[发明专利]一种通过冷却结晶及粒度分级分离芴和芴酮的方法

说明书

本发明涉及一种通过冷却结晶及粒度分级分离芴和芴酮的方法。通过向溶剂中加入芴和芴酮的混合物，搅拌并加热至40℃～50℃溶解，待固体全部溶解后，逐渐降温至20～35℃，随后向溶液中只加入芴酮晶种，再继续降温至0℃～10℃，过滤晶浆并干燥，得到晶体混合物，干燥后，使用不同目数的标准筛筛分晶体混合物，据其粒度分布结果将混合物分为三级，其中不同粒度级别对应不同纯度的芴或芴酮。该方法可以实现低共熔组成芴与芴酮的有效分离，并同时获得较高纯度芴与芴酮两种晶体产品，方法简单安全、成本低廉。

技术领域

本发明属于化学工程结晶技术领域，具体涉及一种通过冷却结晶及粒度分级分离芴和芴酮的方法。

背景技术

芴(分子式为C₁₃H₁₀，CAS号86-73-7)，一种白色片状晶体，沸点341.5℃，存在于煤焦油当中，工业上通过对煤焦油高沸点组分分离得到工业芴。芴可以转化成各种具有高价值的取代芴衍生物，如烃基取代芴、卤代芴、硝基芴、酰基芴、羧基芴等。其各种衍生物被广泛用于制备医药、染料、杀虫剂、除草剂、抗冲击有机玻璃、芴醛树脂和芳基透明尼龙。

芴酮(分子式为C₁₃H₈O，CAS号486-25-9)，是由芴深加工得到衍生物，沸点342℃，呈黄色斜方结晶体，是一种重要的原料，在医药、染料、农业、化工、塑料工业和光导材料领域有及其重要的应用。高纯度的芴酮被广泛的应用于高端材料合成领域，如制造重要的电子摄影的光学材料硝基芴酮。芴酮作为医药中间体可合成多种药物如交感神经抑制剂、止痉挛剂、抗癌抗结核药物等，除此以外，芴酮是丙烯腈等化合物的光聚合引发剂。

目前国内外获得芴酮的方法主要有空气气相氧化法，液相氧化法及空气液相氧化法，均是以芴作为原料通过空气氧化为芴酮，最终得到的产物为芴与芴酮的混合物。

芴与芴酮的二元固液相图如下所示，可见两者属于低共熔体系。芴与芴酮的低共熔组成为64％芴酮与36％芴。

由于芴和芴酮沸点分别为341.5℃和342℃，沸点较高且差仅0.5℃，采用传统的精馏方法难以分离，而且能耗很高。因此，对于芴-芴酮体系的分离多采用结晶方法。专利CN201610234707中通过使用环己烷溶剂对芴和芴酮粗品进行了结晶精制，专利CN201410074857中通过使用芳香性的有机溶剂对由芴合成的粗芴酮进行了精制。上述专利中均是以较高纯度的芴酮为起点，最终将含量较少的芴作为杂质随母液舍弃，其所得产物为单一的芴酮。而对于初始组成为低共熔组成的芴和芴酮混合物的分离并没有相关专利记录。若对初始组成为低共熔组成的芴和芴酮混合物进行结晶法分离操作时，由于芴与芴酮会同时析出，所以所得产物仍然是两者的物理混合物，其组成与原料组成相同，无法实现分离要求。如果初始组成非低共熔组成，其结晶过程则是先析出一定量的芴或芴酮，随后析出芴和芴酮的混合物，而混合物的出现导致最终产物仍然是两者的混合物。虽然理论上在另一组分析出前停止结晶操作可以得到高纯组分，但是该方法的结晶操作范围极窄，同时，在结晶母液中含有大量未分离的原料芴和芴酮，最终将造成芴和芴酮的浪费，因此该方法是以牺牲产品收率为代价的一种折中方式。综上所述，采用传统的单一结晶操作并不能充分有效的将低共熔组成的芴与芴酮混合物进行分离。为了实现低共熔组成及近低共熔组成的芴与芴酮混合物的有效分离，本发明提供了一种通过冷却结晶及粒度分级分离芴和芴酮的方法。

发明内容

为了解决低共熔组成及近低共熔组成的芴与芴酮混合物的分离难题，本发明提供了一种通过冷却结晶及粒度分级分离芴酮和芴的方法，实现了芴和芴酮混合物的深度分离。该方法可以实现芴与芴酮的有效分离，并同时获得较高纯度芴与芴酮两种晶体产品，方法简单安全、成本低廉。

实现本发明上述目的所采用的技术方案为：