CN114591149A - 一种6-叔丁基间甲酚提纯***和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种6‑叔丁基间甲酚提纯***和方法，所述提纯***包括原料罐、连续结晶单元和精馏单元，所述连续结晶单元包括依次连接的结晶器、结晶储料罐和离心机，所述精馏单元包括精馏塔、设置于精馏塔塔顶的冷凝器和设置于精馏塔塔底的再沸器，所述冷凝器中的液体部分回流至精馏塔，部分进入原料罐进行连续结晶，所述连续结晶单元离心机分离的母液出口经泵送管线与精馏塔的进料口相连。该提纯***通过悬浮动态连续结晶和精馏的组合方式获得高纯度6‑叔丁基间甲酚，所用设备少，自动化程度高，能耗低，且整个工艺不需要使用有机溶剂，对环境友好。
Description
技术领域
本发明涉及化工产品分离提纯技术领域，具体涉及一种6-叔丁基间甲酚提纯***和方法。
背景技术
6-叔丁基间甲酚(简称3M6B)是一种针状结晶体，常用作有机合成的中间体，是生产酚类抗氧剂(如抗氧剂CA、抗氧剂300、抗氧剂2600和抗氧剂BBM等)的主要原料之一。另外，6-叔丁基间甲酚还可用于合成树脂、粘合剂，以及其他多种重要的新型精细化学品。
目前，6-叔丁基间甲酚合成通常采用原料成本低，混甲酚为原料的工艺路线，在上述工艺路线中，产品中往往会含有其同分异构体2-叔丁基对甲酚，由于两种化合物沸点接近(2-叔丁基对甲苯酚沸点244℃，6-叔丁基间甲酚沸点237℃)，很难通过常规的精馏方法将2-叔丁基对甲酚彻底除去，要实现分离精馏塔需要更多的理论塔板数，或更大的回流比或者两者兼而有之，然而更多的理论塔板数意味着更高的设备投资，大的回流比则需要更多的能源消耗。
专利CN201010201031.5公开了一种间对混合甲酚的分离方法，该方法公开了利用精馏的方法对6-叔丁基间甲酚和2-叔丁基对甲酚两种物质进行分离提纯的方法，以混甲酚为原料，催化剂的存在下，进行烷基化反应，得到2-叔丁基对甲酚和6-叔丁基间甲酚的混合液，再对该混合液进行精馏，得到纯度较高的2-叔丁基对甲酚和6-叔丁基间甲酚产品。上述方法虽获得了高纯度的6-叔丁基间甲酚，但分离过程中需要先在催化剂和烷化剂条件下进行烷基化反应，之后再在催化剂条件下进行脱烷基化获得目标物6-叔丁基间甲酚，整个分离工艺复杂，且引入了催化剂和烷化剂，增加了试剂和相关设备方面的成本，能耗增高。
专利CN201410314467.3公开了一种从间对甲酚混合物中提取间甲酚的方法，该方法将间甲酚/对甲酚与尿素混合，之后降温析晶、打浆、分液、浓缩精馏的操作步骤获得纯品间甲酚，其中在分液操作步骤中需要加入大量的混合溶剂增加了成本，且整个操作步骤中需要控制的参数较多，不利于实现自动化生产。
此外，专利CN202110757776.8公开了一种分离间甲酚和对甲酚的方法，该方法利用络合结晶工艺提取混合物中的间甲酚，过程中需要加入络合剂，冷却结晶后再解络合，所属解络合步骤需要间甲酚络合物晶体三倍质量的解络剂去离子水解络，因此整个工艺操作中需要大量的解络剂的加入，这也就导致了整个工艺成本的增加，且络合反应和解络合反应如果反应不完全，也会导致间甲酚产品的损失。
专利CN201911235341.6公开了一种精馏与结晶联用生产邻叔丁基苯酚和对叔丁基苯酚的方法，该方法将苯酚与异丁烯反应所得的烷基化产物流首先依次输入两个精馏塔进行精馏处理，之后进入结晶单元，通过降温结晶、分离杂质后，升温熔融，得到PTBP产品。虽然该方法通过精馏与结晶技术的耦合，可以突破共熔点的限制问题，有效提高产品纯度。但该方法需要两个精馏塔进行精馏，且结晶后还需要升温熔融才能完成提纯，因此整个提纯过程相对来说设备能耗仍然较高，且不能连续化获得高纯度产品，自动化程度较差。
因此，6-叔丁基间甲酚的分离提纯工艺亟需一种低耗能、操作简单、自动化程度高，且适合工业化生产的工艺方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种6-叔丁基间甲酚提纯***和方法，以解决现有6-叔丁基间甲酚纯化工艺存在的高耗能、操作繁琐、自动化程度低的问题，满足工业生产对高纯度6-叔丁基间甲酚提纯的要求。
一种6-叔丁基间甲酚提纯***，其特征在于，所述提纯***包括原料罐、连续结晶单元和精馏单元，所述连续结晶单元包括依次连接的结晶器、结晶储料罐和离心机，所述结晶储料罐与离心机之间设有压力泵；
所述原料罐通过管线与连续结晶单元的结晶器相连；
所述精馏单元包括精馏塔，设置于精馏塔塔顶的冷凝器和设置于精馏塔塔底的再沸器，所述再沸器与精馏塔之间形成可供物料循环流动的回路，所述冷凝器中的液体部分回流至精馏塔，部分进入原料罐进行连续结晶；
所述连续结晶单元离心机分离的母液出口经泵送管线与精馏塔的进料口相连。
进一步地，所述结晶器为刮壁式结晶器，所述刮壁式结晶器的内部分为靠近进料口的结晶器前段、设备中间位置的结晶器中段和靠近出料口的结晶器后段，且每段设有搅拌装置和温度控制器；
优选的，所述搅拌装置及温控***均为自动控制；
优选的，所述刮壁式结晶器内设有冷却水管道，所述冷却水管道的进口设置在刮壁式结晶器出料口的一端，所述冷却水管道的出口设置在刮壁式结晶器进料口的一端。
进一步地，所述原料罐设有搅拌装置和温度控制器，所述原料罐内还设有保持罐体温度的恒温槽；
优选地，所述搅拌装置为自动搅拌器；
优选地，所述恒温槽的热水进口设置在原料罐的下部，所述恒温槽的热水出口设置在原料罐的上部。
进一步地，所述结晶器和结晶储料罐之间设有容积泵，所述容积泵用于将结晶器出料后的晶浆输送至结晶储料罐中暂存；
优选地，所述结晶储料罐内设有保持罐体温度的恒温槽；
优选地，所述恒温槽的热水进口设置在结晶储料罐的下部，所述恒温槽的热水出口设置在结晶储料罐的上部。
进一步地，所述精馏塔为板式精馏塔。
一种6-叔丁基间甲酚提纯方法，采用以上所述的一种6-叔丁基间甲酚提纯***进行提纯，其特征在于：所述提纯方法包括以下步骤：
S1：在原料罐中投入需要进行分离提纯的6-叔丁基间甲酚原料，并按照6-叔丁基间甲酚原料质量的一定比例加入水，并控制在特定温度、转速下搅拌均匀，对于该操作步骤中加入的水，因为操作过程中发现，6-叔丁基间甲酚原料不加入水的情况下，10℃时可结晶，而且会突然析出大量晶体，加入水后在26℃时开始结晶，加水后方便控制结晶的速度；
S2：启动刮壁式结晶器的自动搅拌装置和控温***，将原料罐中的6-叔丁基间甲酚原料与水的混合物投入刮壁式结晶器中直至加满，并调节刮壁式结晶器的温度，刮壁式结晶器的进料和出料可同时启动；
S3：经步骤S2处理后的晶浆从刮壁式结晶器出料口排出，并经容积泵将上述刮壁式结晶器结晶处理后的晶浆收集到结晶储料罐中暂存；
S4：通过压力泵将结晶储料罐中的晶浆排至离心机，并经离心机离心分离出晶体和母液，对晶体和母液纯度分析检测，检测6-叔丁基间甲酚纯度达标为最终产品，所述母液经泵送管线进入精馏塔中在一定条件下进行精馏；
S5：精馏出的6-叔丁基间甲酚气体进入冷凝器中，经过冷凝器降温的液体部分回流至精馏塔，部分进入原料罐中继续进行上述步骤S1、S2、S3、S4和本步骤，直至步骤S4中检测的晶体纯度达标为止。
进一步地，所述步骤S1中加入谁的量为6-叔丁基间甲酚原料质量的1％～3％，所述原料罐温度控制在30～35℃，转速控制在60～120rpm；
优选地，所述步骤S1中加入谁的量为6-叔丁基间甲酚原料质量的1.6％。
进一步地，所述步骤S1中原料罐中6-叔丁基间甲酚原料与水的混合物进入刮壁式结晶器的流速为2.2～3.0L/h，所述6-叔丁基间甲酚与水的混合物料在刮壁式结晶器中的停留时间4～6小时，所述刮壁式结晶器的转速控制在80～150rpm；
所述结晶器前段的温度控制在27.0～33.4℃，所述结晶器中段的温度控制在22.0～29.3℃，所述结晶器后段的温度控制在20.1～26.6℃；
优选地，所述6-叔丁基间甲酚与水的混合物料流速为2～3L/h，所述6-叔丁基间甲酚与水的混合物料在刮壁式结晶器中的停留时间5～6小时，所述结晶器前段温度为28.7℃，结晶器中段温度为26.1℃，结晶器后段温度为25.0℃。
进一步地，所述步骤S4中，离心机离心分离出的晶体，再利用两倍晶体体积的水洗涤后继续离心处理，进一步获得99％以上高纯含量的6-叔丁基间甲酚。
进一步地，所述步骤S5中精馏塔中的回流比为3∶100，塔底温度为174℃，塔顶温度为120℃，塔顶压力为-100kpa，塔釜压力为-93kpa，压差为7kpa；
优选地，所述精馏塔分离出的6-叔丁基间甲酚的纯度在90％以上。
本发明的有益效果为：
1、本发明提供的一种6-叔丁基间甲酚提纯***和方法，该***所用设备少、占地面积小，降低了能耗，且各设备、操作方便、自动化程度高，适合工业化生产该方法；该6-叔丁基间甲酚提纯方法通过悬浮动态连续结晶和精馏的组合方式，能够将纯度为90％～96％的6-叔丁基间甲酚原料分离提纯至纯度到99.8％。
2、本发明用到的结晶设备为刮壁式结晶器，该结晶器分为前段、中段和后段，且三段的温度依次递减。在使用过程中，待结晶的物料从结晶器前端的进料口进入，并被迂回曲折地缓慢推进到刮壁式结晶器的后端的出料口溢流排出，原料在上述流动过程中，6-叔丁基间甲酚原料和大量的冷却表面充分接触，结晶速率相对缓慢，避免晶体短时间大量出现导致晶体纯度下降，极大提高产品的纯度，实现真正的逆流连续动态结晶。
3、本发明的整体提纯方法中，离心机离心分离晶体和母液后，母液进入精馏塔进行蒸馏，整个过程形成连续循环的过程，能够不间断的产生高纯度的产品；另外，只需要在原料罐中添加6-叔丁基间甲酚原料和少量水混合，整个工艺流程中不需要添加其他溶剂，不涉及有机溶剂的使用或者回收处理问题，对环境非常友好。
附图说明
图1为本发明6-叔丁基间甲酚连续结晶***的结构示意图。
附图标记：1、原料罐；2、连续结晶器；21、结晶器前段；22、结晶器中段；23、结晶器后段；3、结晶储料罐；4、压力泵；5、离心机；6、冷凝器；7、精馏塔；8、再沸器；9、容积泵。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，一种6-叔丁基间甲酚提纯***，包括原料罐1、连续结晶单元和精馏单元，所述连续结晶单元包括依次连接的结晶器2、结晶储料罐3和离心机5，所述结晶储料罐3与离心机5之间设有压力泵4，所述原料罐1通过管线与连续结晶单元的结晶器2相连。
所述精馏单元包括精馏塔7、设置于精馏塔7塔顶的冷凝器6和设置于精馏塔7塔底的再沸器8，本实施方式中，所述精馏塔7为板式精馏塔，所述再沸器8与精馏塔7之间形成可供物料循环流动的回路，再沸器8是给精馏塔7中的液相加温，使其汽化从而保障上升的气相与回流的液相之间的气液相平衡，同时也维护了塔内的热量平衡。所述冷凝器6中的液体部分回流至精馏塔7，部分进入原料罐1进行连续结晶。
所述连续结晶单元离心机5分离的母液出口经泵送管线与精馏塔7的进料口相连。
本实施例中的结晶器2为刮壁式结晶器，所述刮壁式结晶器的内部分为结晶器前段21、结晶器中段22和结晶器后段23，且每段设有搅拌装置和温度控制器。所述搅拌装置及温控***均为自动控制，所述刮壁式结晶器内设有冷却水管道，所述冷却水管道的进口设置在刮壁式结晶器出料口的一端，所述冷却水管道的出口设置在刮壁式结晶器进料口的一端。
所述原料罐1设有搅拌装置和温度控制器，所述原料罐1内还设有保持罐体温度的恒温槽，所述搅拌装置为自动搅拌器，所述恒温槽的热水进口设置在原料罐1的下部，所述恒温槽的热水出口设置在原料罐1的上部。
所述结晶器2和结晶储料罐3之间设有容积泵9，所述容积泵9用于将结晶器2出料后的晶浆输送至结晶储料罐3中暂存；所述结晶储料罐3内设有保持罐体温度的恒温槽；所述恒温槽的热水进口设置在结晶储料罐1的下部，所述恒温槽的热水出口设置在结晶储料罐1的上部。
在使用各个设备前，需要确保连续结晶工艺***的刮壁式结晶器内无残留晶体，避免影响分析结果，此外，刮壁式结晶器的前端投料和后端出料同时进行时，需要保持刮壁式结晶器的自动搅拌装置持续搅拌，确保在结晶器内壁上形成的结晶及时被清理，进而确保后续待结晶的原料能与结晶器中的冷却板片充分接触，及时冷却结晶。
同样的，原料罐1在使用时，需要通过恒温槽保持罐体温度在一定范围内，一方面保证物料的流动性，一方面可控制向刮壁式结晶器中进料的温度。
实施例2
S1：取纯度为95.29％的6-叔丁基间甲酚原料投入提纯***的原料罐1中，并按照投入的6-叔丁基间甲酚原料的量，在提纯***的原料罐1中加入对应6-叔丁基间甲酚原料质量的1.2％的水。
原料罐1热水进口通入热水，热水流经恒温槽后经原料罐1上部的热水出口排出，使得罐中物料温度保持在30-35℃，转速为60rpm，将上述6-叔丁基间甲酚原料和水在原料罐1中经自动搅拌混合均匀。
S2：开启提纯***的刮壁式结晶器上的自动搅拌装置及温控***，将原料罐1中混合均匀的6-叔丁基间甲酚原料从刮壁式结晶器的进料口投入，控制原料流速为2.2L/h，刮壁式结晶器转速为80rpm。
待6-叔丁基间甲酚原料投入刮壁式结晶器加满后，调节温控***至设定的温度，开启刮壁式结晶器的冷水进口，冷水流经刮壁式结晶器内设置的冷水管道后从冷水出口排出，使得刮壁式结晶器内的温度具体为：结晶器前端21温度为33.4℃、结晶器中段22温度为27℃、结晶器后端23温度为26.2℃。待设定的温度达到后，控制自动投料装置，一边进料一边出料。
控制原料在刮壁式结晶器中停留时间4h。
S3：再将6-叔丁基间甲酚晶浆从刮壁式结晶器的出料口排出，并经容积泵9将晶浆泵入结晶储料罐3中。
S4：利用压力泵4将结晶储料罐3中收集到的6-叔丁基间甲酚晶浆送至离心机5中。利用离心机5将收集到的6-叔丁基间甲酚的晶浆分离出6-叔丁基间甲酚晶体和母液，分离出的6-叔丁基间甲酚晶体和母液用气相色谱进行纯度测定。
经离心机5分离出的母液输送到精馏塔7中精馏，精馏塔7中的回流比为3∶100，塔底温度为174℃，塔顶温度为120℃，塔顶压力为-100kpa，塔釜压力为-93kpa，压差为7kpa。
S5：精馏塔7精馏后从冷凝器6中进入到原料罐1中的6-叔丁基间甲酚纯度为90％以上。重复利用上述悬浮动态连续结晶的方法进行分离提纯。
经上述循环分离操作，最终经离心机5分离获得的6-叔丁基间甲酚晶体，经检测纯度为99.33％。
实施例3
S1：取纯度为95.29％的6-叔丁基间甲酚原料投入提纯***的原料罐1中，按照投入的6-叔丁基间甲酚原料的量，在提纯***的原料罐1中加入对应6-叔丁基间甲酚原料质量的1.6％的水。
原料罐1热水进口通入热水，热水流经恒温槽后经原料罐1上部的热水出口排出，使得罐中物料温度保持在30-35℃，转速为100rpm，将上述6-叔丁基间甲酚原料和水在原料罐1中经自动搅拌混合均匀。
S2：开启提纯***的刮壁式结晶器上的自动搅拌装置及温控***。将原料罐1中混合均匀的6-叔丁基间甲酚原料从刮壁式结晶器的进料口投入，控制原料流速为2.5L/h，刮壁式结晶器转速为150rpm。
待6-叔丁基间甲酚原料投入刮壁式结晶器加满后，调节温控***至设定的温度，开启刮壁式结晶器的冷水进口，冷水流经刮壁式结晶器内设置的冷水管道后从冷水出口排出，使得刮壁式结晶器内的温度具体为：结晶器前端21温度为38.7℃、结晶器中段22温度为26.1℃、结晶器后端23温度为25.0℃。待设定的温度达到后，控制自动投料装置，一边进料一边出料。
控制原料在刮壁式结晶器中停留时间5h。
S3：将6-叔丁基间甲酚晶浆从刮壁式结晶器的出料口排出，并经容积泵9将晶浆泵入结晶储料罐3中。
S4：利用压力泵4将结晶储料罐3中收集到的6-叔丁基间甲酚晶浆送至离心机中。利用离心机5将收集到的6-叔丁基间甲酚的晶浆分离出6-叔丁基间甲酚晶体和母液，分离出的6-叔丁基间甲酚晶体和母液用气相色谱进行纯度测定。
经离心机5分离出的母液输送到精馏塔7中精馏，精馏塔7中的回流比为3∶100，塔底温度为174℃，塔顶温度为120℃，塔顶压力为-100kpa，塔釜压力为-93kpa，压差为7kpa。
S5：精馏塔7精馏后从冷凝器6中进入到原料罐1中的6-叔丁基间甲酚纯度为90％以上。重复利用上述悬浮动态连续结晶的方法进行分离提纯。
经上述循环分离操作，最终经离心机5分离获得的6-叔丁基间甲酚晶体，经检测纯度为99.85％。
实施例4
S1：取纯度为95.29％的6-叔丁基间甲酚原料投入提纯***的原料罐1中，按照投入的6-叔丁基间甲酚原料的量，在提纯***的原料罐1中加入对应6-叔丁基间甲酚原料质量的1.5％的水。
原料罐1热水进口通入热水，热水流经恒温槽后经原料罐1上部的热水出口排出，使得罐中物料温度保持在30-35℃，转速为120rpm，将上述6-叔丁基间甲酚原料和水在原料罐1中经自动搅拌混合均匀。
S2：开启提纯***的刮壁式结晶器上的自动搅拌装置及温控***。将原料罐1中混合均匀的6-叔丁基间甲酚原料从刮壁式结晶器的进料口投入，控制原料流速为2.5L/h，刮壁式结晶器转速为80rpm。
待6-叔丁基间甲酚原料投入刮壁式结晶器加满后，调节温控***至设定的温度，开启刮壁式结晶器的冷水进口，冷水流经刮壁式结晶器内设置的冷水管道后从冷水出口排出，使得刮壁式结晶器内的温度具体为：结晶器前端21温度为32.6℃、结晶器中段22温度为29.3℃、结晶器后端23温度为26.6℃。待设定的温度达到后，控制自动投料装置，一边进料一边出料。
控制原料在刮壁式结晶器中停留时间5h。
S3：将6-叔丁基间甲酚晶浆从刮壁式结晶器的出料口排出，并经容积泵9将晶浆泵入结晶储料罐3中。
S4：利用压力泵4将结晶储料罐3中收集到的6-叔丁基间甲酚晶浆送至离心机5中。利用离心机5将收集到的6-叔丁基间甲酚的晶浆分离出6-叔丁基间甲酚晶体和母液，6-叔丁基间甲酚晶体用其体积两倍左右的水洗涤，分离出的6-叔丁基间甲酚晶体和母液用气相色谱进行纯度测定。
经离心机5分离出的母液输送到精馏塔7中精馏，精馏塔7中的回流比为3∶100，塔底温度为174℃，塔顶温度为120℃，塔顶压力为-100kpa，塔釜压力为-93kpa，压差为7kpa。
S5：精馏塔7精馏后从冷凝器6中进入到原料罐1中的6-叔丁基间甲酚纯度为90％以上，进一步利用上述悬浮动态连续结晶的方法进行分离提纯。
经上述循环分离操作，最终经离心机5分离获得的6-叔丁基间甲酚晶体，经检测纯度为99.36％。
实施例5
S1：取纯度为90.7％的6-叔丁基间甲酚原料投入提纯***的原料罐1中。按照投入的6-叔丁基间甲酚原料的量，在提纯***的原料罐1中加入对应6-叔丁基间甲酚原料质量的1.8％的水。
原料罐1热水进口通入热水，热水流经恒温槽后经原料罐1上部的热水出口排出，使得罐中物料温度保持在30-35℃，转速为60rpm，将上述6-叔丁基间甲酚原料和水在原料罐1中经自动搅拌混合均匀。
S2：开启提纯***的刮壁式结晶器上的自动搅拌装置及温控***，将原料罐1中混合均匀的6-叔丁基间甲酚原料从刮壁式结晶器的进料口投入，控制原料流速为2.8L/h，刮壁式结晶器转速为100rpm。
待6-叔丁基间甲酚原料投入刮壁式结晶器加满后，调节温控***至设定的温度，开启刮壁式结晶器的冷水进口，冷水流经刮壁式结晶器内设置的冷水管道后从冷水出口排出，使得刮壁式结晶器内的温度具体为：结晶器前端21温度为30.2℃、结晶器中段22温度为27.0℃、结晶器后端23温度为26.1℃。待设定的温度达到后，控制自动投料装置，一边进料一边出料。
控制原料在刮壁式结晶器中停留时间6h。
S3：将6-叔丁基间甲酚晶浆从刮壁式结晶器的出料口排出，并经容积泵9将晶浆泵入结晶储料罐3中。
S4：利用压力泵4将结晶储料罐3中收集到的6-叔丁基间甲酚晶浆输送至离心机5中。利用离心机5将收集到的6-叔丁基间甲酚的晶浆分离出6-叔丁基间甲酚晶体和母液。6-叔丁基间甲酚晶体用其体积两倍左右的水洗涤。分离出的6-叔丁基间甲酚晶体和母液用气相色谱进行纯度测定。
经离心机5分离出的母液输送到精馏塔7中精馏，精馏塔7中的回流比为3∶100，塔底温度为174℃，塔顶温度为120℃，塔顶压力为-100kpa，塔釜压力为-93kpa，压差为7kpa。
S5：精馏塔7精馏后从冷凝器6中进入到原料罐1中的6-叔丁基间甲酚纯度为90％以上，进一步利用上述悬浮动态连续结晶的方法进行分离提纯。
经上述循环分离操作，最终经离心机5分离获得的6-叔丁基间甲酚晶体，经检测纯度为99.10％。
实施例6
S1：取纯度为90.7％的6-叔丁基间甲酚原料投入提纯***的原料罐1中。按照投入的6-叔丁基间甲酚原料的量，在提纯***的原料罐1中加入对应6-叔丁基间甲酚原料质量的2.0％的水。
原料罐1热水进口通入热水，热水流经恒温槽后经原料罐1上部的热水出口排出，使得罐中物料温度保持在30-35℃，转速为100rpm，将上述6-叔丁基间甲酚原料和水在原料罐1中经自动搅拌混合均匀。
S2：开启提纯***的刮壁式结晶器上的自动搅拌装置及温控***。将原料罐1中混合均匀的6-叔丁基间甲酚原料从刮壁式结晶器的进料口投入，控制原料流速为3.0L/h，刮壁式结晶器转速为150rpm。
待6-叔丁基间甲酚原料投入刮壁式结晶器加满后，调节温控***至设定的温度，开启刮壁式结晶器的冷水进口，冷水流经刮壁式结晶器内设置的冷水管道后从冷水出口排出，使得刮壁式结晶器内的温度具体为：结晶器前端21温度为29.2℃、结晶器中段22温度为26.7℃、结晶器后端23温度为26.3℃。待设定的温度达到后，控制自动投料装置，一边进料一边出料。
控制原料在刮壁式结晶器中停留时间6h。
S3：将6-叔丁基间甲酚晶浆从刮壁式结晶器的出料口排出，并经容积泵9将晶浆泵入结晶储料罐3中。
S4：利用压力泵4将结晶储料罐3中收集到的6-叔丁基间甲酚晶浆自动排至离心机5中。利用离心机5将收集到的6-叔丁基间甲酚的晶浆分离出6-叔丁基间甲酚晶体和母液，6-叔丁基间甲酚晶体用其体积2倍左右的水洗涤。分离出的6-叔丁基间甲酚晶体和母液用气相色谱进行纯度测定
经离心机5分离出的母液输送到精馏塔7中精馏，精馏塔7中的回流比为3∶100，塔底温度为174℃，塔顶温度为120℃，塔顶压力为-100kpa，塔釜压力为-93kpa，压差为7kpa。
S5：精馏塔7精馏后从冷凝器6中进入到原料罐1中的6-叔丁基间甲酚纯度为90％以上，进一步利用上述悬浮动态连续结晶的方法进行分离提纯。
经上述循环分离操作，最终经离心机5分离获得的6-叔丁基间甲酚晶体，经检测纯度为99.02％。
将上述实施例中的各个工艺参数以及最终获得的6-叔丁基间甲酚纯度结果汇总如下表1所示。
表1不同原料含量经不同条件分离提纯后得到晶体的纯度汇总表
上述表1中的母液含量为连续结晶后，最终离心机分理出产品晶体后，6-叔丁基间甲酚相对于母液中其他杂质的质量百分比。
需要说明的是，在本文中，诸如“塔顶”、“塔底”、“上部”、“下部”“一端”的用语均是根据本发明说明书附图1中的位置关系进行的描述，并不是用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。
Claims (10)
1.一种6-叔丁基间甲酚提纯***，其特征在于，所述提纯***包括原料罐（1）、连续结晶单元和精馏单元，所述连续结晶单元包括依次连接的结晶器（2）、结晶储料罐（3）和离心机（5），所述结晶储料罐（3）与离心机（5）之间设有压力泵（4）；
所述原料罐（1）通过管线与连续结晶单元的结晶器（2）相连；
所述精馏单元包括精馏塔（7）、设置于精馏塔（7）塔顶的冷凝器（6）和设置于精馏塔（7）塔底的再沸器（8），所述再沸器（8）与精馏塔（7）之间形成可供物料循环流动的回路，所述冷凝器（6）中的液体部分回流至精馏塔（7），部分进入原料罐（1）进行连续结晶；
所述连续结晶单元离心机（5）分离的母液出口经泵送管线与精馏塔（7）的进料口相连。
2.根据权利要求1所述的提纯***，其特征在于，所述结晶器（2）为刮壁式结晶器，所述刮壁式结晶器的内部分为靠近进料口的结晶器前段（21）、设备中间位置的结晶器中段（22）和靠近出料口的结晶器后段（23），且每段设有搅拌装置和温度控制器；
优选地，所述搅拌装置及温控***均为自动控制；
优选地，所述刮壁式结晶器内设有冷却水管道，所述冷却水管道的进口设置在刮壁式结晶器出料口的一端，所述冷却水管道的出口设置在刮壁式结晶器进料口的一端。
3.根据权利要求1所述的提纯***，其特征在于，所述原料罐（1）设有搅拌装置和温度控制器，所述原料罐（1）内还设有保持罐体温度的恒温槽；
优选地，所述搅拌装置为自动搅拌器；
优选地，所述恒温槽的热水进口设置在原料罐（1）的下部，所述恒温槽的热水出口设置在原料罐（1）的上部。
4.根据权利要求1所述的提纯***，其特征在于，所述结晶器（2）和结晶储料罐（3）之间设有容积泵（9），所述容积泵（9）用于将结晶器（2）出料后的晶浆输送至结晶储料罐（3）中暂存；
优选地，所述结晶储料罐（3）内设有保持罐体温度的恒温槽；
优选地，所述恒温槽的热水进口设置在结晶储料罐（1）的下部，所述恒温槽的热水出口设置在结晶储料罐（1）的上部。
5.根据权利要求1所述的提纯***，其特征在于，所述精馏塔（7）为板式精馏塔。
6.一种6-叔丁基间甲酚的提纯方法，采用权利要求1-5任意一项所述的一种6-叔丁基间甲酚提纯***进行提纯，其特征在于：所述提纯方法包括以下步骤：
S1：在原料罐（1）中投入需要进行分离提纯的6-叔丁基间甲酚原料，并按照6-叔丁基间甲酚原料质量的一定比例加入水，并控制在特定温度、转速下搅拌均匀；
S2：启动刮壁式结晶器的自动搅拌装置和控温***，将原料罐（1）中的6-叔丁基间甲酚原料与水的混合物投入刮壁式结晶器中直至加满，并调节刮壁式结晶器的温度，刮壁式结晶器的进料和出料可同时启动；
S3：经步骤S2处理后的晶浆从刮壁式结晶器出料口排出，并经容积泵（9）将上述刮壁式结晶器结晶处理后的晶浆收集到结晶储料罐（3）中暂存；
S4：通过压力泵（4）将结晶储料罐（3）中的晶浆排至离心机（5），并经离心机（5）离心分离出晶体和母液，对晶体和母液纯度分析检测，检测6-叔丁基间甲酚纯度达标为最终产品，所述母液经泵送管线进入精馏塔（7）中在一定条件下进行精馏；
S5：精馏出的6-叔丁基间甲酚气体进入冷凝器（6）中，经过冷凝器（6）降温的液体部分回流至精馏塔（7），部分进入原料罐（1）中继续进行上述步骤S1、S2、S3、S4和本步骤，直至步骤S4中检测的晶体纯度达标为止。
7.根据权利要求6所述的提纯方法，其特征在于，所述步骤S1中加入水的量为6-叔丁基间甲酚原料质量的1%~3%，所述原料罐（1）温度控制在30~35℃，转速控制在60~120rpm；
优选地，所述步骤S1中加入水的量为6-叔丁基间甲酚原料质量的1.6%。
8.根据权利要求6所述的提纯方法，其特征在于，所述步骤S1中原料罐（1）中6-叔丁基间甲酚原料与水的混合物进入刮壁式结晶器的流速为2.2~3.0L/h，所述6-叔丁基间甲酚与水的混合物料在刮壁式结晶器中的停留时间4~6小时，所述刮壁式结晶器的转速控制在80~150rpm；
所述结晶器前段（21）的温度控制在27.0~33.4℃，所述结晶器中段（22）的温度控制在22.0~29.3℃，所述结晶器后段（23）的温度控制在20.1~26.6℃；
优选地，所述6-叔丁基间甲酚与水的混合物料流速为2 ~3L/h，所述6-叔丁基间甲酚与水的混合物料在刮壁式结晶器中的停留时间5~6小时，所述结晶器前段（21）温度为28.7℃，结晶器中段（22）温度为26.1℃，结晶器后段（23）温度为25.0℃。
9.根据权利要求6所述的提纯方法，其特征在于，所述步骤S4中，离心机（5）离心分离出的晶体，再利用两倍晶体体积的水洗涤后继续离心处理，进一步获得99%以上高纯含量的6-叔丁基间甲酚。
10.根据权利要求6所述的提纯方法，其特征在于，所述步骤S5中精馏塔（7）中的回流比为3:100，塔底温度为174℃，塔顶温度为120℃，塔顶压力为-100kpa，塔釜压力为-93kpa，压差为7kpa；
优选地，所述精馏塔（7）分离出的6-叔丁基间甲酚的纯度在90%以上。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220607 |
|
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