全国生物医药色谱学术交流会（２０１０）论文集

Ｅ４２高纯乙腈的研究与生产进展

王彦娟１周沛２・方岩雄１方萍２王东２

１广东工业大学轻工化工学院广州５１０００６；２安徽时联特种溶剂股份有限公司安庆２４６００２

关键词高纯乙腈：液相色谱；提纯

乙腈通常是丙烯与氨生产丙烯腈中的主要副产品，其极性适中（Ｐ’＿５．８），溶剂强度适当

（ｓ＝３．２），具有很好的溶解能力，并且能使色谱峰的峰形更加对称，与水互溶，是弱的质子接受体，截止波长低（１９０ｎｍ），有利于需用Ｕｖ末端检测的样品分析【１】。作为薄层色谱、纸鸟

谱、光谱、质谱和高效液相色谱等的溶剂和有机改性剂时，灵敏度高，可达ｐｐｂ级。

高纯乙腈的纯度要求达到９９．９％以上，有机物杂质含量极低。作为丙烯腈生产中的主要

副产物乙腈，含有微量的氢氰酸、丙烯腈、乙醛、丙酮、丙腈、甲醇、丙烯醛、甲基丙烯腈、

顺式和反式丁烯腈、嗯唑、烯丙醇、水等杂质，需要采取化学物理方法进一步除去这些杂质，达到ＨＰＬＣ级质量要求。提纯乙腈的工业方法大多是采用脱氢氰酸塔、化学处理、减压、加

压共沸蒸馏的传统组合工艺流程，在减压蒸馏塔或加压蒸馏塔的进料口上部加入碱性化合物的技术方案，对乙腈进行连续回收，可以有效的脱除乙腈中水和丙烯醛、丙腈、丙酮、丙烯醇等杂质，较好地解决乙腈产品中氢氰酸含量高的问题。本文将针对现有常用的提纯方法进行分类归纳：

１化学处理方法

１．１多级反应精馏

通过单级反应经串联或并联组成多级反应．精馏法去除原料中微量的杂质，生产高纯

ＨＰＬＣ级乙腈。此方法自带蒸馏系统，保证反应完成后物料乙腈能够有效地与助剂及反应生成物分离。精馏流程采用三塔加减压，不需特殊设备，且在精馏过程中前后馏分被送回反应系

统循环使用，提高了ＨＰＬＣ级乙腈的产率。本方法的生产为连续生产，产品在１９０－－－４００ｎｍ的紫外透光率满足甚至超过ＨＰＬＣ级乙腈，且成品ＨＰＬＣ级乙腈收率达９５％以上【１】。

１．２ＣａＨ２还原

利用高锰酸钾和无水碳酸钠除去原料乙腈中的杂质，但不可避免的会使一些原料被氧化，因而在精馏中加入一定质量的氢化钙，它能起到还原作用并且也能除去预处理中残留的水分。

【２】。

１．３乙腈氧化

在石英玻璃反应瓶中加入工业乙腈、氧化剂，在碱性条件下加热回流１．２小时，反应后的

工业乙腈蒸馏，除去前、后馏分，将获得的中间馏分进行吸附或再蒸馏就可获得合格的色谱纯乙腈【３】。

１．４硫酸亚铁处理

在粗乙腈溶液中添加适量的硫酸亚铁，使丙烯腈与氢氰酸反应生成丁二腈而除去，同时

使氢氰酸络合生成亚铁氰化钠回收利用。然后加入硫酸铵脱除水分，即得高纯度乙腈。【４】。

２共沸精馏

乙腈与甲醇按照１０：１比例，在高回流比下精馏，脱除６４＂Ｃ５Ｕ８０＂Ｃ馏分。向剩余溶液加入适量氢化钠，回流一段时间，快速蒸馏至残留物呈黄色或略带褐色。馏分直接经过一个直

２７４全国生物医药色谱学术交流会（２０１０）论文集

径３ｅｒａ的酸性氧化铝柱子即得到高纯度色谱纯乙腈［５］。乙腈中加入含０．３Ｍ的正辛醇钠的正辛醇溶液，回流２ｈ，然后快速蒸馏，直到剩下大约

８％的剩余物。馏分中加入浓硫酸，在高回流比下精馏，馏分通过一个Ａ１２０３柱子即回收到高

纯度乙腈［６】。

３变压处理

粗乙腈首先进入脱氰塔，常压精馏以除去粗乙腈中大部分的氢氰酸和杂质，并使得乙腈得以初步的提纯，经脱除氢氰酸以后的乙腈送入化学系统，通过加入定量的ＮａＯＨ以除去其

中残留的氢氰酸和丙烯腈，经化学处理以后的乙腈和水的混合物经过两个不同压力（第一馏

分塔中低于大气压下蒸馏，第二馏分塔中高于大气压下蒸馏）的精馏塔进行变压精馏脱水，

从而制得高纯度成品乙腈【７１。在第一分离塔（脱氢氰酸塔）的精馏段上部增加了一个液相抽出口，使积累的嗯唑与氢

氰酸、水和少量乙腈作为轻组分被顺利排除出系统；经加碱化学处理脱除游离ＨＣＮ后的含水乙腈进入减压的第二分离塔，在塔釜脱除重有机物和水；从第二分离塔顶蒸出脱除了大部分

水的乙腈进入加压的第三分离塔，塔顶蒸出含嗯唑和水份的乙腈物料返回第一分离塔进料，

在提馏段下部抽出气相，得高纯乙腈［８】。在传统的第二分离塔和第三分离塔的精馏段增设一个碱金属氢氧化物或碱土金属氢氧化

物的进料口，局部添加碱性化合物。由于氰醇在碱性加热条件下会分解出游离ＨＣＮ，而分解出的ＨＣＮ容易与碱性金属化合物生成稳定的化合物，从而通过精馏除去，使精馏过程中分解

出来的ＨＣＮ能顺利地从精馏塔塔釜排出，达到脱除乙腈中微量ＨＣＮ的目的［９】。脱氰塔采用负压操作，脱水塔中下部加入抽提水。此方法可以降低氢氰酸在在脱氰塔塔

顶气相中的分压和回流液中的浓度，防止氢氰酸聚合，提高乙腈含量；在脱水塔下部加抽提水，用抽提蒸馏的方法，除去丙腈及反应中生成的高沸点重组分杂质，实现乙腈的精制回收，

乙腈产品的纯度达９９．９９％［１０１。

４吸附法

将被固体氢氧化钠化学处理过的乙腈过滤，清液分别先后流经装有沸石和吸附树脂ＰＣＩ０１的两个吸附柱，将吸附后的乙腈用３Ａ分子筛进行干燥后进行精馏，去除前馏分，馏出液过滤

装瓶，所得即为高纯乙腈［１１１。

经过预处理的乙腈经过沉淀、过滤，直接送入吸附床，再精馏得到高纯乙腈【１２】。吸附床包括有：活性炭，大孔沸石，氧化铝，二氧化硅，硅铝酸盐、大孔聚合物树脂、３Ａ、４Ａ分子筛等。

６离子交换

将含水粗乙腈与碱混合，分离成乙腈相和水相后除去水相，将所得到的乙腈相通过蒸馏

工序，得到提纯乙腈，将所得到的提纯乙腈通过阳离子交换树脂，得到高纯度乙腈。此方法不含高压工序的工艺，成本大大降低【１３】。

７总结

目前国内乙腈精制技术存在产品纯度低、乙腈回收率低、物耗和能耗高、装置经济效益

差等问题。这要求我们在原乙腈精制技术的基础上，通过试验研究和工艺优化，开发出新的乙腈连续精制回收工艺，并对原装置进行改造，实现新技术的工业化应用。通过对以上方法

的综合应用，比较可以发现，多级反应精馏方法具有技术上的优势，使用此方法可以使乙腈

的产品纯度达到ＨＰＬＣ级，乙腈回收率达到９０％以上。要求改造后的乙腈产品纯度达到９９．９

％以上，乙腈精制回收率达要到９０％以上，不仅要满足工艺需要，而且大大提高了装置的经济效益。

参考文献（略）

２７５