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粗蒽分子式:C6H4(CH)2C6H4。為黃綠色結(jié)晶,有藍(lán)色熒光,易氧化,有毒,可升華。粗蒽中含有一定雜質(zhì)。不溶于水,溶于乙醇、乙醚、有強(qiáng)烈刺激 性。相對(duì)密度:1.24(27℃/4℃);熔點(diǎn):217℃;閃點(diǎn):121℃,爆炸極限:0.6%(下限)。宜貯存于陰涼、干燥、通風(fēng)處,遠(yuǎn)離 火種熱源,不可與氧化劑同置一起。
避免日光曝曬,裝卸時(shí)要輕裝輕卸,并保持包裝完整。操作時(shí)應(yīng)穿戴防護(hù)服,帶手套, 戴防毒面具。滅火可用霧狀水、黃砂、泡 沫或二氧化碳。搬運(yùn)中注意勿接觸皮膚。工作完畢應(yīng)洗手、洗臉、漱口及淋浴。聯(lián)合國(guó)編號(hào)(UN No.):1602/6080,6.1 類。國(guó)內(nèi)危規(guī)編號(hào):98017。屬毒害品。粗蒽是蒽油餾分(或蒽油餾分)經(jīng)冷卻、結(jié)晶和離心分離后得到的一種黃綠色結(jié)晶物,是煤焦油產(chǎn)品蒽的直接原料。
粗蒽一般含蒽30~34%,菲25~30%,咔唑13~17%,還含有少量中性、酸性和堿性化合物。粗蒽對(duì)人體有害,易引起皮膚發(fā)癢、過敏、怕光和水腫。粗蒽是用煤焦油的一蒽油餾分 (或蒽油餾分 ),經(jīng)冷卻和過濾分離而得到的一種黃綠色的結(jié)品物。粗蒽是一種半成品,如不加以分離,一般只能用于制造炭黑。而經(jīng)加工分 離后,所得的精蒽要用于制造染料,以蒽的氧化物為原料可以生產(chǎn)蒽醌系列染料。蒽的氯化物聚氯蒽可用作殺蟲劑。高純蒽是一種半導(dǎo)體,受 336.3nm~400.0nm波長(zhǎng)的紫外光激發(fā)后便成為導(dǎo)體,故在核物理的研究占有較重要的地位。
粗蒽主要用作制取蒽、菲和咔唑的原料,也可用于生產(chǎn)炭黑。粗蒽的主要成分為蒽(質(zhì)量分?jǐn)?shù) 30%~40%)、菲(質(zhì)量分?jǐn)?shù) 20%-30%)和咔唑(質(zhì)量分?jǐn)?shù) 15%~ 20%),它們都是合成精細(xì)化學(xué)品的重要中間體。目前,全世界 90%的蒽來自焦化副產(chǎn)品粗蒽,咔唑則 100%來自煤焦油。隨著精細(xì)化工的發(fā)展及有機(jī) 合成技術(shù)的進(jìn)步,對(duì)蒽和咔唑的需求增加,菲的用途也在不斷開發(fā)。
根據(jù)粗蒽中主要組分的物理性質(zhì)不同而進(jìn)行組分分離的一種方法。物理分離法可分為溶劑結(jié)晶法、蒸餾法、區(qū)域熔融法、乳化液膜法、溶劑萃取一恒沸蒸餾一升華法和沸石吸附分離法等。蒽、菲、咔唑的主要物理性質(zhì):
1)溶劑結(jié)晶法:用苯、溶劑油等分級(jí)處理物料,先除去菲和其他易溶組分,得到蒽與咔唑的二元混合物,再以丙酮等溶劑萃取出各組分。溶劑結(jié)晶法中所用的溶劑有的為單一溶劑,有的為混合溶劑,還有的用超臨界二氧化碳重結(jié)晶分離。
2)蒸餾法:蒸餾法是利用粗蒽中主要組分之間沸點(diǎn)的差別 以及某組分能與一種溶劑形成共沸混合物而對(duì)組分 加以分離的方法。一般蒸餾法都需以溶劑結(jié)晶法為 輔助手段,以便大批量處理物料。蒸餾法又分為減壓蒸餾法和共沸蒸餾 法。減壓蒸餾法先以溶劑脫菲,再進(jìn)行蒸餾及溶劑精制,工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家大多采用此法,如法國(guó) BEFS 公司和德國(guó)呂特公司;共沸蒸餾法是蒽和菲與乙二醇或一縮二乙二醇等溶 劑形成共沸混合物,然后進(jìn)行分離的方法。
3)區(qū)域熔融法 區(qū)域熔融法的工作原理是:熔融的液體昆合物冷卻時(shí),結(jié)晶出來的固體物純度稍高于原液體混合物,晶體反復(fù)融化和析出,晶體純度不斷提高,其過程相當(dāng)于精餾過程。
4)乳化液膜法:乳化液膜分離技術(shù)是由美國(guó)埃克森研究與工程公司的技術(shù)人員于 1968年首先發(fā)明的:將兩個(gè)互不相溶的液相制成乳狀液,然后將其分散到第三 相中就形成了乳化液膜體系包括內(nèi)部相、液膜相、外部相。由于乳化液膜是一個(gè)高分散體系,因而能提供很大的傳質(zhì)比表面積。
待分離的物質(zhì)通過膜相 在內(nèi)部相和外部相之間進(jìn)行傳輸,在傳質(zhì)過程結(jié)束后將內(nèi)、外相分離,并采取適當(dāng)方法對(duì)乳化液進(jìn)行破乳以回收膜相,再對(duì)內(nèi)、外相進(jìn)行適當(dāng)處理以回收被濃縮的物質(zhì)和溶劑。液膜分離過程最大的特點(diǎn)是萃取和反萃取過程同時(shí)進(jìn)行,一步完成。近年來對(duì)乳化液膜法精制粗蒽進(jìn)行了研究,通過調(diào)制由粗蒽、水、糠醛、表面活性劑和助劑等組成的乳化液膜體系,實(shí)現(xiàn)了蒽與菲和咔唑的選擇性分離。
5)溶劑萃取.恒沸蒸餾.升華法:采用溶劑萃 取.恒沸蒸餾.升華法,進(jìn)行了以粗蒽為原料從中提取精蒽和精咔唑的研究。整個(gè)過程分為溶劑洗滌、常壓恒沸蒸餾提取精蒽、升華法提取咔唑、蒽以及咔唑的精制四個(gè)階段,所得精蒽純度 94%,精咔唑純度 91%。
1)硫酸法:硫酸法是以氯苯作溶劑,先分離出粗蒽中的菲,然后利用咔唑與硫酸反應(yīng)生成硫酸咔唑的性質(zhì)把咔 唑分離出來,剩余的含蒽溶液,經(jīng)過中和、冷卻、過濾、離心分離及重結(jié)晶得到精蒽。
2)鉀熔法:鉀熔法是依據(jù)蒽和咔唑與 KOH作用時(shí)化學(xué)親和力的不同而使兩者得以分離的。先用溶劑分離出粗蒽中的菲,然后將得到的蒽和咔唑與 KOH一起 裝入溶解器,迅速攪拌并加熱至 220℃,反應(yīng) 2h后 靜置。
咔唑與 KOH形成咔唑鉀而沉于下層,咔唑鉀水解生成粗咔唑,進(jìn)一步精制得到精咔唑;上層為熔化的蒽,經(jīng)過冷卻、結(jié)晶、離心分離,再用二甲苯結(jié)晶幾次,即可得到精蒽。還有一些化學(xué)分離法是先將咔唑轉(zhuǎn)變成 N.亞 硝基咔唑或?qū)⑤鞖浠兂?9,10.二氫蒽,然后再進(jìn)行分離。
3)復(fù)合法:該法采用了溶劑萃取、蒸餾、化學(xué)反應(yīng)、結(jié)晶和升華等多種化工單元操作,并使其合 理配合、相互補(bǔ)充,從而獲得高純度的蒽系產(chǎn)品。該方法 比溶劑法、蒸餾法、化學(xué)法和升華法 具有 明顯的優(yōu)越性,其產(chǎn)品精蒽的純度可達(dá) 99%以 上,咔唑的純度可達(dá) 96%以上,菲的純度可達(dá) 96% 以上。
粗蒽的生產(chǎn)工藝是:將從煤焦油蒸餾裝置來的一蒽油餾分裝入帶有冷卻水套的攪拌冷卻器,以2℃/h的降溫速度進(jìn)行冷卻,經(jīng)過16~18小時(shí),物料溫度從80~90℃降至40~50℃,開始析出粗蒽結(jié)晶。再以0.5℃/h的速度冷卻至38~40℃。形成的結(jié)晶液通過漿液循環(huán)槽送入離心分離機(jī),反復(fù)進(jìn)行給料和甩干,最后用冷脫晶蒽油洗凈、甩干,由刮刀卸出,經(jīng)螺旋運(yùn)輸機(jī)送入粗蒽貯斗。
將一蒽油餾分用泵打人蒽油槽內(nèi),溫度保持紅 75℃~80c℃。用泵打人機(jī)械化結(jié) 晶槽 (10m )內(nèi)進(jìn) 結(jié)品,結(jié)品槽外部自然冷卻,機(jī)內(nèi)用帶刮刀的攪拌器攪拌,使粗蒽從餾分結(jié)出來。開始以 2℃的降溫速度進(jìn)行冷卻,經(jīng)過 10h~15h,物料溫度從 75℃-85℃降至 50℃~60℃左右,析出粗蒽結(jié)品,然后用冷卻水再以 1℃-1.5℃/h的降溫速度冷 卻至 38℃~40℃形 成結(jié)品液送人離心機(jī),反復(fù)進(jìn)行給料和甩干,最后用洗油洗凈,洗網(wǎng)液流入間槽,循環(huán)使用,當(dāng)蒽油的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到 8%~9%,全部更換。
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