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本文针对以环己烯为原料合成反式-1,2-环己二醇绿色工艺路线中目的产品的分离问题,以及与之相关的物性数据等进行研究,探索出了能耗低、节省原料、操作简便、适宜于工业化生产的分离工艺,为反式-1,2-环己二醇的大规模工业化生产奠定了基础。 本文采用合成法和激光技术测定了反式-1,2-环己二醇在水和乙酸乙酯中及甲酸钠在水中的溶解度和超溶解度数据,得到了反式-1,2-环己二醇在水中的介稳区宽度与温度和搅拌速度的关系曲线,以及反式-1,2-环己二醇在乙酸乙酯中、甲酸钠在水中的介稳区宽度与温度的关系曲线。 实验结果表明,反式-1,2-环己二醇在水中和乙酸乙酯中的溶解度、超溶解度和介稳区宽度AS皆随温度的升高而增加,且反式-1,2-环己二醇在水中的溶解度、超溶解度和介稳区宽度AS远远大于其在乙酸乙酯中的溶解度、超溶解度和介稳区宽度△S;而反式-1,2-环己二醇在水中的溶解度、超溶解度和介稳区宽度△S均随搅拌速度的提高而减小。反式-1,2-环己二醇在水中的介稳区宽度△θ,高速搅拌下为4℃左右,中速搅拌下为了℃左右;在乙酸乙酯中的介稳区宽度△θ为3℃左右。甲酸钠在水中的溶解度、超溶解度和介稳区宽度△S均随温度的升高而呈线性增加,介稳区宽度△θ在4~5℃之间。实验结果为反式-1,2-环己二醇的分离提纯、结晶工艺条件的优化以及结晶动力学、连续分步结晶工艺的进一步研究提供了必要的热力学基础。 应用间歇减压精馏对热敏性、高沸点、高凝固点的有机物—反式-1,2-环己二醇进行分离、提纯,通过采用变压强、变回流比的方法,优化出了最佳的操作工艺条件。同时还对反式-1,2-环己二醇合成工艺中过量甲酸的回收进行了研究,得到了常压间歇精馏浓缩回收甲酸的工艺条件。从萃取液中除去乙酸乙酯的变压强、变回流比间歇精馏的操作条件是:加热电压140V,初期采用常压精馏,全回流开工时间30min;回流比0.3,塔釜温度达到85℃时,停止加热,降温;降温到40℃时,减压蒸馏,真空度0.078—0.080MPa,回流比0.3,直到釜中反式-1,2-环己二醇全部结晶为止。提纯粗品的变压强、变回流比减压间歇精馏的操作条件是:塔顶用温度为96℃左右的热水做冷凝剂;全回流开工时间2h;控制釜温180—185℃,分段恒真空度0.086—0.092MPa;分段恒回流比5→8→12。在此操作条件下所得产品的收率在87%以上,产品纯度可达98%以上,色泽较白。产品的红外光谱图与美国进口产品吻合较好,且熔点与文献值一致。 通过甲酸回收实验证明,用88%的甲酸进行合成反应后回收的甲酸,不必经过浓缩,可直接用于合成反应,不影响反式-1,2-环己二醇的收率;用循环回收的甲酸进行合成反应,需经过精馏浓缩。精馏过程的回流比宜选择为6,全回流时间宜选择为0.5h。精馏后浓度可达75%以上,回收率在70%以上,且循环回收的甲酸用于合成反应也不影响反郑州大学硕士学位论文式一1,2一环己二醇的收率。