₂-N(CH₂CN)₂+4H₂O

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明的一种高纯乙腈的精制方法，从工业废料粗乙腈中连续回收高纯乙腈，包括以下步骤：

步骤一：粗乙腈进行脱氰初步除杂，得到乙腈及其共沸物；