[发明专利]一种从煤焦油洗油中富集吲哚物质的方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤化工产业及石油化工产业的分离领域，具体涉及吲哚类化合物从油中的分离方法。

背景技术

吲哚是一种重要的化工原料，主要用于制药、香料、染料的生产以及植物生长素的合成。它们可以通过合成和分离得到。合成的生产成本较高，从富含吲哚的原料里进行分离较为经济。煤焦油的洗油馏分段中有含量大于1％的吲哚，且洗油的来源丰富，所以从洗油中分离吲哚较有意义。

将吲哚从油中分离的方法主要有碱熔法、酸聚合法、溶剂萃取法、共沸精馏法、络合法、超临界萃取法等。最早工业化的分离吲哚的方法为碱熔法，该方法利用吲哚的弱酸性，与KOH发生反应生成吲哚碱熔物，然后从油相分离，用苯类溶剂洗涤除去中性油。将吲哚碱熔物进行水解反应，在水层中加入苯，将吲哚引入苯层，最后对吲哚的苯溶液进行蒸馏得到粗吲哚。此种技术工业化最早，较为成熟。也可以利用某些溶剂对吲哚的高溶解能力，将吲哚从洗油中分离出来。常用的方法有单溶剂萃取法，如乙撑盐酸盐、甲基酰胺等；双溶剂萃取法，即极性溶剂(如乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、N-甲基吡咯烷酮等)和非极性溶剂(如C3-C10的烷烃或环烷烃)。还可以利用吲哚的可络合性对其进行分离，常用的络合剂为α-环糊精。

碱溶法曾在前苏联工业化生产，但是该方法流程长，提取率低，生产成本较高，反应过程中使用大量的酸碱，过程中产生大量酸碱废水，对设备要求较高。单溶剂萃取法萃取效率较低，双溶剂萃取法萃取效率有所提高，但是萃取剂的回收较困难，极性与非极性溶剂间存在互溶现象，吲哚的回收率和纯度降低，不适用于低吲哚含量的萃取。络合分离法尚处于理论研究阶段，尚不能实现工业化生产。

CN 103951604 A发明提供一种吲哚的分离与提纯的方法，该方法先使用极性溶剂(如三甘醇、乙二醇、二甲基亚砜或乙醇胺)得到富含吲哚的重相，再用非极性溶剂(如煤油、正辛烷或石油醚)对加水的吲哚相进行萃取，此方法使用多种萃取剂，回收困难。CN 1746159 A提出一种吲哚分离提纯的方法，先对其进行减压蒸馏，再使用双溶剂进行萃取，然后对其进行减压蒸馏，此方法操作复杂，能耗较高。

本发明以含吲哚的油为对象，加入咪唑类离子液体为萃取剂，离子液体与吲哚相互作用，将吲哚从油中萃取富集至离子液体层，该过程无强酸强碱、无水参与，避免了强酸碱废水的产生，对环境较为友好，本方法中的离子液体可以循环使用，降低了分离成本。

发明内容

本发明提供了一种以离子液体为萃取剂来富集油中吲哚的方法。离子液体具有超低蒸汽压，不挥发，具有较大的稳定温度范围，较好的化学稳定性，可以溶解各种物质，溶解度相对较大，表面张力较一般溶剂高，这些性质使离子液体成为一种较好的萃取剂，离子液体与吲哚之间的相互作用力强于与有机溶剂的作用力，且离子液体与油相不互溶，因而实现了油中吲哚的富集。该方法不使用强酸强碱，条件较为温和，萃取剂能够多次使用。

本发明具体研究方案如下：

(1)将离子液体加入油中，与油中的吲哚化合物相互作用，由于离子液体与油不互溶，形成液液分层，且吲哚在离子液体中溶解度大于油中，进而将吲哚富集至离子液体层。其特征在于，油中吲哚化合物的浓度为10～120g/L，离子液体与吲哚化合物体积比为0.1～2.0，萃取温度为0～150℃，萃取时间为5～100min。

(2)对吲哚富集层(离子液体层)进行溶剂反萃取处理，对离子液体进行回收利用。其特征在于反萃取温度为1～100℃，反萃取时间为5～120min。

上述方法中，所述离子液体为带有咪唑基的离子液体，通式为

其中，R₁、R₂可相同或不同，代表C₀～C₆的烷基.

所述离子液体的阴离子为Cl-，BF₄^-，PF₆^-，NTf₂^-，Br^-，I^-，或NO₃^-。

上述方法中的油包括模型洗油和真实洗油，模型油主要包括烷烃、芳香烃，烷烃如正辛烷、正己烷、正庚烷，芳香烃如苯及其衍生物中的一种或多种；真实洗油为煤焦油精馏过程中沸程在230～300℃的馏分段。

上述方法中，所述吲哚类物质为吲哚、1-甲基咪唑、1-乙基咪唑中的一种或者多种。