熔融结晶法分离胺类化合物的研究

摘要

本文以对苯二胺同分异构体物系和RT培司(4-氨基二苯胺)的生产废料(主要含吩嗪)为研究对象，用熔融结晶法对这两种难分离的胺类混合物的分离提纯进行深入研究，以达到分离提纯对苯二胺和吩嗪的目的。
　　利用差示扫描量热法(DSC)测定了对苯二胺物系的DSC谱图，根据文献及对苯二胺物系的DSC谱图，表明对苯二胺物系为低共熔点型物系。
　　根据以上的基础研究，又系统的研究了对苯二胺的熔融结晶过程。主要考察了结晶的降温速率、结晶终温和发汗的升温速率、发汗终温等条件对对苯二胺产品纯度和收率的影响，确定了较佳的对苯二胺熔融结晶工艺。该工艺以对二硝基苯催化加氢的产物对苯二胺(含量90％左右)为原料，可提纯得到含量在99.7％以上的对苯二胺产品。该工艺不需要添加任何溶剂，结晶产生的母液可进入上一级结晶过程，从而可以循环使用，因此是一个绿色的工艺过程。
　　对RT培司的生产废料吩嗪混合物用熔融结晶的方法进行分离提纯实验，经过多级熔融结晶分离的结果表明，吩嗪的纯度和收率都不是很理想。
　　根据吩嗪中的各种物质在溶剂中的溶解性不同，采用固-液萃取的方法将吩嗪分离提纯。首先采用熔融结晶对吩嗪混合物进行粗分离，提高吩嗪的含量至86％左右，再利用固-液萃取的方法将吩嗪提纯。通过单因素实验与正交实验确定最佳萃取工艺条件为：萃取分离10 g含量为86％左右的吩嗪时，萃取温度为30℃，溶剂乙醇的用量为30mL，萃取时间为25min。最佳萃取条件下，吩嗪的纯度可达99.5％左右，萃取收率达89%左右(相对于含量86％的吩嗪)，吩嗪总收率为75%左右。该工艺与熔融结晶过程结合，使得溶剂的用量大大减少，降低了生产和溶剂回收成本，是一条较佳的工艺。

目录

文摘

英文文摘

第一章 前言

1.1 对苯二胺

1.2 吩嗪

1.3 分离提纯方法与课题内容

第二章 文献综述

2.1 对苯二胺的精制提纯

2.1.1 对苯二胺的性质及应用

2.1.2 对苯二胺的生产工艺及分离提纯

2.2 吩嗪的精制提纯

2.2.1 吩嗪的性质及应用

2.2.2 吩嗪的产生及分离提纯

2.3 熔融结晶技术

2.3.1 研究背景

2.3.2 熔融结晶技术原理

2.3.3 熔融结晶过程杂质的包藏及晶层的生长

2.3.4 熔融结晶的分类

2.3.5 熔融结晶与其他分离方法的比较

2.3.6 熔融结晶技术的特点

2.3.7 熔融结晶技术的应用展望

2.4 本课题研究的意义及任务

第三章 对苯二胺固液相平衡的研究

3.1 结晶体系相图

3.2 固液相图的测定方法

3.3 确定对苯二胺物系的固液相类型

3.3.1 实验原理

3.3.2 实验装置

3.3.3 实验样品

3.3.4 实验步骤

3.3.5 对苯二胺物系的DSC谱图特征

3.3.6 对苯二胺熔化焓△Hf的确定

3.4 本章小结

第四章 对苯二胺熔融结晶工艺研究

4.1 概述

4.2 实验仪器及试剂

4.2.1 仪器设备

4.2.2 实验试剂

4.3 实验装置图

4.4 实验步骤及分析

4.4.1 实验步骤

4.4.2 评价指标

4.5 产品分析检测

4.5.1 熔点测定方法

4.5.2 气相色谱法测定对苯二胺的含量

4.6 实验结果分析与讨论

4.6.1 一级熔融结晶操作参数对结晶过程的影响

4.6.2 熔融结晶级数对产品纯度及收率的影响

4.6.3 第一级熔融结晶过程发汗终温的确定

4.6.4 对苯二胺熔融结晶工艺的确定及稳定性实验

4.7 本章小结

第五章 吩嗪的分离提纯实验

5.1 文献综述

5.1.1 概述

5.1.2 固-液萃取

5.2 实验部分

5.2.1 实验试剂

5.2.2 实验仪器

5.2.3 实验步骤

5.2.4 产品分析检测

5.3 固-液萃取工艺研究

5.3.1 溶剂的选择

5.3.2 各萃取因素的考察

5.3.3 最佳条件的选择

5.3.4 最佳萃取条件下的稳定实验

5.4 小结

第六章 结论

6.1 对苯二胺的分离提纯

6.2 吩嗪的分离提纯

参考文献

创新点

附录

致谢

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