Y型分子篩膜及二氯甲烷中水分的脫除方法技術

本發明專利技術公開了一種Y型分子篩膜及二氯甲烷中水分的脫除方法。Y型分子篩膜為支撐體上負載Y型分子篩膜，Y型分子膜是顆粒尺寸為10～40nm的Y型分子篩晶種經過氯化銅改性后，預植到支撐體上，然后以Y型分子篩凝膠為原料水熱合成的Y型分子篩膜。二氯甲烷中水分的脫除方法包括：首先將從精餾塔出來的二氯甲烷經冷凝器冷凝，然后經承接罐進入裝有本發明專利技術Y型分子篩膜的滲透池中脫水。采用本發明專利技術Y型分子篩膜的二氯甲烷脫水方法，可以得到含水量≤0.04％的二氯甲烷試劑，且二氯甲烷回收率可以達到85.0％～96.8％。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于化學除水領域，具體地說涉及一種Y型分子篩膜及回收二氯甲烷中水分的脫除方法。
技術介紹
在使用溶劑時，從溶劑的經濟損失、環境污染、著火危險、損害健康等諸方面都說明對溶劑回收，精制和再使用是完全必要的。溶劑經一次使用后含有了較多的雜質，有的雜質對溶劑的再使用沒有影響，但有的雜質會給再使用進行的一些特殊化學反應、重結晶、萃取、洗滌等操作帶來較大的不良影響，此時，必須將雜質除去。溶劑回收目的就是要除去影響生產的雜質，實現溶劑再利用，降低成本，保護環境。溶劑回收方法有冷凝法、壓縮法、吸收法、吸附法和蒸餾法。在一般的溶劑回收中，水是含量最多的雜質，所以溶劑的回收幾乎都是先進行脫水，其次再除去其他的雜質。但水和許多有機溶劑都有一定的互溶度，靠單純的蒸餾除水達到一定程度后便很難再繼續降低溶劑的水分。在合成反應中，經常使用二氯甲烷做溶劑，為了節約成本，通常二氯甲烷需要反復回收使用。而從母液中回收的二氯甲烷通常含有5% 20%的水分(重量含量，以下同)。 這將直接影響合成反應，例如，醫藥中間體7-ACA(7-氨基頭孢烷酸)生產過程中使用的二氯甲烷就是這種情況，合成反應要求回收后的二氯甲烷含水量必須<0. 04%，但在25°C 時，水在二氯甲烷中溶解含量為0. 17% (wt)，通常采用的除水方式為蒸餾法，干燥法等方式，而用共沸蒸餾脫水法回收出的二氯甲烷其含水量一般在0.2% (wt)，這種二氯甲烷若直接用于合成反應，7-ACA的收率要下降23%左右，對生產造成嚴重影響。已有的二氯甲烷除水方法是使用A型分子篩吸附脫除(如醫藥工程設計，2001，22:15 17“分子篩吸附除水在二氯甲烷回收中的應用”；黑龍江醫藥，2001，14 :190 191 “4A型分子篩在二氯甲烷回收生產中的應用”所介紹)。CN101450890A中利用二氯甲烷的物理性質，采用冷凍的方式將二氯甲烷中的水除去，此分離方法僅能使二氯甲烷中水含量降至0.5%以下，難以達到合成反應的要求。分子篩膜雖然可以脫除二氯甲烷中的水分，但普通的A分子篩膜的強度不足，不適宜于二氯甲烷的脫水過程，而普通Y型分子膜的脫水效果需進一步提高。
技術實現思路
針對現有技術的不足，本專利技術提供一種Y型分子篩膜和用該Y型分子篩膜脫除二氯甲烷中水分的方法，該方法脫水效果好，可使二氯甲烷中的含水量降低至0. 04%以下。本專利技術Y型分子篩膜為支撐體上負載Y型分子篩膜，Y型分子膜是顆粒尺寸為 10 40nm的Y型分子篩晶種經過氯化銅改性后，預植到支撐體上，然后以Y型分子篩凝膠為原料水熱合成Y型分子篩膜。本專利技術中，Y型分子篩膜的支撐體可以是本領域適宜的支撐體，如陶瓷管、莫來石管、不銹鋼管等，支撐體上具有適宜的孔道結構。支撐體在預植Y型分子篩晶種前，優選經過預處理。一種具體的預處理方法為將支撐體用濃度為5 15mol/L NaOH水溶液在25 3150°C下處理0. 5 12h，然后用去離子水超聲洗滌至中性，在100 150°C下烘干。本專利技術中，納米Y型分子篩晶種的氯化銅改性過程為將Y型分子篩晶種浸泡在二氯化銅溶液中，進行離子交換；然后離心分離，洗滌；最后焙燒。二氯化銅溶液濃度在 0. 05 10mol/L，Q/Y(ml/g) = 10 1 40 1，Q為二氯化銅溶液，以ml計，Y為Y型分子篩，以g計。離子交換溫度為20 50°C，離子交換時間為1 證。然后用蒸餾水洗滌 3 6次。最后在200 400°C下焙燒1 3h。本專利技術中，Y型分子篩晶種預植到支撐體上的過程為將晶種超聲分散在乙醇中， 晶種在溶液中的含量為5wt% 20wt%，將支撐體放入改性分子篩晶種溶液中浸漬1 lOmin，取出涼干，重復3 6次，然后在100 150°C下烘干。本專利技術中，以Y型分子篩凝膠為原料水熱合成Y型分子篩膜的過程為將鋁源和硅源依次加入蒸餾水中攪拌，攪拌時間為30 60min，制成凝膠。各組份的摩爾比為10 20 Na2O Al2O3 8 20 SiO2 600 1000 H20。所述的鋁源為鋁酸鈉，鋁溶膠，硫酸鋁，優選為鋁酸鈉。所述的硅源為硅溶膠，水玻璃，硅酸，優選為硅溶膠。將預植好改性Y型分子篩晶種的支撐體放置于分子篩凝膠中，在70 100°C下晶化8 3 得到Y型分子篩膜。本專利技術二氯甲烷中水分的脫除方法包括如下內容首先將從精餾塔出來的二氯甲烷經冷凝器冷凝，然后經承接罐進入裝有本專利技術Y型分子篩膜的滲透池中脫水。本專利技術二氯甲烷中水分的脫除方法中，滲透池下方有控制閥，可以控制液體流量， 滲透池接有冷凝器和真空泵。滲透池兩側壓差為10 150KPa。最后經Y型分子篩膜處理后的二氯甲烷自然流入到成品罐中。滲透池與成品罐保持一定的高度差，以保證二氯甲烷能順暢流出。這樣就得到含水量<0.04%的二氯甲烷試劑。且二氯甲烷回收率可以達到 85. 0% 96. 8%。本專利技術處理過程中的關鍵在于(1)采用銅離子交換改性的Y型分子篩晶種制備 Y型分子篩膜，通過改性制備的Y型分子篩膜具有硅鋁比高，熱穩定性好，結構穩定，延長使用次數。( 制備膜的Y型分子篩晶種所用的晶粒更小，制備的Y型分子篩膜更致密，脫水效果更好，且提高二氯甲烷回收率。附圖說明圖1 二氯甲烷除水工藝流程框圖。 具體實施例方式以下說明本專利技術的一種具體操作方法。實施例1(1)陶瓷管預處理配制lOmol/LNaOH水溶液，將陶瓷管放入該NaOH水溶液中，在70°C下處理4h。然后用去離子水超聲洗滌至中性，再120°C下烘干備用。( Y型分子篩晶種改性處理配制濃度為0. 8mol/L的二氯化銅溶液，將Y型分子篩晶種放入其中進行離子交換，交換溫度為50°C，交換時間為池。二氯化銅溶液/Y型分子篩晶種(ml/g) =20 I0 然后離心分離，用蒸餾水洗滌5次。最后在260°C下加熱焙燒池。(3)在陶瓷管上預植改性Y型分子篩晶種選取尺寸為20nm的Y型分子篩晶種顆粒，將晶種超聲分散在乙醇中，晶種在溶液中的含量為10wt%，將處理后的陶瓷管放入改性分子篩晶種溶液中浸漬％iin，取出涼干， 重復5次，然后在150°C下烘干。(4)配制Y型分子篩凝膠將鋁酸鈉和硅溶膠依次加入蒸餾水中攪拌，攪拌時間為60min，制成凝膠。各組份摩爾比為 10 Nei2O Al2O3 15 SiO2 800 H2O0(5)水熱晶化將預植好改性Y型分子篩晶種的陶瓷管放置于Y型分子篩凝膠中，在100°C下水熱晶化12h。然后冷卻至室溫。(6)洗滌取出晶化后的陶瓷管，用蒸餾水洗滌至中性。(7)脫水將從承接罐出來的二氯甲烷2000ml經裝有改性Y型分子篩膜的滲透池脫水，滲透池兩側壓差為lOOKPa，二氯甲烷流速為15ml/min。平行處理三次。經改性Y型分子篩膜處理后的二氯甲烷含水量見表1。實施例2參照實施例1的過程和條件，改變之處為步驟O) Y型分子篩晶種改性處理中，配制濃度為l.Omol/L的二氯化銅溶液，進行離子交換。交換溫度為40°C，交換時間為池。二氯化銅溶液/Y型分子篩晶種(ml/g) = 10 1。實施例3參照實施例1的過程和條件，改變之處為步驟(4)配制Y型分子篩凝膠中各組分摩爾比為12 Na2O Al2O3 18 SiO2 900 H2O0本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：周艷紅，許謙，李凌波，
申請(專利權)人：中國石油化工股份有限公司，中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院，
類型：發明
國別省市：