一种精芴的制取方法 【技术领域】
本发明属于煤化工领域，尤其涉及一种利用焦油副产品工业芴制取含量达99％以上精芴的方法。
背景技术
工业芴是焦化厂煤焦油的副产品之一，约占煤焦油的1％～2％，我国工业芴的产量很大，因此工业芴的价格亦十分低廉。近几年，由芴合成的衍生物在化学工业、生物工程、高分子合成化学以及功能高分子材料等领域的应用愈来愈广泛，国内外市场对芴的需求量快速增长，特别是国外市场对精芴的需求量更是与日俱增，前景极为广阔。
芴的沸点为297℃，熔点是115℃，其主要杂质是氧芴和甲基氧芴。由于氧芴及甲基氧芴与芴的沸点差很小，只有8℃左右，所以芴的精制基本都是采取化学分离的方法。目前，工业芴制取精芴的分离提纯方法大致有以下三种：
1、溶剂结晶法：即用溶剂溶解后结晶的方法。由于所用的溶剂不同，产品质量与收率也不同，采用的溶剂分别有苯、甲苯、氯苯、白节油及二甲基甲酰胺等，此方法应用普遍，易于操作；但溶剂消耗较大，使制取成本增加。
2、冷却结晶法：先冷却结晶后，再用溶剂洗涤的方法，此方法制取的芴产品含量较低，达不到纯度要求。
3、结晶分离法：通过物料降温结晶得到芴。此方法虽简单，但制取的芴纯度只用80％左右。
上述方法各有利弊，因此对精芴制取方法的研究亦就更加迫切和需要。
【发明内容】
本发明的目的就是扬长避短，循环使用氯苯滤液和氯苯作溶剂，经溶解、降温、抽滤和四次结晶，制得含量大于99％的精芴产品。
本发明所采取的技术解决方案为：
一种精芴的制取方法，以工业芴为原料，以二次氯苯滤液、三次氯苯滤液、四次氯苯滤液及氯苯作溶剂，在溶解温度40～90℃，溶解时间40～90min后，以0.5℃/min～4℃/min的速度进行程序降温结晶，结晶终温控制在15～40℃之间，然后进行真空抽滤，经四次结晶，得到含量大于99％的精芴产品。
其制取工艺过程为：
第一次结晶：将原料工业芴与二次氯苯滤液按照1：0.5～3的比例分别装入三口烧瓶中；将三口烧瓶浸在水浴里，安装好磁力搅拌器，开始加热升温，并且不间断搅拌；在温度50～90℃之间当原料与溶剂全部溶解后，保持恒温50～90min；然后混合溶液开始程序降温，降温速度为0.5℃/min～4℃/min，结晶缓慢出现；温度降到15～40℃之后，将三口烧瓶从水浴中取出：将三口烧瓶中的混合溶液倒入事先安装好的真空抽滤装置中，进行真空抽滤；滤饼干燥后即为一次结晶产物；滤液经过蒸馏回收后重复使用；
第二次结晶：将一次结晶产物与三次氯苯滤液或氯苯按照1：0.5～3的比例装入三口烧瓶中；将三口烧瓶浸在水浴里，安装好磁力搅拌器，开始加热升温，并且不间断搅拌；在温度45～85℃之间当原料与溶剂全部溶解后，保持恒温40～90min；然后混合溶液开始程序降温，降温速度为0.5℃/min～4℃/min，结晶缓慢出现；温度降到15～40℃后，将三口烧瓶从水浴中取出；将三口烧瓶中的混合溶液倒入事先安装好的真空抽滤装置中，进行真空抽滤；滤饼干燥后即为二次结晶产物；滤液直接循环使用；
第三次结晶：将二次结晶产物与四次氯苯滤液或氯苯按照1：0.5～3的比例装入三口烧瓶中；将三口烧瓶浸在水浴里，安装好磁力搅拌器，开始加热升温，并且不间断搅拌；在温度40～80℃之间当原料与溶剂全部溶解后，保持恒温40～90min；然后混合溶液开始程序降温，降温速度为0.5℃/min～4℃/min，结晶缓慢出现；温度降到15～40℃后，将三口烧瓶从水浴中取出；将三口烧瓶中的混合溶液倒入事先安装好的真空抽滤装置中，进行真空抽滤；滤饼干燥后即为三次结晶产物；滤液直接循环使用；
第四次结晶：将三次结晶产物与氯苯按照1：0.5～3的比例装入三口烧瓶中；将三口烧瓶浸在水浴里，安装好磁力搅拌器，开始加热升温，并且不间断搅拌；在温度40～80℃之间当原料与溶剂全部溶解后，保持恒温50～90min；然后混合溶液开始程序降温，降温速度为0.5℃/min～4℃/min，结晶缓慢出现；温度降到15～40℃后，将三口烧瓶从水浴中取出；将三口烧瓶中的混合溶液倒入事先安装好的真空抽滤装置中，进行真空抽滤；滤饼干燥后即为含量大于99％的精芴产品；滤液继续直接循环使用。
本发明的有益效果为：
实施本发明，一是所得精芴产品纯度高，可确保含量达到99％以上。二是产品收得率高，精芴提取率达到75以上，同时氯苯滤液不经蒸馏回收可循环使用，可以回收其中大量的芴馏分。三是溶剂回收的数量少，除一次滤液外，其他滤液均可循环利用，大大减少了溶剂的回收量。四是综合效益可观，按照年处理工业芴100吨、提取率75％计算，可年产精芴75吨，经济效益达300万元。五是原料工业芴资源丰富、价格低廉，且制取工艺相对简单，便于掌握与操作。
【具体实施方式】
下面，结合实施例对本发明加以进一步描述。
本发明之精芴的制取方法，是以工业芴为原料，以二次氯苯滤液、三次氯苯滤液、四次氯苯滤液及适量氯苯为溶剂，将溶解温度控制在40～90℃之间，恒温溶解40～90min后，以0.5℃/min～4℃/min的速度进行程序降温结晶，控制结晶终温在15～40℃之间，用真空抽滤装置进行真空抽滤，经四次结晶，得到含量大于99％的精芴产品。
实施例1：
第一次结晶：将原料工业芴与二次氯苯滤液按照1：3的比例装入三口烧瓶中。然后将三口烧瓶浸在水浴里；安装好磁力搅拌器，边搅拌边加热升温。待温度达到50℃，原料与溶剂全部溶解后，恒温保持90min。然后，以4℃/min的降温速度对混合溶液开始程序降温，混合液缓慢出现结晶。继续降温至40℃后，将三口烧瓶从水浴中取出。最后，将三口烧瓶中的混合溶液倒入事先安装好的真空抽滤装置中，进行真空抽滤；滤饼干燥后即为一次结晶产物。滤液经过蒸馏回收后重复使用。
第二次结晶：将一次结晶产物与三次氯苯滤液按照1：2的比例装入三口烧瓶中；将三口烧瓶浸在水浴里，安装好磁力搅拌器，边搅拌边加热升温。待温度达到85℃，原料与溶剂全部溶解后，保持恒温75min；然后，以0.5℃/min的降温速度对混合溶液开始程序降温，结晶缓慢出现；温度降至25℃后，将三口烧瓶从水浴中取出；将三口烧瓶中的混合溶液倒入事先安装好的真空抽滤装置中，进行真空抽滤；滤饼干燥后即为二次结晶产物。滤液不蒸馏回收而直接循环使用。
第三次结晶：将二次结晶产物与四次氯苯滤液或氯苯按照1：2.5的比例装入三口烧瓶中；将三口烧瓶浸在水浴里，安装好磁力搅拌器，边搅拌边加热升温。待温度达到40℃，原料与溶剂全部溶解后，保持恒温40min；以0.5℃/min的降温速度队混合溶液开始程序降温，缓慢结晶；温度降到20℃后，将三口烧瓶从水浴中取出；将三口烧瓶中的混合溶液倒入事先安装好的真空抽滤装置中，进行真空抽滤，滤饼干燥后即为三次结晶产物。滤液不回收继续直接循环使用，
第四次结晶：将三次结晶产物与氯苯按照1：0.5的比例装入三口烧瓶中；将三口烧瓶浸在水浴里，安装好磁力搅拌器，边搅拌边加热升温，在温度达到40℃，原料与溶剂全部溶解后，保持恒温60min；然后将混合溶液以2℃/min的降温速度开始程序降温，结晶缓慢出现；温度降到30℃后，将三口烧瓶从水浴中取出；将三口烧瓶中的混合溶液倒入事先安装好的真空抽滤装置中，进行真空抽滤；滤饼干燥后即制得含量大于99％的精芴产品。滤液则可继续直接循环使用。
实施例2：
第一次结晶：将原料工业芴与二次氯苯滤液按照1：0.5的比例装入三口烧瓶中；将三口烧瓶浸在水浴里，边搅拌边加热升温；温度升至90℃，原料与溶剂全部溶解后，保持恒温50min；然后混合溶液开始程序降温，降温速度为0.5℃/min，缓慢出现结晶；温度降到15℃之后，将三口烧瓶从水浴中取出：将三口烧瓶中的混合溶液倒入事先安装好的真空抽滤装置中，进行真空抽滤；滤饼干燥后即为一次结晶产物。滤液经过蒸馏回收后重复使用。
第二次结晶：将一次结晶产物与氯苯按照1：0.5的比例装入三口烧瓶中；将三口烧瓶浸在水浴里，安装好磁力搅拌器，边搅拌边加热升温至45℃，原料与溶剂全部溶解后，保持恒温40min；然后混合溶液开始程序降温，降温速度为4℃/min，结晶缓慢出现；温度降到15℃后，将三口烧瓶从水浴中取出；将三口烧瓶中的混合溶液倒入事先安装好的真空抽滤装置中，进行真空抽滤；滤饼干燥后即为二次结晶产物。滤液不回收直接循环使用。
第三次结晶：将二次结晶产物与四次氯苯滤液按照1：1.5的比例装入三口烧瓶中；将三口烧瓶浸在水浴里，边搅拌边加热升温至45℃，原料与溶剂全部溶解后，保持恒温70min；然后混合溶液开始程序降温，降温速度为4℃/min，结晶缓慢出现；温度降到40℃后，将三口烧瓶从水浴中取出；将三口烧瓶中的混合溶液倒入事先安装好的真空抽滤装置中，进行真空抽滤；滤饼干燥后即为三次结晶产物。滤液不回收直接循环使用。
第四次结晶：将三次结晶产物与氯苯按照1：3的比例装入三口烧瓶中；将三口烧瓶浸在水浴里，安装好磁力搅拌器，边搅拌边加热升温至45℃，原料与溶剂全部溶解后，保持恒温90min；然后混合溶液按0.5℃/min的降温速度开始降温，结晶缓慢出现；温度降到15℃后，将三口烧瓶从水浴中取出；将三口烧瓶中的混合溶液倒入事先安装好的真空抽滤装置中，进行真空抽滤；滤饼干燥后即制得含量大于99％的精芴产品。