专利名称：从氨纶废原液中回收dmac的方法
技术领域：
本发明涉及一种从氨纶废原液中回收N，N- 二甲基乙酰胺(DMAC)的方法。
背景技术：
N, N- 二甲基乙酰胺(DMAC)是一种强极性非质子化溶剂，与N，N_ 二甲基甲酰胺 (DMF)相比，DMAC的毒性和挥发性较低，稳定性较高，不易变色，广泛应用于石油加工和有 机合成工业中。DMAC对多种树脂尤其是聚氨基甲酸酯树脂、聚酰亚胺树脂等有良好的溶解 性能，可用作耐热纤维、塑料薄膜、涂料、制药、催化剂等的溶剂。目前，在氨纶生产工艺中，大部分都是使用DMAC作为聚合溶剂。在聚氨酯纤维生 产过程中，由于聚合原液粘度检测取样和放流、原液过滤器清洗、纺丝组件投位前的放流以 及聚合过程异常产生的聚合原液等造成大量的氨纶废原液。氨纶废原液中含有63 75% 的DMAC。这种废原液，氨纶生产厂家通常是以废液卖给一些具有处理氨纶废原液的小型企 业，由他们从中进一步提纯净化出品质较低的DMAC，用于皮革生产，或者废弃处理。目前，工业实践中对于氨纶废原液一般直接通过精馏方法将DMAC-水分离开来， 简称水法。其缺点是工艺过程能耗高，同时，不适用于含DMAC量低的氨纶废原液。萃取-精馏组合技术是一种新的DMAC废水处理技术，是在分子溶剂中进行的，其 工艺过程是首先采用有机萃取剂将废水中的DMAC萃取到有机溶剂中，再通过精馏实现将 DMAC与萃取剂的分离。萃取-精馏组合技术经济型明显优于水法，可以处理低浓度的DMAC 废水。但该方法存在以下不足一方面存在萃取剂损耗，造成二次污染；另一方面整个分离 工序由常压的浓缩塔和减压的钝化塔组成，工序复杂，耗能巨大，回收费用高，而且减压操 作增加了溶剂的损耗。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种DMAC的回收率高、回收过程能耗低、 不会造成二次污染的从氨纶废原液中回收DMAC的方法。本发明的目的是这样实现的一种从氨纶废原液中回收DMAC的方法，其特征在于 所述方法包括以下工艺过程步骤一、氨纶废原液水处理分离将收集的氨纶废原液分成切1 10cm见方的小块，浸泡在去离子水中，氨纶废原 液与去离子水的投料质量比为1 0. 5 10，浸泡20 120小时，通过过滤和压滤机分离 得到固、液两相，固相重新投入浸泡池浸泡，重复操作多次，浸泡时间和质量比不变；步骤二、萃取将步骤一分离得到的液相与离子液体按质量比1 0.5 3、以逆流方式进入萃取 设备中，在常温常压下进行混合萃取，萃取的级数为5 15级，使混合溶液中的DMAC富集 到离子液体相中，形成由萃取剂和DMAC组成的萃取相以及由去离子水和无机物组成的萃 余相，
步骤三、精馏将步骤二萃取得到的萃取相进入精馏设备，通过减压蒸馏的方法分离出离子液体 相中的DMAC，离子液体循环回用，步骤二所述的离子液体是由一种阳离子和一种阴离子构成的离子化合物，其制备 方法如下按摩尔比1 1将甲基咪唑和3-氯丙基醚均勻混合，氮气保护下在85_95°C的水 浴中回流20-30小时，接着用硅酮或乙醚洗涤除去未转化的反应物，旋转蒸发除去硅酮或 乙醚。然后再加入与甲基咪唑或3-氯丙基醚等摩尔的六氟磷酸钾(KPF6)，加热至85-95°C 保持15小时，冷却，加去离子水洗涤并干燥，最后在85°C蒸发10小时去除杂质，得到离子液 体。反应式如下(1) C4H6N2+C4H90C1 — CH3 (C3H2N2) +CH2CH2CH20CH3Cr(2) CH3 (C3H2N2) +CH2CH2CH2OCH3Cr+KPF6 —CH3 (C3H3N2) +CH2CH2CH20CH3PF6>KC1本发明离子液体的选择满足以下性质1)离子液体与DMAC完全混溶，当离子液体与DMAC混溶时，DMAC可以完全进入离 子液体相，迅速分层，平衡时间短，无乳化现象。2)离子液体有显著的疏水性。疏水性使得离子液体在水中的溶解性极小，从而减 少萃取过程中离子液体的夹带流失，同时传质速度快，不易于乳化夹带和由此带来的二次 污染。3)离子液体具有超溶解特性、无挥发性、稳定的化学性质，可以通过减压蒸馏将 DMAC与之分离。本发明的有益效果是该方法一方面采用水分离和压滤分离技术，提高将氨纶废原液中的DMAC的提取 率；另一方面利用离子液体作为萃取剂，通过液-液萃取的方法将DMAC萃取回收，杜绝萃取 剂的损失和造成二次污染。整个过程具有工序简单、能耗低、回收率高和无污染等优点。
图1为本发明的氨纶废原液水处理分离工艺流程图。图2为本发明的氨纶废原液中DMAC回收工艺流程图。
具体实施例方式参见图1和图2，图1为本发明的氨纶废原液水处理分离工艺流程图。图2为本 发明的氨纶废原液中DMAC回收工艺流程图。由图1和图2可以看出，从氨纶废原液中回收 DMAC的方法，包括以下工艺过程一、先制备离子液体按摩尔比1 1将甲基咪唑和3-氯丙基醚均勻混合，氮气保护下在85_95°C的水 浴中回流20-30小时，接着用硅酮或乙醚洗涤除去未转化的反应物，旋转蒸发除去硅酮或 乙醚。然后再加入与甲基咪唑或3-氯丙基醚等摩尔的六氟磷酸钾(KPF6)，加热至85-95°C保持15小时，冷却，加去离子水洗涤并干燥，最后在85°C蒸发10小时去除杂质，得到离子液 体。二、从氨纶废原液中回收DMAC步骤一、氨纶废原液水处理分离如图1所示，将收集的lOOKg氨纶废原液(质量百分比67. 3% )分成切1 10cm 见方的小块浸泡在含有去离子水的浸泡池中，浸泡池中氨纶废原液与去离子水的质量比为 1 1，浸泡24小时后通过滤器过滤，收集滤液(装入滤液罐备萃取用)和滤渣，滤渣重新 投入浸泡池浸泡，重复操作两次，浸泡时间和质量比不变，最后将滤渣经压滤机压滤，收集 滤液入滤液罐。检测滤液罐中DMAC溶液的质量百分比为20. 84%。氨纶废原液经多次去离 子水浸泡后，氨纶废原液中DMAC的萃取率达到98. 92%。步骤二、萃取如图2所示，将步骤一分离得到的液相与离子液体按质量比1 1、以逆流方式进 入萃取设备(多级塔式澄清器)中，在常温常压下进行混合萃取，滤液从最下一级的轻相入 口进入，萃取剂从最上一级的重相入口进入，混合溶液在装置搅拌作用下发生10级逆流萃 取。混合溶液进入澄清区，形成两相，即萃取相和萃余相，经逐级逆流萃取后，DMAC转移到 萃取相中，最后萃取相从最下一级的重相出口排出进入精馏塔精馏，萃余相由最上一级的 轻相出口排出加入浸泡池。经检测萃余相中DMAC浓度低于lOOppm。步骤三、精馏将步骤二萃取得到的萃取相进入精馏设备(多级塔式澄清器)，采用减压蒸 馏，DMAC以气相形式从侧线采出，经冷凝后得到纯度达99. 9%的DMAC液体，含水率低于 lOOppm，能用于氨纶的溶液聚合干法纺丝，回收率可达99.5%。离子液体循环回用。
权利要求
一种从氨纶废原液中回收DMAC的方法，其特征在于所述方法包括以下工艺过程步骤一、氨纶废原液水处理分离将收集的氨纶废原液分成切1～10cm见方的小块，浸泡在去离子水中，氨纶废原液与去离子水的投料质量比为1∶0.5～10，浸泡20～120小时，通过过滤和压滤机分离得到固、液两相，固相重新投入浸泡池浸泡，重复操作多次，浸泡时间和质量比不变；步骤二、萃取将步骤一分离得到的液相与离子液体按质量比1∶0.5～3、以逆流方式进入萃取设备中，在常温常压下进行混合萃取，萃取的级数为5～15级，使混合溶液中的DMAC富集到离子液体相中，形成由萃取剂和DMAC组成的萃取相以及由去离子水和无机物组成的萃余相，步骤三、精馏将步骤二萃取得到的萃取相进入精馏设备，通过减压蒸馏的方法分离出离子液体相中的DMAC，离子液体循环回用，步骤二所述的离子液体是由一种阳离子和一种阴离子构成的离子化合物，其制备方法如下按摩尔比1∶1将甲基咪唑和3 氯丙基醚均匀混合，氮气保护下在85 95℃的水浴中回流20 30小时，接着用硅酮或乙醚洗涤除去未转化的反应物，旋转蒸发除去硅酮或乙醚，然后再加入与甲基咪唑或3 氯丙基醚等摩尔的六氟磷酸钾，加热至85 95℃保持15小时，冷却，加去离子水洗涤并干燥，最后在85℃蒸发10小时去除杂质，得到离子液体。
全文摘要
本发明涉及一种从氨纶废原液中回收DMAC的方法，所述方法包括以下工艺过程将收集的氨纶废原液分成1～10cm见方的小块，浸泡在去离子水中，通过过滤和压滤机分离得到固、液两相，固相重新投入浸泡池浸泡，重复操作多次；将液相与离子液体按质量比1∶0.5～3进入萃取设备中，进行混合萃取，使混合溶液中的DMAC富集到离子液体相中，形成由离子液体和DMAC组成的萃取相以及由去离子水和无机物组成的萃余相，将萃取相进入精馏设备，通过减压蒸馏的方法分离出离子液体相中的DMAC，离子液体循环回用。本发明方法DMAC的回收率高，回收过程能耗低，不会造成二次污染。
文档编号C07C231/24GK101921204SQ20101024900
公开日2010年12月22日 申请日期2010年8月5日 优先权日2010年8月5日
发明者何春远, 张磊, 李广忠, 陈志成 申请人:江苏双良氨纶有限公司