高真空升華提純1, 4-二羥基蒽醌的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了高真空升華提純1,4?二羥基蒽醌的方法，制備步驟依次為：投料；脫水、熔融；升華提純；冷卻、凝華；冷卻結束后，開罐，收料，稱重；進行下一批次生產。本發(fā)明提供提純方法，不添加其它化工原料，也無化學反應，無廢水，少量廢氣可通過活性炭吸附除去，廢渣委托有資質單位焚燒，基本無三廢排放，與化學法、溶劑法提純相比不僅產品純度高（≥99%），收率高（≥97%）,而且更環(huán)保，無二次污染。另外，本發(fā)明還公開了一種根據微積分原理設計的蜂窩式升華器，與反應釜式升華器相比，升華時間縮短5倍以上，節(jié)能70%。
【專利說明】
高真空升華提純1 , 4-二羥基蒽醌的方法
技術領域
[0001] 本發(fā)明涉及一種高真空升華提純1，4-二羥基蒽醌的方法，屬于染料、醫(yī)藥中間體 提純技術領域。
【背景技術】
[0002] 工業(yè)合成1、4一二羥基蒽醌純度約94%，一般能滿足下游產品要求，但近年來由于 產品升級換代、液體染料、出口等需求，市場上高純1、4_二羥基蒽醌(純度多99%)緊俏； 本領域相關生產企業(yè)長期采用帶攪拌、帶加熱盤管的反應釜式升華器，溫度在260-300 °C，真空度500-750mmHg工藝條件下，升華法提純1、4-二羥基蒽醌，以下簡稱"老法"； 老法在實際生產過程中，主要存在缺點如下： 1、升華器的加熱面積小，真空度低，升華速度慢。特別是隨著釜內物料減少，反應釜夾 套內加熱面和加熱盤管裸露越來越多，有效加熱面積越來越少，升華速度越來越慢。一次投 料400Kg，升華要24~30小時。
[0003] 2、升華時間長，升華后期大部分加熱面裸露，造成能源浪費。
[0004] 3、羥基化合物結構欠穩(wěn)定，在高溫下，長時間升華，增加熱分解損失，降低收率。老 法產品收率85%。
[0005] 4、老法除渣困難。
[0006] 5、這種帶攪拌的升華器，必須有機械密封，無法實現高真空。

【發(fā)明內容】

[0007] 為了克服上述現有技術的不足，本發(fā)明提供一種高真空升華提純1，4-二羥基蒽 醌的方法（以下簡稱"新法"），按如下步驟制備： 步驟1)投料:將工業(yè)級1，4-二羥基蒽醌裝入料槽中，壓實刮平后，投入到由10或12個 并聯(lián)的蜂窩式升華器的升華管中； 所述的并聯(lián)的蜂窩式升華器是指相鄰的蜂窩式升華器上的真空系統(tǒng)，加熱系統(tǒng)和冷卻 系統(tǒng)按照并聯(lián)方式排列； 步驟2)脫水、熔融:對升華管中的工業(yè)級1，4-二羥基蒽醌，進行非真空條件下加熱，開 啟加熱系統(tǒng)，溫度控制在210~220°C，時間控制在30min，排出水蒸汽后，封蓋； 步驟3)升華提純：同時開啟真空系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)，30min內逐步使真空壓力控制在 100pa以下，加熱溫度控制在220°C，時間控制在240min;真空系統(tǒng)排出的有機廢氣，通過15m 高排氣筒，利用活性炭吸附后排出； 步驟4)冷卻凝華:升華提純和冷卻凝華是同時進行的，升華管中加熱升華出來的高純 1，4-二羥基蒽醌氣體，被真空系統(tǒng)抽到結晶室中，凝結在結晶室內壁上，凝華產生的潛熱 和顯熱與冷卻系統(tǒng)進行熱交換； 步驟5)冷卻結束后，關閉真空系統(tǒng)，排空，打開罐蓋，收料，稱重;清理料槽不升華殘渣， 再進行下一批次生產，其中不升華殘渣委托有資質單位焚燒。
[0008] 所述的蜂窩式升華器包括結晶罐體，加熱罐體，罐蓋，管板，升華管，支承板和料 槽;所述的結晶罐體內設有結晶室;所述的加熱罐體內設有加熱室;所述的結晶罐體一端通 過管板與加熱罐體非封閉端相連;所述的結晶罐體另一端與罐蓋鉸連接;所述的管板上設 有蜂窩通孔;所述的加熱室內設有支承板;所述的支承板上設有與管板對應的蜂窩通孔;所 述的升華管沿加熱罐體軸線方向穿過管板的蜂窩通孔與支承板的蜂窩通孔;所述的升華管 為空心管;所述的升華管穿過支承板的一端為封閉端;所述的升華管另一端為非封閉端;所 述的料槽放置在升華管內； 所述的結晶罐體外側設有冷卻夾套;所述的結晶罐體和冷卻夾套之間設有冷卻交換 室;所述的冷卻夾套頂端上部設有與冷卻交換室相連的冷卻水出水管;所述的冷卻夾套底 端下部設有與冷卻交換室相連的冷卻水進水管;所述的結晶罐體的頂端上部設有穿過冷卻 夾套的真空連接管;所述的真空連接管與結晶室相連;所述的真空連接管與真空系統(tǒng)相連； 所述的真空系統(tǒng)由一臺無油真空栗和兩臺不同抽氣速率的羅茨栗組成，使升華在高真空 (彡100帕)狀態(tài)下運行。
[0009] 所述的加熱罐體頂端上部設有與加熱室相連的導熱油出油管;所述的加熱罐體低 端下部設有導熱油放油管和導熱油進油管。
[0010] 所述的蜂窩通孔由37個圓孔組成，且按正三角排列。
[0011] 所述的結晶罐體橫截面的上半部為梅花形或齒輪形或半圓形，下半部為半圓形。
[0012] 所述的料槽截面為半圓形，且與升華管相匹配。
[0013] 本發(fā)明有益效果 1、本發(fā)明提供提純方法，不添加其它化工原料，也無化學反應，無廢水，少量廢氣可通 過活性炭吸附除去，少量廢渣委托有資質單位焚燒，基本無三廢排放，與化學法、溶劑法提 純相比不僅產品純度高（多99%)，收率高（多97%)，而且更環(huán)保，無二次污染。
[0014] 2、一組12只蜂窩式升華器組成的升華裝置的加熱面積比一只1500L帶夾套反應釜 式升華器加熱面積大12倍； 3、采用真空機組比采用往復式真空栗抽真空，排氣速率大，真空度高。
[0015] 反應釜式升華器由于有攪拌，需要機械密封，無法實現高真空，一般在720~ 750mmHg下升華，相當于5000~1300Pa升華;采用真空機組是在< lOOPa升華;真空度提高數 十倍，大大地加快了升華速度。生產實踐證明，提高真空度比提高溫度，對提高升華速度更 有效。
[0016] 4、采用蜂窩式升華器和高真空條件相結合的疊加效果； 由于加熱面大幅提高，真空度大幅提高，同樣一次投料400Kg:新法和老法存在以下明 顯技術效果； 升華時間大大縮短，老法24小時以上，新法4小時，月產量提高5倍。
[0017]廣品收率大幅提尚，羥基化合物結構欠穩(wěn)定，在尚溫下易脫羥基分解。新法由于加 熱面大，真空度提高，使降低升華溫度成為可能，升華溫度由老法平均280°C降至新法220 °C。由于大幅降低升華溫度，升華時間又縮短，減少分解損失，產品收率由老法平均85%提高 至新法97%。
[0018] 新法節(jié)能，老法煤耗lOOOKg，新法煤耗280Kg，老法電耗1500度，新法電耗300度，總 能耗可節(jié)省70%。
[0019] 新法解決了除渣難的老大難問題，老法一般采用真空吸出殘渣，有的殘渣附著在 釜壁，攪拌上很難吸出，新法殘渣殘存在料槽中，倒掉即可。
【附圖說明】
[0020] 圖1是本發(fā)明升華法提純1，4-二羥基蒽醌工藝流程示意圖； 圖2是本發(fā)明蜂窩式升華器剖面結構示意圖； 圖3是本發(fā)明蜂窩式升華器真空系統(tǒng)、冷卻水和導熱油的進出示意圖； 圖4是本發(fā)明蜂窩式升華器A-A斷面結構示意圖； 圖5是本發(fā)明蜂窩式升華器B-B斷面結構示意圖； 圖6是本發(fā)明料槽結構示意圖； 圖中：卜結晶罐體;1.1-結晶室；1.2-冷卻夾套；1.3-冷卻交換室;2-加熱罐體;2.1-管 板;2.2-升華管;2.3-支承板;2.4-加熱室;3-罐蓋;4-冷卻水進水管;5-冷卻水出水管;6-真 空連接管;7-導熱油放油管;8-導熱油進油管;9-導熱油出油管。
【具體實施方式】
[0021] 下面結合實施例和附圖對本發(fā)明作進一步說明。
[0022] 實施例1 本實施例原料選用：工業(yè)級1，4-二羥基蒽醌;生產單位:江蘇亞邦;純度;94%，水分：彡 1%，外觀磚紅色;檢測單位:江蘇亞邦;投料江蘇亞邦2015-6-25批次;投料質量400Kg; 如圖1所示，高真空升華提純1，4-二羥基蒽醌的方法，按如下步驟制備： 步驟1)投料:將工業(yè)級1，4-二羥基蒽醌裝入料槽中，壓實刮平后，投入到由10或12個 并聯(lián)的蜂窩式升華器的升華管中； 所述的并聯(lián)的蜂窩式升華器是指相鄰的蜂窩式升華器上的真空系統(tǒng)，加熱系統(tǒng)和冷卻 系統(tǒng)按照并聯(lián)方式排列； 步驟2)脫水、熔融:對升華管中的工業(yè)級1，4-二羥基蒽醌，進行非真空條件下加熱，開 啟加熱系統(tǒng)，溫度控制在210~220°C，時間控制在30min，排出水蒸汽后，封蓋； 步驟3)升華提純：同時開啟真空系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)，30min內逐步使真空壓力控制在 100pa以下，加熱溫度控制在220°C，時間控制在240min;真空系統(tǒng)排出的有機廢氣，通過15m 高排氣筒，利用活性炭吸附后排出； 步驟4)冷卻凝華:升華提純和冷卻凝華是同時進行的，升華管中加熱升華出來的高純 1，4-二羥基蒽醌氣體，被真空系統(tǒng)抽到結晶室中，凝結在結晶室內壁上，凝華產生的潛熱 和顯熱與冷卻系統(tǒng)進行熱交換； 步驟5)冷卻結束后，關閉真空系統(tǒng)，排空，打開罐蓋，收料，稱重;清理料槽不升華殘渣， 再進行下一批次生產，其中不升華殘渣委托有資質單位焚燒。
[0023] 升華提純結束后，得到產品高純1，4-二羥基蒽醌;純度99.4%;水分0.03%;外觀艷 紅色;生產單位:徐州升華;檢測單位:江蘇亞邦;產品稱重徐州升華2015-8-1批次，收料稱 重368Kg; 本實施例產品收率計算:原料純度94%，升華提純后純度為99.4%
~97.28%。
[0024] 原料、產品一覽表，見表1;生產工藝及周期表(6小時），見表2。
實施例2 高真空升華提純1，4-二羥基蒽醌的方法，所用的蜂窩式升華器； 如圖2,圖3,圖4和圖5所示，所述的蜂窩式升華器，它包括結晶罐體1，加熱罐體2,罐蓋 3,管板2.1，升華管2.2,支承板2.3和料槽;所述的結晶罐體1內設有結晶室1.1;所述的加熱 罐體2內設有加熱室2.4;所述的結晶罐體1 一端通過管板2.1與加熱罐體2非封閉端相連;所 述的結晶罐體1另一端與罐蓋3鉸連接;所述的管板2.1上設有蜂窩通孔;所述的加熱室2.4 內設有支承板2.3;所述的支承板2.3上設有與管板2.1蜂窩通孔對應的通孔;所述的升華管 2.2沿加熱罐體2軸線方向穿過管板2.1的蜂窩通孔與支承板2.3的通孔;所述的料槽放置在 升華管2.2內； 如圖2所示，所述的結晶罐體1外側設有冷卻夾套1.2;所述的結晶罐體1和冷卻夾套1.2 之間設有冷卻交換室1.3;所述的冷卻夾套1.2頂端上部設有與冷卻交換室1.3相連的冷卻 水出水管5;所述的冷卻夾套1.2底端下部設有與冷卻交換室1.3相連的冷卻水進水管4;所 述的結晶罐體1的頂端上部設有穿過冷卻夾套1.2的真空連接管6;所述的真空連接管6與結 晶室1.1相連;所述的真空連接管6與真空系統(tǒng)相連； 如圖2所示，所述的加熱罐體2頂端上部設有與加熱室2.4相連的導熱油出油管9;所述 的加熱罐體2低端下部設有導熱油放油管7和導熱油進油管8。
[0026] 如圖5所示，所述的蜂窩通孔由37個圓孔組成，且按正三角排列。
[0027] 如圖4所示，所述的結晶罐體1橫截面的上半部為梅花形或齒輪形或半圓形，下半 部為半圓形。
[0028] 所述的升華管2.2為空心管;所述的升華管2.2穿過支承板2.3的一端為封閉端;所 述的升華管2.2另一端為非封閉端。
[0029] 如圖6所示，所述的料槽截面為半圓形，且與升華管2.2相匹配。
【主權項】
1. 高真空升華提純I，4-二羥基蒽醌的方法，其特征在于:按如下步驟制備： 步驟1)投料:將工業(yè)級1，4-二羥基蒽醌裝入料槽中，壓實刮平后，投入到由10或12個 并聯(lián)的蜂窩式升華器的升華管中； 所述的并聯(lián)的蜂窩式升華器是指相鄰的蜂窩式升華器上的真空系統(tǒng)，加熱系統(tǒng)和冷卻 系統(tǒng)按照并聯(lián)方式排列； 步驟2)脫水、熔融:對升華管中的工業(yè)級1，4-二羥基蒽醌，進行非真空條件下加熱，開 啟加熱系統(tǒng)，溫度控制在210~220°C，時間控制在30min，排出水蒸汽后，封蓋； 步驟3)升華提純：同時開啟真空系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)，30min內逐步使真空壓力控制在 IOOpa以下，加熱溫度控制在220 °C，時間控制在240min;真空系統(tǒng)排出的有機廢氣，通過15m 高排氣筒，利用活性炭吸附后排出； 步驟4)冷卻凝華:升華提純和冷卻凝華是同時進行的，升華管中加熱升華出來的高純 1，4-二羥基蒽醌氣體，被真空系統(tǒng)抽到結晶室中，凝結在結晶室內壁上，凝華產生的潛熱 和顯熱與冷卻系統(tǒng)進行熱交換； 步驟5)冷卻結束后，關閉真空系統(tǒng)，排空，打開罐蓋，收料，稱重;清理料槽不升華殘渣， 再進行下一批次生產，其中不升華殘渣委托有資質單位焚燒。2. 根據權利要求1所述的高真空升華提純1，4-二羥基蒽醌的方法，其特征在于:所述 的蜂窩式升華器，它包括結晶罐體(1)，加熱罐體(2)，罐蓋(3)，管板(2.1)，升華管(2.2)，支 承板(2.3)和料槽;所述的結晶罐體（1)內設有結晶室（1.1);所述的加熱罐體(2)內設有加 熱室(2.4);所述的結晶罐體（1) 一端通過管板(2.1)與加熱罐體(2)非封閉端相連;所述的 結晶罐體（1)另一端與罐蓋(3)鉸連接;所述的管板(2.1)上設有蜂窩通孔;所述的加熱室 (2.4)內設有支承板(2.3);所述的支承板(2.3)上設有與管板(2.1)蜂窩通孔對應的通孔； 所述的升華管（2.2 )沿加熱罐體(2 )軸線方向穿過管板(2.1)的蜂窩通孔與支承板(2.3 )的 通孔;所述的料槽放置在升華管(2.2)內； 所述的結晶罐體(1)外側設有冷卻夾套（1.2);所述的結晶罐體（1)和冷卻夾套（1.2)之 間設有冷卻交換室（1.3);所述的冷卻夾套（1.2)頂端上部設有與冷卻交換室（1.3)相連的 冷卻水出水管(5);所述的冷卻夾套（1.2)底端下部設有與冷卻交換室（1.3)相連的冷卻水 進水管(4);所述的結晶罐體（1)的頂端上部設有穿過冷卻夾套（1.2)的真空連接管(6);所 述的真空連接管(6)與結晶室（1.1)相連;所述的真空連接管(6)與真空系統(tǒng)相連； 所述的加熱罐體(2)頂端上部設有與加熱室（2.4)相連的導熱油出油管(9);所述的加 熱罐體(2)低端下部設有導熱油放油管(7)和導熱油進油管(8)。3. 根據權利要求2所述的高真空升華提純1，4-二羥基蒽醌的方法，其特征在于:所述 的蜂窩通孔由37個圓孔組成，且按正三角排列。4. 根據權利要求2所述的高真空升華提純1，4-二羥基蒽醌的方法，其特征在于:所述 的結晶罐體(1)橫截面的上半部為梅花形或齒輪形或半圓形，下半部為半圓形。5. 根據權利要求2所述的高真空升華提純1，4-二羥基蒽醌的方法，其特征在于:所述 的升華管(2.2)為空心管;所述的升華管(2.2)穿過支承板(2.3)的一端為封閉端;所述的升 華管(2.2)另一端為非封閉端。6. 根據權利要求2所述的高真空升華提純1，4-二羥基蒽醌的方法，其特征在于:所述 的料槽截面為半圓形，且與升華管(2.2)相匹配。
【文檔編號】C07C46/10GK105884592SQ201610253528
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月22日
【發(fā)明人】馬騁
【申請人】馬騁