一種n-甲基吡咯烷酮的回收方法
2023-06-21 03:08:41
一種n-甲基吡咯烷酮的回收方法
【專利摘要】本發明提供了一種N-甲基吡咯烷酮的回收方法，採用單塔間歇式減壓精餾工藝，處理高水分含量的N-甲基吡咯烷酮回收溶液，過程採取加熱溫度為100～160℃，壓力為-0.099～-0.05MPa進行減壓精餾去除大部分水分，得到N-甲基吡咯烷酮粗品；後在加熱溫度為160～210℃，壓力為-0.099～-0.05MPa的條件下將N-甲基吡咯烷酮粗品進行精餾，使N-甲基吡咯烷酮與其他重組分雜質分離，得到N-甲基吡咯烷酮產品。通過該方法處理鋰電池電極製造過程中產生的N-甲基吡咯烷酮回收溶液，所得到的N-甲基吡咯烷酮回收產品，其純度在99.95%以上，水分在500ppm以下，完全滿足鋰電池生產需求，實現循環回收再利用。
【專利說明】一種N-甲基吡咯烷酮的回收方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及N-甲基吡咯烷酮的回收方法。
【背景技術】
[0002]N-甲基吡咯烷酮(簡稱NMP)廣泛應用於石油化工、塑料工業、藥品、農藥、染料以及鋰離子電池製造業等諸多行業。其中，在鋰電池電極製造過程中，通過對NMP廢氣的回收，得到含大量廢渣、廢水及其他雜質的NMP回收液。已有技術之一是對該回收液進行連續減壓精餾處理，該方法能得到高純的NMP溶劑，適用於大批量生產，投資大，能耗高，不利於少量NMP廢溶液的回收作業。另還有部分廠家對該回收液進行常壓加減壓的混合間歇精餾處理，該方法投資稍小，但能耗高，回收率低，同時NMP與水的分離效果不佳，所得廢水嚴重超標而無法排放，造成嚴重的環境問題。
【發明內容】
[0003]本發明為解決現有的N-甲基吡咯烷酮的回收方法能耗高，回收率低的技術問題，提供一種能耗低，回收率高的N-甲基吡咯烷酮的回收方法。
[0004]本發明提供了一種N-甲基吡咯烷酮的回收方法，該方法為通過單塔間歇式減壓精餾；其中，所述精餾包括兩步；第一步，將N-甲基吡咯烷酮回收原液在加熱溫度為100°C~160°C，壓力為-0.099~-0.05MPa條件下進行精餾，得到N-甲基吡咯烷酮粗品；第二步，在加熱溫度為160~210°C，壓力為-0.099~-0.05MPa的條件下將N-甲基吡咯烷酮粗品進行精餾，使N-甲基吡咯烷酮與其他重組分雜質分離，得到N-甲基吡咯烷酮產品。
[0005]本發明採用單塔間歇式減壓精餾，簡化了 NMP回收精餾操作技術，減少設備投資，降低能耗，同時，NMP的回收率和合格率得到顯著提高，NMP與水高效分離，所得廢水達到排放標準。對於中小型企業，可實現NMP循環使用，減少物料採購及運輸成本，滿足大批量NMP生產使用及回收任務的要求。
【具體實施方式】
[0006]為了使本發明所解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。
[0007]本發明提供了一種N-甲基吡咯烷酮的回收方法，該方法為通過單塔間歇式減壓精餾；其中，所述精餾包括兩步；第一步，將N-甲基吡咯烷酮回收原液在加熱溫度為100~1600C，壓力為-0.099~-0.05MPa條件下進行精餾，得到N-甲基吡咯烷酮粗品；第二步，在加熱溫度為160~210°C，壓力為-0.099~-0.05MPa的條件下將N-甲基吡咯烷酮粗品進行精餾，使N-甲基吡咯烷酮與其他重組分雜質分離，得到N-甲基吡咯烷酮產品。
[0008]根據本發明所提供的回收方法，為了使N-甲基吡咯烷酮原液中的水能夠儘可能的除去，優選地，所述第一步的加熱溫度為130~150°C。[0009]根據本發明所提供的回收方法，為了使N-甲基吡咯烷酮粗品中的胺能夠儘可能的除去，優選地，所述第二步的加熱溫度為180~200°C。
[0010]根據本發明所提供的回收方法，所述第一步中的精餾時間沒有特別的限制，只要能使NMP與水分離，得到水分含量小於0.1%以下的工業廢水以及NMP含量99%的粗品即可；為了使N-甲基吡咯烷酮原液中的水能夠儘可能的除去，優選地，所述第一步的精餾時間為4~IOh,更優選為6~8h。
[0011]根據本發明所提供的回收方法，所述第二步中的精餾時間沒有特別的限制，只要能將NMP與其他重組分雜質分離，得到純度99.95%以上的NMP產品即可。為了使N-甲基吡咯烷酮粗品中的胺能夠儘可能的除去，優選地，所述第二步的精餾時間為6~12h，更優選為8~IOh0
[0012]根據本發明所提供的回收方法，為了使精餾能夠更順利的進行，優選地，在進行精餾之間對回收原液進行過濾、洗滌處理。經過濾洗滌處理後，成分和重量百分比如下:NMP(分子式C7H12N0),65%~85% ;水(分子式H20), 15~35% ;其他雜質，I~10%。
[0013]根據本發明所提供的回收方法，依據經濟效益最優原則，達到高效的分離效果，有效地控制了水分、游離胺、金屬離子及其他有機物等雜質的含量。優選地，所述第一步精餾過程的回流比為0.1-5，更優選為為2-4。第一步精餾的回流時間為0.5~lh。所述第二步精餾過程的回流比為0.1-5，更優選為為2-4。第二步精餾的回流時間為0.5~lh。[0014]下面應用具體實施例對本發明進行進一步的詳細說明。
[0015]實施例1
取5000kg含水23%的NMP原料加入間歇精餾釜中，-0.09MPa真空下，用130°C導熱油加熱精餾，全回流時間0.5h，回流比控制4，進行除水處理，得到NMP粗品Al，第一步精餾所需時間為5小時；後將導熱油升溫至180°C，全回流時間lh，回流比控制2，進行精餾提純NMP處理，得到NMP BI，第二步精餾所需時間為7小時。
[0016]實施例2
取5000kg含水15%的NMP原料加入間歇精餾釜中，-0.05MPa真空下，用100°C導熱油加熱精餾，全回流時間0.5h，回流比控制5，進行除水處理，得到NMP粗品A2，第一步精餾所需時間為9小時；後將導熱油升溫至200°C，全回流時間lh，回流比控制5，進行精餾提純NMP處理，得到NMP B2，第二步精餾所需時間為10小時。
[0017]實施例3
取5000kg含水35%的NMP原料加入間歇精餾釜中，-0.08MPa真空下，用160°C導熱油加熱精餾，全回流時間0.5h，回流比控制2，進行除水處理，得到NMP粗品A3，第一步精餾所需時間為4.5小時；後將導熱油升溫至160°C，全回流時間lh，回流比控制0.1，進行精餾提純NMP處理，得到NMP B3，第二步精餾所需時間為12小時。
[0018]實施例4
取5000kg含水35%的NMP原料加入間歇精餾釜中，-0.099MPa真空下，用150°C導熱油加熱精餾，全回流時間0.5h，回流比控制0.1，進行除水處理，得到NMP粗品A4，第一步精餾所需時間為4小時；後將導熱油升溫至210°C，全回流時間lh，回流比控制4，進行精餾提純NMP處理，得到NMP B4，第二步精餾所需時間為6小時。
[0019]對比例I取5000kg含水23%的NMP原料加入間歇精餾釜中，常壓下用190°C導熱油加熱精餾，全回流時間0.5h，回流比控制4:1，進行除水處理；後物料降溫至140°C以下，-0.09MPa真空下，190°C導熱油加熱精餾，全回流時間lh，回流比控制4:1，進行精餾提純NMP處理。
[0020]測試方法及數據
1、水分測試使用卡爾費休水分測試儀(瑞士萬通)，結果見表1。
[0021]採用國標號GB/T6283-2008中的方法:直接將一定量待測樣品注入水分儀中，利用水分與卡爾費休試劑反應，儀器自動給出樣品中水分含量。
[0022]2、純度測試使用氣相色譜儀(安捷倫1860)，結果見表1。
[0023]採用國標GB 9722-88中的方法:將一定量樣品注入氣象色譜儀中，採用高純氮氣作為流動相，利用NMP中各成分在色譜柱中運行速度不同，根據出峰時間及出峰面積，推算其色譜純度。
[0024]表1
【權利要求】
1.一種N-甲基吡咯烷酮的回收方法，其特徵在於，該方法為通過單塔間歇式減壓精餾；其中，所述精餾包括兩步；第一步，將N-甲基吡咯烷酮回收原液在加熱溫度為100~1600C，壓力為-0.099~-0.05MPa條件下進行精餾，得到N-甲基吡咯烷酮粗品；第二步，在加熱溫度為160~210°C，壓力為-0.099~-0.05MPa的條件下將N-甲基吡咯烷酮粗品進行精餾，使N-甲基吡咯烷酮與其他重組分雜質分離，得到N-甲基吡咯烷酮產品。
2.根據權利要求1所述的回收方法，其特徵在於，所述第一步的加熱溫度為130~150。。。
3.根據權利要求1所述的回收方法，其特徵在於，所述第二步的加熱溫度為180~200。。。
4.根據權利要求1所述的回收方法，其特徵在於，所述第一步的精餾時間為4~10h。
5.根據權利要求1所述的回收方法，其特徵在於，所述第二步的精餾時間為6~12h。
6.根據權利要求1所述的回收方法，其特徵在於，在進行精餾之前對回收原液進行過濾、洗滌處理。
7.根據權利要求1所述的回收方法，其特徵在於，所述第一步精餾過程的回流比為0.1-5。
8.根據權利要求1所述的回收方法，其特徵在於，所述第二步精餾過程的回流比為0.1-5。
9.根據權利要求1所述的回收方法，其特徵在於，第一步精餾的回流時間為0.5~lh。
10.根據權利要求1所述的回 收方法，其特徵在於，第二步精餾的回流時間為0.5~Ih0
【文檔編號】C07D207/267GK103936646SQ201310017104
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2013年1月17日 優先權日:2013年1月17日
【發明者】姚利, 周天承 申請人:惠州比亞迪電池有限公司