[发明专利]一种环己酮和环己醇的分离方法

说明书

本发明公开了一种环己酮和环己醇的分离方法，它是利用双组分的大环共晶材料低能耗高效吸附分离己酮和环己醇的混合物。主要包括：将上述化合物按比例称量加入有机溶剂中，常温下通过溶剂缓慢挥发得到负载溶剂的黑色块状大环共晶，进而将该晶体活化并碾碎得到粉色的大环共晶吸附材料，所述活化条件为真空下温度不低于80℃，时间不少于4小时。本发明材料易制备，不需要复杂的化学合成；分离过程操作简单，且能够可视化、不需要高温精馏，节能且成本低；所述材料稳定性好，可重复循环使用，无性能损失。

技术领域

本发明涉及吸附分离技术领域，具体涉及一种环己酮和环己醇的分离方法。

背景技术

环己酮和环己醇是制造己二酰胺、己二酸和生产尼龙-6、尼龙-66聚合物的重要中间体。此外，环己酮也是重要的工业溶剂，用作树脂、漆、染料和杀虫剂的溶剂；环己醇被用作各种肥皂洗涤剂乳液的稳定剂和均质剂。在工业生产过程中，环己酮和环己醇的制备主要采用环己烷氧化和苯酚的加氢再氧化方式。然而这一过程会同时得到环己酮和环己醇的混合物（工业上俗称为KA油），由于两者沸点十分接近，分别为155℃和161℃，共沸物的形成使它们几乎不可能采用常规精馏实现分离。工业上主要采用减压精馏法分离其混合物，但真空度要求高、工艺复杂、能量消耗巨大且成本高。因此，开发简单高效的节能方法分离环己酮和环己醇是非常有意义的。

尽管有少量文献报道使用膜材料来分离环己酮和环己醇的混合物，但是它们的分离效果相对较差。非多孔自适应晶体（纳客，NACs）是一种新兴的基于大环分子的吸附分离晶体材料，具有易于制备，化学、水汽、热稳定性好，溶液加工性好，重复利用性高等优点，并在化工分离行业表现出潜在的应用价值。然而，该类大环晶体材料构成是单一组分的，不具有刺激响应性能力，难以实现分离过程的可视化。

发明内容

针对本领域存在的不足之处，以及环己酮和环己醇分离技术中存在的耗能大、过程繁琐、成本高等问题，本发明提供了一种环己酮和环己醇的分离方法，将大环分子和共晶工程有机结合，通过分子间外壁电荷转移相互作用，制备一种具有刺激响应性的自适应大环共晶材料用于可视化地吸附分离环己酮和环己醇的混合物，该分离方法具有操作简单、成本低、耗能低等优势。

为实现上述目的，本发明公开了如下的技术方案：

一种环己酮和环己醇的分离方法，其特征在于利用柱[5]芳烃大环与萘二酰亚胺衍生物所制备的双组分自适应大环共晶材料作为吸附剂，与环己酮与环己醇的混合蒸气接触，实现环己酮和环己醇的低能耗吸附分离，所述柱[5]芳烃大环与萘二酰亚胺衍生物的结构如式Ⅰ和Ⅱ所示：所述Ⅰ：Ⅱ的摩尔比为2：1；

其中，n = 4–6；

制备步骤为：

（1）将式Ⅰ与式Ⅱ化合物按比例称量后溶于有机溶剂后通过缓慢挥发法结晶，得到负载溶剂的块状黑色晶体，该晶体进一步活化，其中真空温度为80~100℃，时间4~8小时；并碾碎后得到粉色的大环共晶材料；所述的有机溶剂为四氢呋喃、氯仿或二氯甲烷；

（2）将步骤（1）活化的大环共晶材料与环己酮和环己醇的混合物接触（混合蒸气或液体），选择性吸附环己酮，而不吸附环己醇，吸附分离环己酮和环己醇的过程中伴随着可视化的颜色改变；实现环己酮和环己醇的分离；所述环己酮：环己醇的体积比为0.5～1.5:1。

本发明所述的环己酮和环己醇的分离方法，其中的大环共晶材料在温度为100℃真空加热可以再生，达到重复使用的目的。

本发明进一步公开了己酮和环己醇分离方法在用于环己酮和环己醇高效分离方面的应用，实验结果显示：气相色谱结果表明，大环共晶材料能够从环己酮和环己醇混合物中有效地吸附分离出环己酮，选择性达到99.3%。

本发明更加详细的描述如下：