N,N-二甲基乙酰胺的回收方法技術(shù)

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)提供了一種N,N?二甲基乙酰胺的回收方法。其包括以下步驟：廢溶劑進(jìn)入蒸餾塔，側(cè)線汽相采出，然后經(jīng)加壓后，直接進(jìn)入膜分離單元，脫水，獲得N,N?二甲基乙酰胺產(chǎn)品。本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)通過(guò)蒸餾塔側(cè)線氣相采出和膜分離耦合的方式，簡(jiǎn)化了流程，降低了過(guò)程能耗，特別是節(jié)省了膜分離前物料加熱過(guò)程，工藝綠色，回用率高，廢棄物排放量小，有利于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。同時(shí)，所獲的N,N?二甲基乙酰胺的產(chǎn)品純度高于99.9％，水分含量低于200ppm，完全符合溶劑套用的要求。

N. Recovery method of N-Dimethylacetamide

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
N,N-二甲基乙酰胺的回收方法
本專(zhuān)利技術(shù)涉及化工廢溶劑回收領(lǐng)域，具體涉及到一種以精餾和膜分離耦合工藝為核心的N,N-二甲基乙酰胺廢溶劑回收方法，特別是通過(guò)蒸餾塔側(cè)線汽相采出技術(shù)簡(jiǎn)化了工藝過(guò)程。
技術(shù)介紹
N,N-二甲基乙酰胺，英文簡(jiǎn)稱(chēng)DMAC，是一種無(wú)色透明的常用非質(zhì)子化溶劑，能溶解多種化合物，與水、醚、酮、酯等完全互溶，具有熱穩(wěn)定性高、不易水解、腐蝕性低、毒性小等特點(diǎn)。因而在許多領(lǐng)域有著廣泛的用途，如在聚合紡絲、醫(yī)藥合成、石油加工、皮革和涂料生產(chǎn)等領(lǐng)域，嘗嘗充當(dāng)介質(zhì)或者溶劑的目的，特別是其對(duì)聚氨酯樹(shù)脂、聚酰亞胺樹(shù)脂良好的溶解能力，進(jìn)一步拓展了在高分子化合物中的運(yùn)用。但是上述過(guò)程中都會(huì)產(chǎn)生大量的低濃廢水溶劑，如在聚合濕法紡絲的過(guò)程中，為控制成絲的品質(zhì)和提升產(chǎn)品的質(zhì)量，會(huì)產(chǎn)生不同濃度的N,N-二甲基乙酰胺凝固浴和低濃的洗滌廢水。又例如在醫(yī)藥行業(yè)，N,N-二甲基乙酰胺會(huì)充當(dāng)合成的介質(zhì)，在后期會(huì)成為廢溶劑被排放出來(lái)，常伴有大量的水、無(wú)機(jī)鹽和未反應(yīng)的單體等雜質(zhì)。作為一種高價(jià)值且?guī)в幸欢ǘ拘缘挠袡C(jī)溶劑，若不加處理的排放，會(huì)給自然環(huán)境、社會(huì)帶來(lái)極大的危害，不符合國(guó)家環(huán)保的相關(guān)政策，同時(shí)更會(huì)造成N,N-二甲基乙酰胺溶劑資源的大量浪費(fèi)，間接提升了生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)成本。因此，本專(zhuān)利對(duì)N,N-二甲基乙酰胺廢水溶劑的回收，特別是低濃N,N-二甲基乙酰胺廢水的回收，有重要的理論和實(shí)際意義。目前，對(duì)于N,N-二甲基乙酰胺廢水溶劑的回收，主要包含有精餾/蒸餾-精餾技術(shù)，萃取-精餾技術(shù)和膜分離技術(shù)。其中精餾/蒸餾-精餾技術(shù)是現(xiàn)行研究較多，也是較為成熟的方法，如專(zhuān)利文獻(xiàn)CN207210299U，CN101462977B，CN1631558A，CN102030672A，CN104926675A等提出了涵蓋醫(yī)藥廢水，紡絲纖維等領(lǐng)域較為完備的廢溶劑回收方案。但該工藝方法的缺點(diǎn)是能耗大，特別是對(duì)于低濃有機(jī)溶劑廢水的處理而言，大量高比熱容的水從塔頂蒸發(fā)而出使得過(guò)程的能耗消耗巨大。萃取-精餾工藝方法是在精餾工藝的基礎(chǔ)上提出來(lái)的一種回收方法，通過(guò)萃取將廢水中N,N-二甲基乙酰胺濃縮至比熱容低、沸點(diǎn)小的萃取相，然后再通過(guò)精餾的方法回收萃取劑和N,N-二甲基乙酰胺產(chǎn)品。對(duì)于該工藝方法，萃取劑的好壞將直接關(guān)系到產(chǎn)品的品質(zhì)，因而是許多研究者關(guān)注和研究的重點(diǎn)。如專(zhuān)利文獻(xiàn)CN101255122A，CN105646271A，CN105645501A等報(bào)道以含氯化合物為萃取劑的回收過(guò)程研究，其中氯仿的萃取表現(xiàn)性能較佳。此外，專(zhuān)利文獻(xiàn)US2602817和US264981分別報(bào)道了以亞磷酸二丁酯和壬醇等疏水性有機(jī)溶劑為萃取劑的N,N-二甲基乙酰胺廢水溶劑回收過(guò)程，專(zhuān)利文獻(xiàn)CN101921204B還報(bào)道了新型的綠色溶劑離子液體作為萃取劑。膜分離技術(shù)是最近幾年興起的一種新分離方法，特別是隨著膜生產(chǎn)技術(shù)和研發(fā)能力的提升，使得很多體系的分離都能采用膜分離的方式來(lái)完成，但是該工藝方法對(duì)處理的原料要求較高，廢水溶劑中不能含有無(wú)機(jī)鹽、雜質(zhì)等細(xì)微顆粒，否則會(huì)堵塞膜，造成膜污染。因而在處理溶劑的普適性方面受到了一定的限制，不太適合直接處理聚合紡絲、醫(yī)藥合成等過(guò)程產(chǎn)生的N,N-二甲基乙酰胺廢水溶劑。為此，需要開(kāi)發(fā)一種高效、簡(jiǎn)化的膜分離回收紡絲、醫(yī)藥行業(yè)等產(chǎn)生的N,N-二甲基乙酰胺廢水的工藝方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專(zhuān)利技術(shù)提出了一種N,N-二甲基乙酰胺回收方法，特別是以蒸餾塔側(cè)線汽相采出和膜分離提濃為耦合的回收工藝，以及使用該工藝方法獲得高純N,N-二甲基乙酰胺的操作方法。該工藝方法流程簡(jiǎn)單、高效，所獲N,N-二甲基乙酰胺產(chǎn)品純度高、含水量低，符合企業(yè)所需套用要求。本專(zhuān)利技術(shù)的目的可以通過(guò)以下措施達(dá)到：本專(zhuān)利技術(shù)的技術(shù)方案包含以下幾個(gè)步驟：含N,N-二甲基乙酰胺和水的混合物進(jìn)入蒸餾塔，側(cè)線汽相采出，然后經(jīng)加壓后，直接進(jìn)入膜分離單元，脫水，獲得N,N-二甲基乙酰胺產(chǎn)品。本專(zhuān)利技術(shù)中，所述含N,N-二甲基乙酰胺和水的混合物的pH值為6～8；所述pH值調(diào)控通過(guò)添加酸液或者堿液來(lái)完成。其中酸液一般采用鹽酸溶液，堿液一般采用碳酸鈉溶液；由于N,N-二甲基乙酰胺在酸堿條件下會(huì)有輕微的水解，特別是在酸性條件下，水解出來(lái)的乙酸又會(huì)進(jìn)一步促進(jìn)水解的進(jìn)行，所以首先將pH值調(diào)至中性，降低N,N-二甲基乙酰胺的水解。本專(zhuān)利技術(shù)中，所述的含N,N-二甲基乙酰胺和水的混合物中N,N-二甲基乙酰胺的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在2％～30％之間，較佳的在5％～30％，更佳的在10％～30％。述的含N,N-二甲基乙酰胺和水的混合物包括廢水、工藝水。所述工藝水為工藝過(guò)程中含有機(jī)溶劑的回收液，所述廢水包括合成加工過(guò)程中、聚合紡絲過(guò)程中，醫(yī)藥過(guò)程中和涂料生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的廢水，但不局限于上述行業(yè)所產(chǎn)生的廢水。本專(zhuān)利技術(shù)中，所述的蒸餾塔為常規(guī)的精餾塔，在塔身不同的位置開(kāi)設(shè)有采集出口。將處理后的含N,N-二甲基乙酰胺和水的混合物依據(jù)濃度不同從塔身上部的不同進(jìn)料位置進(jìn)入，然后在塔身的中下部，依據(jù)需求濃度的不同和溫度的不同，從不同的位置進(jìn)行側(cè)線汽相采出。塔頂產(chǎn)品可以作為紡絲過(guò)程或者制藥過(guò)程中的水來(lái)使用，塔釜產(chǎn)品則需要進(jìn)入污水池待進(jìn)一步處理生化。本專(zhuān)利技術(shù)中，所述的精餾塔的操作壓力為0.5atm～1.5atm，較佳的在0.5atm～1atm，更佳的在0.75atm～1atm，操作回流比為0.2～2，較佳的在0.2～1，更佳的在0.5～1；所述蒸餾塔的塔頂溫度控制在81℃～111℃，較佳的在81℃～100℃，更佳的在92℃～100℃。本專(zhuān)利技術(shù)中，所述的蒸餾塔側(cè)線汽相采出的N,N-二甲基乙酰胺的質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在50％～90％之間，較佳的在50％～80％，更佳的在50％～70％。上述優(yōu)選質(zhì)量分?jǐn)?shù)范圍內(nèi)，可以降低能量消耗。本工藝中，采用側(cè)線汽相采出的優(yōu)勢(shì)在于不僅可以達(dá)到初步提濃、去除雜質(zhì)和有色物質(zhì)的目的，而且對(duì)應(yīng)濃度下的汽相采出溫度是本工藝所采用膜分離方法的優(yōu)選溫度范圍，從而免去了對(duì)原有物料加過(guò)熱產(chǎn)生一定壓力的步驟，簡(jiǎn)化了原有工藝方法。本專(zhuān)利技術(shù)中，所述液化后的壓力控制在1.5atm～8atm，較佳的在1.5atm～6atm，更佳的在1.5atm～4atm。所述液化后的液體溫度為120℃～190℃，較佳的在120℃～170℃，更佳的在120℃～150℃。在上述溫度范圍內(nèi)，是本專(zhuān)利技術(shù)中所采用的膜分離組件較好的工作溫度，其中較高的溫度和壓力會(huì)增加水和N,N-二甲基乙酰胺的蒸氣壓的比值，從而增加膜分離的分離效率，但是較高的溫度也會(huì)造成膜一定的損壞，因而需要控制在一定溫度下進(jìn)行。本專(zhuān)利技術(shù)中，所述的膜分離采用滲透汽化膜，加壓液化后的物料直接進(jìn)入膜分離單元；所述膜分離中，滲透?jìng)?cè)的表壓為0.01kPa～10kPa，較佳的在0.01kPa～5kPa，更佳的在0.01kPa～1kPa。本專(zhuān)利技術(shù)中，所述膜分離采用多級(jí)串聯(lián)的方式進(jìn)行脫水，級(jí)數(shù)為3～8級(jí)，較佳的在4～7級(jí)，更佳的在5～7級(jí)。本專(zhuān)利技術(shù)中，所述精制塔的回流比2～4，較佳的為2.5～4，更佳的在3～4。本專(zhuān)利技術(shù)中，所述精制塔的操作壓力為0.25atm～1atm，較佳的在0.2本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.N,N-二甲基乙酰胺的回收方法，其特征在于，包括如下步驟，含N,N-二甲基乙酰胺和水的混合物進(jìn)入蒸餾塔，側(cè)線汽相采出，然后經(jīng)加壓后，直接進(jìn)入膜分離單元，脫水，獲得N,N-二甲基乙酰胺產(chǎn)品。/n

【技術(shù)特征摘要】
1.N,N-二甲基乙酰胺的回收方法，其特征在于，包括如下步驟，含N,N-二甲基乙酰胺和水的混合物進(jìn)入蒸餾塔，側(cè)線汽相采出，然后經(jīng)加壓后，直接進(jìn)入膜分離單元，脫水，獲得N,N-二甲基乙酰胺產(chǎn)品。


2.如權(quán)利要求1所述回收方法，其特征在于，所述混合物的pH值為6～8；所述混合物中N,N-二甲基乙酰胺的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2％～30％。


3.如權(quán)利要求1所述回收方法，其特征在于，所述蒸餾塔的操作壓力為0.5atm～1.5atm，操作回流比為0.2～2；所述蒸餾塔的塔頂溫度控制在81℃～111℃。


4.如權(quán)利要求1所述回收方法，其特征在于，所述含N,N-二甲基乙酰胺和水的混合物從蒸餾塔上部進(jìn)入，從蒸餾塔的中下部不同側(cè)線位置進(jìn)行汽相采出，控制汽相中N,N-二甲基乙酰胺的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50％～...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：秦磊，陳亮，蔡立鑫，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：中國(guó)石油化工股份有限公司，中國(guó)石油化工股份有限公司上海石油化工研究院，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：北京;11