2-甲基四氢呋喃的回收工艺研究.pdf

精细石油化工进展
第11卷第11期
ADVANCES IN FINE PETROCHEMICALS
2ー甲基四氢呋喃的回收工艺研究
陈学玺于航
(青岛科技大学化工学院,青岛266031)
摘要在制备三苯基硅烷时需使用大量的2-甲基四氢呋喃作溶剂,而三苯基硅烷中并不
含有2-甲基四氢呋喃。因此,从经济性、环境保护等方面考虑,对2-甲基四氢呋喃进行回收、精
制和再利用是完全必要的。通过蒸馏和使用分子筛对2-甲基四氢呋喃进行回收、精制,使回收得
到的2-甲基四氢呋喃能够达到再利用,特别是能满足制备格氏试剂的要求。采用2种方案进行
实验。方案1:一次蒸馏→分子筛除水→二次蒸馏;方案2:一次蒸馏→二次蒸馏一分子筛除水。
方案1的2-甲基四氢呋喃最终收率为85.93%,纯度为99.4295%;方案2的2-甲基四氢呋喃最
终收率为84.91%,纯度为96.0629%。因此,溶剂2-甲基四氢呋喃的回收应采用一次蒸馏→分
子筛除水→二次蒸馏的方案。
关键词三苯基硅烷2-甲基四氢呋喃溶剂回收利用
2-甲基四氢呋喃又名斯尔烷,是一种常用有
岛津CC-14C.FID气相色谱仪,WS-2型微
机溶剂,具有较强的毒性,吸人蒸气或皮肤接触均量水分测定仪,SHZ-82A水浴恒温振荡器,
会中毒,而且与乙醚一样会产生过氧化物,极易爆DF-]01集热式恒温加热磁力搅拌器,强力电动
炸。2-甲基四氢呋喃一般用于溶解有机物,而本搅拌器
身不参加反应。在生产三苯基硅烷中需使用大量1.2三苯基硅烷的制备(1
的2-甲基四氢呋喃,但最终产品中并不含有2
在2-甲基四氢呋喃存在下,通过格氏反应
甲基四氢呋喃。2-甲基四氢呋喃蒸发扩散到大制取格氏试剂,然后向格氏试剂中滴加三氯氢
气中,不仅对环境造成污染,而且2-甲基四氢呋硅,生成白色稠状固体,加人稀硫酸分解,经分
喃的价格昂贵,也造成经济上损失。此外,2-甲层将上层油相和下层水相分开,然后常压蒸馏
基四氢呋喃的沸点低,具有可燃性,其蒸气散发到蒸出2-甲基四氢呋喃,减压蒸馏得到三苯基硅
空气中容易引起燃烧和爆炸。因此,在使用2-烷,经重结晶,得到白色晶体状三苯基硅烷。反
甲基四氢呋喃作溶剂时,对其进行回收、精制和再应式如下:
利用是完全必要的。
C6HCL+Mg-→C6 Hs Mgci
格氏试剂的制备是生产三苯基硅烷的第一3C。H3MgCl+ Hsic2→(C。H3)3SiH+3MgCl2
步,而在制备格氏试剂时对水分的要求极为苛刻,1.32-甲基四复呋喃中水分的去除及测定方法
并且2-甲基四氢呋喃和水能够形成共沸物。因1.3.1水分的去除
此,利用简便的方法使回收的2-甲基四氢呋喃
作为溶剂的2-甲基四氢呋喃,其沸点与其
中的含水量达到制备格氏试剂的要求是本研究的他组分如氯苯、苯酚等的沸点相差较大,并且2-
重点。
甲基四氢呋喃与水可形成共沸物(沸点为71℃),
实验部分
因此采用简单的常压蒸馏方法即可与其他组分分
1.1原料和主要仪器
开。但由于共沸、互溶及杂质粘性较大等原因,
镁屑、2-甲基四氢呋喃、三氯氢硅、硫代硫酸次蒸馏并不能得到纯度达到要求的2-甲基四氢
钠、碘化钾、淀粉指示剂,国药集团化学试剂有限
公司;氯代苯、氢化钙,天津市大茂化学试剂;3A
收稿日期:2010-09-06。
型分子筛、冰醋酸,天津市科密欧化学试剂有限公
作者简介:陈学玺,教授,博士研究生导师,主要研究方向为
清洁化工工艺。取得研究成果的科研项目有:氯化石墨的研
司;98%硫酸,天津市博迪化工有限公司;对苯二
制(山东省科委项目),免除氟饲料磷酸氢钙新工艺(山东省
酚,中国医药集团上海化学试剂公司。
科委科技攻关项目),高纯碳酸钡的研究(青岛市科委项
日),瓅石膏制农用硫酸钾(青岛市科委项目)。
2010年11月
陈学至等.2-甲基氢呹喃的回收工艺研究
呋喃,需要进一步处理,实现溶剂的回收再利用。筛,在振荡条件下常温除水120min左右。
为此,在参考相关文献?的基础上,设计了2种实
(2)第二步除水:过滤溶剂于另一容量瓶中,
验方案。方案1:一次蒸馏っ分子筛除水→二次向其中再加入定量分子筛,在振荡条件下常温除
蒸馏;方案2:一次蒸馏→二次蒸馏→分子筛水120nin左右。
除水。
1.4.4方案1中二次蒸馏的实验步骤及实验现象
1.3.2水分的测定
经两级分子筛脱水后回收得到的2-甲基四
测定微量水分可采用气相色谱法和卡尔ー费氢呋喃的水含量已降到0.1%。
休法。本实验采用卡尔一费体法,使用WS-2型
(1)收集蒸馏刚开始馏出部分(实验不是很
微量水分测定仪对2-甲基四氢呋喃的含水量进稳定时的留分),以备再次蒸馏。
行测定。
(2)换蒸馏瓶收集馏岀温度为78℃、油温为
实验步骤
85℃左右的馏分,当馏出温度持续上升到80℃
1.4.1方案1和方案2中一次蒸馏的实验步骤左右时,停止蒸馏,此实验过程比较稳定。
及买验现象
3)称量菾馏所得液体的质量,测量蒸馏所
(1)称量上层液、下层液的质量。
得液体中2-甲基四氢呋喃和水含量
2)使用岛津CC-14C.FID气相色谱仪、1.52ー甲基四氢呋喃纯度的测定
WS-2型微量水分测定仪,分别测定回收的溶剂
采用岛津CC-14C.ID气相色普仪对回收
中2-甲基四氢呋喃的含量以及上、下层液中的的2-甲基四氢呋喃进行色谱分析,以测定其
水含量。
纯度。
3)组装仪器,分别对上层有机相和下层水1.6过氧化物的测定和去除
相进行一次筒单蒸馏。对上层有机相的一次蒸1,6.1过氧化物的测定
馏,第一滴液滴温度一般为6~68℃。最后馏分
根据有关文献?的介绍,对过氧化物的定性
一般为83~84℃,油浴温度通常最高控制在与定量分析借鉴了测量四氢呹喃中过氧化物的
120℃左右(氯苯的沸点为130℃左右)。对下层方法。
水相的简单蒸馏,第一滴液灡温度为69℃左右,
1)定性分析:以10%碘化钾溶液加人到约
此过程蒸出的为溶剂2ー甲基四氢呋喃与水的共10mL2-甲基四氢呋喃中振荡,若有过氧化物溶
沸物)。最后馏分一般为85℃左右,待最后的馏液会呈现棕黄色。
分全部蒸出时即可结束蒸馏。
(2)定量分析:在碘量瓶中加入冰醋酸和2
(4)分别称量上、下层蒸馏得到的溶剂质量。甲基四氢呋(体积比为3.42:1),然后通氮气
分别测定上、下层蒸馏得到的溶剂中2ー甲基四2~3min,再加人10%碘化钾溶液(与2-甲基四
氢呋喃和水含量
氢呋喃的体积比为1:14.6),在避光条件下搅拌
1.4.2方案2中ニ次素馏的实验步骤及实验现象2h。最后加水,加淀粉指示剂,用硫代硫酸钠标
(1)收集療馏別开始的馏出部分(实验不是准液(O.01moML)进行滴
很稳定时的馏分),以备再次蒸馏。
1.6.2过氧化物的去除
(2)换蒸馏瓶,收集馏出物,馏出物温度为
根据文献?介绍,选用氢化钙除去过氧化
69℃、油温为73℃左右,其间温度不断上升,当
物。分别量取已采用方案1和方案2除水处理的
馏出物温度上升到85℃、油温为95℃左右时,停
2-甲基四氢呋喃各100mL,测得其中过氧化物
止蒸懈。
含量