從氨綸廢原液中回收dmac的方法

2023-06-20 20:37:01

專利名稱：從氨綸廢原液中回收dmac的方法
技術領域：
本發明涉及一種從氨綸廢原液中回收N，N- 二甲基乙醯胺(DMAC)的方法。
背景技術：
N, N- 二甲基乙醯胺(DMAC)是一種強極性非質子化溶劑，與N，N_ 二甲基甲醯胺 (DMF)相比，DMAC的毒性和揮發性較低，穩定性較高，不易變色，廣泛應用於石油加工和有 機合成工業中。DMAC對多種樹脂尤其是聚氨基甲酸酯樹脂、聚醯亞胺樹脂等有良好的溶解 性能，可用作耐熱纖維、塑料薄膜、塗料、製藥、催化劑等的溶劑。目前，在氨綸生產工藝中，大部分都是使用DMAC作為聚合溶劑。在聚氨酯纖維生 產過程中，由於聚合原液粘度檢測取樣和放流、原液過濾器清洗、紡絲組件投位前的放流以 及聚合過程異常產生的聚合原液等造成大量的氨綸廢原液。氨綸廢原液中含有63 75% 的DMAC。這種廢原液，氨綸生產廠家通常是以廢液賣給一些具有處理氨綸廢原液的小型企 業，由他們從中進一步提純淨化出品質較低的DMAC，用於皮革生產，或者廢棄處理。目前，工業實踐中對於氨綸廢原液一般直接通過精餾方法將DMAC-水分離開來， 簡稱水法。其缺點是工藝過程能耗高，同時，不適用於含DMAC量低的氨綸廢原液。萃取-精餾組合技術是一種新的DMAC廢水處理技術，是在分子溶劑中進行的，其 工藝過程是首先採用有機萃取劑將廢水中的DMAC萃取到有機溶劑中，再通過精餾實現將 DMAC與萃取劑的分離。萃取-精餾組合技術經濟型明顯優於水法，可以處理低濃度的DMAC 廢水。但該方法存在以下不足一方面存在萃取劑損耗，造成二次汙染；另一方面整個分離 工序由常壓的濃縮塔和減壓的鈍化塔組成，工序複雜，耗能巨大，回收費用高，而且減壓操 作增加了溶劑的損耗。

發明內容
本發明的目的在於克服上述不足，提供一種DMAC的回收率高、回收過程能耗低、 不會造成二次汙染的從氨綸廢原液中回收DMAC的方法。本發明的目的是這樣實現的一種從氨綸廢原液中回收DMAC的方法，其特徵在於 所述方法包括以下工藝過程步驟一、氨綸廢原液水處理分離將收集的氨綸廢原液分成切1 10cm見方的小塊，浸泡在去離子水中，氨綸廢原 液與去離子水的投料質量比為1 0. 5 10，浸泡20 120小時，通過過濾和壓濾機分離 得到固、液兩相，固相重新投入浸泡池浸泡，重複操作多次，浸泡時間和質量比不變；步驟二、萃取將步驟一分離得到的液相與離子液體按質量比1 0.5 3、以逆流方式進入萃取 設備中，在常溫常壓下進行混合萃取，萃取的級數為5 15級，使混合溶液中的DMAC富集 到離子液體相中，形成由萃取劑和DMAC組成的萃取相以及由去離子水和無機物組成的萃 餘相，
步驟三、精餾將步驟二萃取得到的萃取相進入精餾設備，通過減壓蒸餾的方法分離出離子液體 相中的DMAC，離子液體循環回用，步驟二所述的離子液體是由一種陽離子和一種陰離子構成的離子化合物，其製備 方法如下按摩爾比1 1將甲基咪唑和3-氯丙基醚均勻混合，氮氣保護下在85_95°C的水 浴中回流20-30小時，接著用矽酮或乙醚洗滌除去未轉化的反應物，旋轉蒸發除去矽酮或 乙醚。然後再加入與甲基咪唑或3-氯丙基醚等摩爾的六氟磷酸鉀(KPF6)，加熱至85-95°C 保持15小時，冷卻，加去離子水洗滌並乾燥，最後在85°C蒸發10小時去除雜質，得到離子液 體。反應式如下(1) C4H6N2+C4H90C1 — CH3 (C3H2N2) +CH2CH2CH20CH3Cr(2) CH3 (C3H2N2) +CH2CH2CH2OCH3Cr+KPF6 —CH3 (C3H3N2) +CH2CH2CH20CH3PF6>KC1本發明離子液體的選擇滿足以下性質1)離子液體與DMAC完全混溶，當離子液體與DMAC混溶時，DMAC可以完全進入離 子液體相，迅速分層，平衡時間短，無乳化現象。2)離子液體有顯著的疏水性。疏水性使得離子液體在水中的溶解性極小，從而減 少萃取過程中離子液體的夾帶流失，同時傳質速度快，不易於乳化夾帶和由此帶來的二次 汙染。3)離子液體具有超溶解特性、無揮發性、穩定的化學性質，可以通過減壓蒸餾將 DMAC與之分離。本發明的有益效果是該方法一方面採用水分離和壓濾分離技術，提高將氨綸廢原液中的DMAC的提取 率；另一方面利用離子液體作為萃取劑，通過液-液萃取的方法將DMAC萃取回收，杜絕萃取 劑的損失和造成二次汙染。整個過程具有工序簡單、能耗低、回收率高和無汙染等優點。


圖1為本發明的氨綸廢原液水處理分離工藝流程圖。圖2為本發明的氨綸廢原液中DMAC回收工藝流程圖。
具體實施例方式參見圖1和圖2，圖1為本發明的氨綸廢原液水處理分離工藝流程圖。圖2為本 發明的氨綸廢原液中DMAC回收工藝流程圖。由圖1和圖2可以看出，從氨綸廢原液中回收 DMAC的方法，包括以下工藝過程一、先製備離子液體按摩爾比1 1將甲基咪唑和3-氯丙基醚均勻混合，氮氣保護下在85_95°C的水 浴中回流20-30小時，接著用矽酮或乙醚洗滌除去未轉化的反應物，旋轉蒸發除去矽酮或 乙醚。然後再加入與甲基咪唑或3-氯丙基醚等摩爾的六氟磷酸鉀(KPF6)，加熱至85-95°C保持15小時，冷卻，加去離子水洗滌並乾燥，最後在85°C蒸發10小時去除雜質，得到離子液 體。二、從氨綸廢原液中回收DMAC步驟一、氨綸廢原液水處理分離如圖1所示，將收集的lOOKg氨綸廢原液(質量百分比67. 3% )分成切1 10cm 見方的小塊浸泡在含有去離子水的浸泡池中，浸泡池中氨綸廢原液與去離子水的質量比為 1 1，浸泡24小時後通過濾器過濾，收集濾液(裝入濾液罐備萃取用)和濾渣，濾渣重新 投入浸泡池浸泡，重複操作兩次，浸泡時間和質量比不變，最後將濾渣經壓濾機壓濾，收集 濾液入濾液罐。檢測濾液罐中DMAC溶液的質量百分比為20. 84%。氨綸廢原液經多次去離 子水浸泡後，氨綸廢原液中DMAC的萃取率達到98. 92%。步驟二、萃取如圖2所示，將步驟一分離得到的液相與離子液體按質量比1 1、以逆流方式進 入萃取設備(多級塔式澄清器)中，在常溫常壓下進行混合萃取，濾液從最下一級的輕相入 口進入，萃取劑從最上一級的重相入口進入，混合溶液在裝置攪拌作用下發生10級逆流萃 取。混合溶液進入澄清區，形成兩相，即萃取相和萃餘相，經逐級逆流萃取後，DMAC轉移到 萃取相中，最後萃取相從最下一級的重相出口排出進入精餾塔精餾，萃餘相由最上一級的 輕相出口排出加入浸泡池。經檢測萃餘相中DMAC濃度低於lOOppm。步驟三、精餾將步驟二萃取得到的萃取相進入精餾設備(多級塔式澄清器)，採用減壓蒸 餾，DMAC以氣相形式從側線採出，經冷凝後得到純度達99. 9%的DMAC液體，含水率低於 lOOppm，能用於氨綸的溶液聚合幹法紡絲，回收率可達99.5%。離子液體循環回用。
權利要求
一種從氨綸廢原液中回收DMAC的方法，其特徵在於所述方法包括以下工藝過程步驟一、氨綸廢原液水處理分離將收集的氨綸廢原液分成切1～10cm見方的小塊，浸泡在去離子水中，氨綸廢原液與去離子水的投料質量比為1∶0.5～10，浸泡20～120小時，通過過濾和壓濾機分離得到固、液兩相，固相重新投入浸泡池浸泡，重複操作多次，浸泡時間和質量比不變；步驟二、萃取將步驟一分離得到的液相與離子液體按質量比1∶0.5～3、以逆流方式進入萃取設備中，在常溫常壓下進行混合萃取，萃取的級數為5～15級，使混合溶液中的DMAC富集到離子液體相中，形成由萃取劑和DMAC組成的萃取相以及由去離子水和無機物組成的萃餘相，步驟三、精餾將步驟二萃取得到的萃取相進入精餾設備，通過減壓蒸餾的方法分離出離子液體相中的DMAC，離子液體循環回用，步驟二所述的離子液體是由一種陽離子和一種陰離子構成的離子化合物，其製備方法如下按摩爾比1∶1將甲基咪唑和3 氯丙基醚均勻混合，氮氣保護下在85 95℃的水浴中回流20 30小時，接著用矽酮或乙醚洗滌除去未轉化的反應物，旋轉蒸發除去矽酮或乙醚，然後再加入與甲基咪唑或3 氯丙基醚等摩爾的六氟磷酸鉀，加熱至85 95℃保持15小時，冷卻，加去離子水洗滌並乾燥，最後在85℃蒸發10小時去除雜質，得到離子液體。
全文摘要
本發明涉及一種從氨綸廢原液中回收DMAC的方法，所述方法包括以下工藝過程將收集的氨綸廢原液分成1～10cm見方的小塊，浸泡在去離子水中，通過過濾和壓濾機分離得到固、液兩相，固相重新投入浸泡池浸泡，重複操作多次；將液相與離子液體按質量比1∶0.5～3進入萃取設備中，進行混合萃取，使混合溶液中的DMAC富集到離子液體相中，形成由離子液體和DMAC組成的萃取相以及由去離子水和無機物組成的萃餘相，將萃取相進入精餾設備，通過減壓蒸餾的方法分離出離子液體相中的DMAC，離子液體循環回用。本發明方法DMAC的回收率高，回收過程能耗低，不會造成二次汙染。
文檔編號C07C231/24GK101921204SQ20101024900
公開日2010年12月22日 申請日期2010年8月5日 優先權日2010年8月5日
發明者何春遠, 張磊, 李廣忠, 陳志成 申請人:江蘇雙良氨綸有限公司