一种错流离解萃取分离二氯苯酚混合物的方法

摘要

本发明公开了一种错流离解萃取分离二氯苯酚混合物的方法，包括以下步骤：将原料二氯苯酚混合物溶于有机溶剂中配成混合二氯苯酚溶液，以无机碱的水溶液为萃取剂，通过错流离解萃取后，有机层经蒸馏得到2,4-二氯苯酚。本发明方法采用错流离解萃取方式分离混合二氯苯酚，工艺及设备简单，有机溶剂和碱的用量少，物耗能耗降低，可得到含量98%以上的2,4-二氯苯酚，同时2,4-二氯苯酚回收率达到95%以上，有机溶剂回收率超过99%。

说明书

技术领域

本发明涉及一种混合二氯苯酚的化工分离方法，特别是涉及一种混合二氯苯酚的错流离解萃取分离方法。

背景技术

2,4-二氯苯酚的一个重要用途是生产二氯苯氧酸及其酯类除草剂。当前，这部分产品生产大都使用2,4-二氯苯酚含量90%左右的混合二氯苯酚，其中90%以上是企业采用苯酚直接氯化法自己生产的。苯酚氯化达到一定深度时，氯化产物以2,4-二氯苯酚（含量90%左右）为主，杂质中主要有2,6-二氯苯酚和2,4,6-三氯苯酚。由于2,4-二氯苯酚的纯度低，生产的二氯苯氧酸及其酯类除草剂收率低，三废量大。随着对环保的日益重视和对加工产品纯度的要求，二氯苯氧酸及其酯类除草剂生产企业将逐渐改用高含量的2,4-二氯苯酚。因此，如何分离二氯苯酚混合物以获取高纯度2,4-二氯苯酚成为令人关注的课题。

2,4-二氯苯酚、2,6-二氯苯酚、2,4,6-三氯苯酚性质接近，尤其是2,4-二氯苯酚与2,6-二氯苯酚各项物化性质十分接近，用普通精馏难以完全分离且能耗较大。它们最重要的性质差异经分析是酸性差异，其成因是取代基的吸电子效应(共轭、诱导)使苯酚的酸性增加，当苯酚的苯环上连有吸电子取代基时即表现出来，而且取代基越多、离羟基越近，酸性越强，所以理论上分析，2,4-二氯苯酚、2,6-二氯苯酚、2,4,6-三氯苯酚酸性依次增强。实测结果，2,4-二氯苯酚、2,6-二氯苯酚、2,4,6-三氯苯酚离解常数分别为18×10^-9、160×10^-9、380×10^-9，符合之前的理论分析，而且其酸性差异十分明显，可以用离解萃取予以分离。

离解萃取是利用混合物各组分离解常数的不同，一些(或一种)组分优先成盐而从原料液进入萃取体系里的另一相(一般是水相)中，其余的一种(或一些)组分保留在原料相内，而达到分离的目的。这是一种离解的化学过程和萃取的物理过程相结合的分离手段。

具体到混合二氯苯酚体系的分离，思路是利用离解萃取技术，借助于酸性的差异使杂质2,6-二氯苯酚、2,4,6-三氯苯酚优先成盐而进入水相，而有机相可得到较纯的2,4-二氯苯酚。本发明之前有离解萃取分离提纯2,4-二氯酚的报导，系由两个转盘萃取塔组成双塔萃取体系对混合二氯苯酚连续逆流萃取，但该方法的缺点是设备条件要求较高，投资相应较大，操作复杂，有机溶剂与碱消耗量大，而且产品得率偏低。

发明内容

本发明的目的是提供一种混合二氯苯酚的错流离解萃取分离方法，以克服现有技术中该体系2,4-二氯苯酚中杂质酚分离所存在的困难。与现有工艺相比，本发明方法工艺步骤比较简单，产品质量稳定，物耗能耗降低，原料混合物经离解萃取后，可一次得到含量98%以上的2,4-二氯苯酚，同时2,4-二氯苯酚得率达到95%，有机溶剂回收率超过99%。

完成上述发明任务的技术方案是：

一种错流离解萃取分离二氯苯酚混合物的方法，包括以下步骤：将原料二氯苯酚混合物（含2,4-二氯苯酚89%、2,6-二氯苯酚6%、2,4,6-三氯苯酚5%）溶于有机溶剂中配成混合二氯苯酚溶液，以无机碱的水溶液为萃取剂，通过错流离解萃取后，有机层经蒸馏在塔釜得到高纯度2,4-二氯苯酚。

本发明采用错流萃取方式，具体做法是采用逐级加入无机碱的水溶液对混合二氯苯酚有机溶液连续进行多次萃取，每经过一次萃取，称为一个萃取级。所述的错流离解萃取其萃取级为2-5级，优选为3级。每一级萃取时，常温下将混合二氯苯酚溶液与无机碱的水溶液混合搅拌10～30分钟，搅拌轴转速120～150转/分钟，因为酸性差异，2,6-二氯苯酚和2,4,6-三氯苯酚等杂质酚优先成盐而逐渐转入水相，静置10～30分钟后分层，有机相可得到较纯的2,4-二氯苯酚。

所述的有机溶剂包括四氯乙烯、氯仿、苯或甲苯，优选四氯乙烯或甲苯，最优选四氯乙烯。

所述的混合二氯苯酚溶液中，原料二氯苯酚混合物与溶剂的质量比为：1：4~1：6，其中最佳比例为1：5。

所述的无机碱为氢氧化钠或氢氧化钾，优选氢氧化钠；无机碱的水溶液中，碱的质量含量为2%~4%，其中最佳含量为3%。

所述的混合二氯苯酚溶液与无机碱的水溶液其体积比为3：1-2：1，其中最佳比例为2.5：1，无机碱的水溶液可根据萃取级数逐级递减加入。

错流萃取分离过程的工艺流程（以3级错流萃取为例）见图1所示，分离后取出有机层经精馏可得到高纯度2,4-二氯苯酚产品，蒸出的有机溶剂循环使用。萃取分相取出的水层合并，内含杂质酚的盐，可进行酚盐回收。

本发明的优点：本发明方法采用图1所示工艺流程和优化的工艺参数，将原料二氯苯酚混合物（含2,4-二氯苯酚89%、2,6-二氯苯酚6%、2,4,6-三氯苯酚5%）与一定量的有机溶剂配成一定配比的溶液，同时配置一定含量的氢氧化钠水溶液，通过多级错流离解萃取后，有机层取出后进行蒸馏处理，塔顶蒸出有机溶剂循环使用，塔釜为高纯度2,4-二氯苯酚产品。与传统使用的普通蒸馏方法相比，产品纯度更高，回收率更高，能耗更低。同时，本发明方法采用错流萃取方式，与逆流萃取相比，工艺及设备简单，减少有机溶剂和碱的用量，由于有机溶剂可循环使用，生产成本更低，而且不会对环境造成污染问题。

下面结合附图，通过具体实施例对本发明进行详细描述，本发明的保护范围并不以具体实施方式为限，而是由权利要求加以限定。

附图说明

图1为错流离解萃取分离混合二氯苯酚的工艺流程图。

具体实施方式

实施例1

错流离解萃取分离二氯苯酚混合物的方法，参照图1所示工艺流程和表1、2所示工艺参数，在原料配料釜1中将30g原料粗二氯苯酚(以质量百分比计，含2,4-二氯苯酚89%、2,6-二氯苯酚6%、2,4,6-三氯苯酚5%)与100mL有机溶剂四氯乙烯配成原料溶液并进入原料溶液储罐2，同时配制氢氧化钠水溶液45mL（内溶固体氢氧化钠1.5g）并进入碱液储罐3，第一次将20mL碱液（图1中流股②）加入Ⅰ萃取釜4，并加入全部原料液（图1中流股①），常温下进行搅拌，搅拌轴转速150转/分钟，搅拌10分钟左右，静置20分钟左右，分别取出有机层R1（下层）与水层E1（上层）；有机层R1继续放入Ⅱ萃取釜5，加入15mL碱液（图1中流股③）混合搅拌进行第二次萃取，搅拌时间、静置时间同第一级萃取，分层后分别取出有机层R2（下层）与水层E2（上层）；有机层R2继续放入Ⅲ萃取釜6，第三次加入10mL碱液（图1中流股④）混合搅拌进行第三次萃取，搅拌时间、静置时间同第一级萃取。

三级错流萃取后，有机层R3（图1中流股⑤）进入精馏塔7中进行蒸馏处理，塔顶蒸出四氯乙烯（图1中流股⑥）循环使用，溶剂回收率大于99%；塔釜为产品2,4-二氯苯酚（图1中流股⑦），纯度大于98%，一次得率大于95%。

第三次取出的水层E3与E1、E2合并，内含杂酚钠盐及部分氢氧化钠（图1中流股⑧），可进行钠盐回收。

表1萃取釜工艺条件

工艺参数Ⅰ萃取釜Ⅱ萃取釜Ⅲ萃取釜搅拌时间10分钟10分钟10分钟静置时间20分钟20分钟20分钟搅拌轴转速150转/分钟120转/分钟150转/分钟操作温度常温常温常温

表2精馏塔工艺条件

工艺参数精馏塔塔顶温度（℃）121-122塔釜温度（℃）180-190操作压力（Mpa）0.1 回流比1理论板数16进料位置7

实施例2

与实施例1基本相同，但四氯乙烯用量改为80mL。

实施例3

与实施例1基本相同，但四氯乙烯用量改为120mL。

实施例4

与实施例1基本相同，但固体氢氧化钠用量改为1.2克。

实施例5

与实施例1基本相同，但固体氢氧化钠用量改为1.8克。