高純乙腈精制工藝研究.pdf

1、隨著高純乙腈用途的日益廣泛,從廉價的工業(yè)乙腈或廢棄乙腈中提純高純乙腈已引起人們的廣泛關(guān)注。工業(yè)生產(chǎn)中,影響乙腈產(chǎn)品質(zhì)量的因素眾多,其中氧化劑的選擇起著至關(guān)重要的作用。選擇合適的氧化劑不僅可有效去除乙腈中的雜質(zhì),提高乙腈的純度和收率,降低乙腈紫外吸光度,且生成的釜殘渣易于去除。鑒于目前國內(nèi)乙腈產(chǎn)品達不到可適用于多種用途的高純乙腈標準,如HPLC級乙腈和VLSI(超大規(guī)模集成電路)級乙腈,且生成的釜殘渣難以去除,本文就工業(yè)乙腈精制工藝方面展

2、開研究。通過紫外分光光度法考察不同精制工藝流程、不同種類吸附劑及不同類型活性炭對乙腈精制產(chǎn)品質(zhì)量的影響,篩選出最佳精制工藝流程和吸附劑;采用紫外分光光度法和氣相色譜法分析五種不同氧化劑對乙腈精制產(chǎn)品純度和收率的影響,并觀察了五種氧化劑精制乙腈對釜殘渣去除難易性的影響,選出最優(yōu)的乙腈精制用氧化劑;此外,本文采用氣相色譜法,紅外吸收光譜法和紫外分光光度法三種分析手段,并借助掃描電鏡對不同類型活性炭吸附乙腈及二次蒸餾過程和氧化劑反應(yīng)過程進行了

3、機理方面的探討。研究結(jié)果如下:
　　(1)工業(yè)乙腈先經(jīng)活性炭吸附處理后化學(xué)除雜,再經(jīng)二次蒸餾精制的乙腈產(chǎn)品紫外吸光度最低;乙腈精制用吸附劑活性炭的吸附性能優(yōu)于吸附劑分子篩和三氧化二鋁;乙腈精制用煤質(zhì)圓柱形活性炭吸附性能優(yōu)于椰殼活性炭和果殼活性炭。
　　(2)過氧化鈉系列氧化劑處理的高純乙腈產(chǎn)品紫外吸光度低于傳統(tǒng)氧化劑氫氧化鈉-高錳酸鉀和濃硫酸處理的高純乙腈產(chǎn)品;采用過氧化鈉-濃硫酸精制的高純乙腈產(chǎn)品紫外吸光度在190nm~2

4、05nm波段明顯低于國內(nèi)市售色譜純乙腈產(chǎn)品,在190nm~200nm波段亦優(yōu)于美國Fisher Scientific色譜純乙腈產(chǎn)品:采用過氧化鈉精制的高純乙腈產(chǎn)品紫外吸光度在190nm~300nm波段均低于國內(nèi)市售色譜純乙腈產(chǎn)品,在190nm~205nm波段亦優(yōu)于美國Fisher Scientific色譜純乙腈產(chǎn)品。
　　(3)過氧化鈉系列氧化劑精制的高純乙腈產(chǎn)品純度均高于國內(nèi)市售色譜純乙腈商品。過氧化鈉精制的高純乙腈產(chǎn)品純度、收

5、率均最高,純度高達99.9993％,收率為90%;過氧化鈉-濃硫酸和過氧化鈉-高錳酸鉀精制高純乙腈產(chǎn)品收率分別為85%和80%;傳統(tǒng)氧化劑氫氧化鈉-高錳酸鉀和濃硫酸精制高純乙腈產(chǎn)品收率分別為80%和70%。
　　(4)傳統(tǒng)氧化劑氫氧化鈉-高錳酸鉀和濃硫酸及過氧化鈉系列氧化劑過氧化鈉-高錳酸鉀和過氧化鈉-濃硫酸精制乙腈的釜殘渣均難溶于水,難以去除:過氧化鈉系列氧化劑中過氧化鈉精制乙腈的釜殘渣極易溶于水,較易去除。
　　(5)工

6、業(yè)乙腈經(jīng)不同類型活性炭吸附后部分醛酮雜質(zhì)被去除;煤質(zhì)圓柱形活性炭較椰殼和果殼活性炭進一步有效去除了工業(yè)乙腈中羧酸和酰胺等雜質(zhì);煤質(zhì)圓柱形活性炭較椰殼、果殼活性炭孔洞更多、孔隙更大、比表面積更大,所含吸附官能團亦多于椰殼和果殼活性炭。
　　(6)過氧化鈉精制后的高純乙腈產(chǎn)品雜質(zhì)種類明顯少于工業(yè)乙腈;工業(yè)乙腈氣相色譜圖中保留時間為5.407min、5.873min、6.532min、7.540min及13.082min處的雜質(zhì)經(jīng)過氧化

7、鈉精制后均消失;過氧化鈉精制后的高純乙腈產(chǎn)品紅外吸收光譜圖與工業(yè)乙腈相比,去除了在波數(shù)2359cm-1和467cm-1附近的吸收峰,與市售色譜純乙腈的紅外譜圖沒有明顯差異。高純乙腈精制工藝研究表明:工業(yè)乙腈先經(jīng)煤質(zhì)圓柱形活性炭吸附處理,然后采用氧化劑過氧化鈉進行化學(xué)除雜,最后經(jīng)二次蒸餾制得的高純乙腈產(chǎn)品質(zhì)量最佳;過氧化鈉系列氧化劑精制高純乙腈的產(chǎn)品質(zhì)量明顯優(yōu)于傳統(tǒng)氧化劑氫氧化鈉.高錳酸鉀和濃硫酸處理的乙腈產(chǎn)品,可以替代傳統(tǒng)氧化劑精制乙腈