一种新型固液体系分离方法与流程

文档序号:15037580发布日期:2018-07-27 20:38阅读:331来源:国知局
本发明涉及一种新型固液体系分离方法,具体涉及一种从聚合物反应体系中分离产物和盐类副产物的方法。技术背景固液分离方法在许多工业中是很重要的,这些工业包括化学工业、制药工业、以及水和污物处理工业。这些固液分离方法是不同的,可以包括真空或加压过滤、离心、沉降和澄清。在许多化学过程中,固液分离方法常常在特殊化学中间体的生产中起着关键性的作用。在工业生产中,尤其是聚合物合成过程中往往会有副产物生成,然而在反应液中将聚合物与副产物进行固液分离,并提高聚合物的纯度对于工业生产有着至关重要的作用。随着工业的发展,有机硅氧烷聚合物由于其优异的性质的到了广泛的制备与应用,有机硅化合物用于表面活性剂具有其独特的优点,如表面张力低、润湿和铺展性好、热稳定性强,乳化作用大、配伍性能好,并且具有发泡、稳泡和拟泡的作用,且无毒、无副作用。目前已在纺织、化妆品、塑料、油漆、涂料、农业化学品、石油、化工、医药、汽车、电子和机械加工等方面广泛应用,并发挥了积极作用。但是一般情况下在制备聚合物的过程中有一定量的副产物生成,例如在生产一些硅氧烷聚合物的时候会有一些副产物盐的生成,目前在生产过程中将硅氧烷聚合物与副产物或杂质的分离常用的方法是首先将反应结束后得到的反应液进行减压蒸馏,后向反应物中加入醇,使聚合物析出后静置分离,后将聚合物分离出来。但是使用这种方式分离得到的聚合物往往纯度不高,部分副产物盐会缠裹在聚合物中,从而使聚合物中依然夹杂着杂质。技术实现要素:本发明的目的在于克服上述现有技术的不足,提供一种新型固液分离方法,该方法可以有效的改善固液分离困难,以及聚合物收率低,分离纯度不高的问题。一方面,本发明提供了一种新型固液分离的方法,具体涉及一种将硅氧烷聚合物与副产物盐进行固液分离的方法,具体技术方案是这样实现的,所述的方法包括以下步骤:(1)首先,将待分离的硅氧烷聚合物产物混合物进行减压蒸馏,除去反应液中的有机溶剂,得到含有副产物盐的硅氧烷聚合物;(2)向步骤(1)中得到的含有副产物盐的硅氧烷聚合物中加入低沸点有机溶剂,至含有副产物盐的硅氧烷聚合物溶解,然后加入高沸点醇,得到混合物a;(3)将步骤(2)得到的混合物a放入超声清洗机中,进行超声处理,使溶液混合均匀,然后加热除去混合溶液中的低沸点有机溶剂,降至室温使副产物盐完全析出,得到固液混合物b;(4)将步骤(3)中得到的固液混合物b送入压滤机中进行压滤,弃去滤饼,保留滤液,即得到高纯度的硅氧烷聚合物溶液。上述步骤(2)中所述的低沸点有机溶剂可选自二氯甲烷、三氯甲烷和丙酮中的一种或几种;优选地,上述步骤(2)中所述的低沸点有机溶剂可为体积比为1∶4-6的二氯甲烷和三氯甲烷的混合物;进一步优选地,上述步骤(2)中所述的低沸点有机溶剂可为体积比为1∶10-15丙酮和三氯甲烷的混合物。上述步骤(2)中所述的高沸点醇可选自异戊醇或乙二醇。上述步骤(2)中低沸点有机溶剂和高沸点醇的体积比为1∶10-20;上述步骤(3)中所述的超声处理,超声频率为20-35khz,超声时间为20-30min。上述步骤(3)中所述的加热,加热温度为60-80℃。上述步骤(3)中固液混合物的含液量为60-80%。另一方面,本发明还公开了通过压滤机进行固液分离硅氧烷聚合物与副产物盐的方法,具体操作步骤为:a、开机,按动开机键,动力机构提供动力使压滤机中的压紧机构工作,并检查各管路开闭状态;b、进料,当步骤a中检查无误后,启动进料泵,慢慢开启进料阀,料浆通过止推板上的进料孔进入各滤室,在一定压力下进行加压过滤,液体有出料机构流出,形成滤饼;c、洗涤,对步骤b中得到的滤饼进行洗涤,洗涤溶液由洗涤进液口通入各滤室,渗过滤饼层,对滤饼进行洗涤,保留滤液,即得到高纯度的滤液;d、关机,按动暂停键,压滤机中的压紧机构停止工作,活塞退回原位;e、卸饼、将压滤机的滤板逐块拉开,卸出滤饼,弃去,操作结束。上述步骤b中所述的加压过滤的压力设置为0.2-1.5兆帕,进料速度设置为300-3000kg/h。本发明提供的固液体系分离方法是用于硅氧烷聚合物与其副产物盐的分离;所述硅氧烷聚合物可选自甲基乙氧基硅氧烷、甲基三氟丙基硅氧烷、甲基乙烯基硅氧烷、聚二甲基硅氧烷、六甲基硅氧烷、环甲基硅氧烷,聚甲基苯基硅氧烷和聚醚聚硅氧烷共聚物中的一种。所述的副产物盐为铵盐、硫酸盐或盐酸盐中的一种。所述铵盐为氯化铵;所述的硫酸盐为硫酸钠、硫酸钾和硫酸镁中的一种;所述的的盐酸盐为氯化钠、氯化镁和氯化钾中的一种。与现有技术相比,本发明的有益效果在于:本发明根据溶剂沸点不同对硅氧烷聚合物进行溶解,后通过超声处理使硅氧烷聚合物彻底溶解,从而使得到的硅氧烷聚合物收率高,同时纯度也得到大幅度提高,用本发明提供的方法进行固液分离后得到的硅氧烷聚合物无需进行进一步洗涤或重结晶处理,纯度便可满足要求,后处理操作步骤简单,节约资源,有利于保护环境。具体实施方案实施例1一种新型固液体系分离方法(1)首先,将待分离的六甲基硅氧烷聚合物产物混合物进行减压蒸馏,除去反应液中的有机溶剂,得到含有氯化铵杂质的六甲基硅氧烷聚合物;(2)向步骤(1)中得到的含有氯化铵杂质的六甲基硅氧烷聚合物中加入三氯甲烷,至含有氯化铵的六甲基硅氧烷聚合物溶解,然后加入异戊醇,体积比为:异戊醇与三氯甲烷体积比为9∶1,得到混合溶液a;(3)将步骤(2)得到的混合溶液a放入超声清洗机中,进行超声处理,超声频率为20khz,超声时间为20min,使溶液混合均匀,然后加热至60℃,除去混合溶液中的三氯甲烷,降至室温使氯化铵杂质完全析出,得到固液混合物b,固液混合物b的含液量为70%;(4)将步骤(3)中得到的固液混合物b送入压滤机中进行压滤,弃去滤饼,保留滤液,即得到高纯度的六甲基硅氧烷聚合物溶液。最终所得六甲基硅氧烷聚合物的收率为95.6%,纯度为98.2%。实施例2一种新型固液体系分离方法(1)首先,将待分离的聚二甲基硅氧烷聚合物产物混合物进行减压蒸馏,除去反应液中的有机溶剂,得到含有硫酸钠杂质的聚二甲基硅氧烷聚合物;(2)向步骤(1)中得到的含有硫酸钠杂质的聚二甲基硅氧烷聚合物中加入二氯甲烷,至含有硫酸钠的聚二甲基硅氧烷聚合物完全溶解,然后加入异戊醇,体积比为:异戊醇与二氯甲烷体积比为10∶1,得到混合溶液a;(3)将步骤(2)得到的混合溶液a放入超声清洗机中,进行超声处理,超声频率为25khz,超声时间为20min,使溶液混合均匀,然后加热至80℃,除去混合溶液中的二氯甲烷,降至室温使硫酸钠杂质完全析出,得到固液混合物b,固液混合物b的含液量为75%;(4)将步骤(3)中得到的固液混合物b送入压滤机中进行压滤,弃去滤饼,保留滤液,即得到高纯度的聚二甲基硅氧烷聚合物溶液。最终所得聚二甲基硅氧烷聚合物的收率为95.2%,纯度为98.6%。实施例3一种新型固液体系分离方法(1)首先,将待分离的聚甲基苯基硅氧烷聚合物产物混合物进行减压蒸馏,除去反应液中的有机溶剂,得到含有硫酸钾杂质的苯基硅氧烷聚合物;(2)向步骤(1)中得到的含有硫酸钾杂质的聚甲基苯基硅氧烷聚合物中加入丙酮,至含有硫酸钾杂质的聚甲基苯基硅氧烷聚合物完全溶解,然后加入乙二醇,体积比为:乙二醇与丙酮体积比为12∶1,得到混合溶液a;(3)将步骤(2)得到的混合溶液a放入超声清洗机中,进行超声处理,超声频率为30khz,超声时间为25min,使溶液混合均匀,然后加热至60℃,除去混合溶液中的丙酮,降至室温使硫酸钾杂质完全析出,得到固液混合物b,固液混合物b的含液量为80%;(4)将步骤(3)中得到的固液混合物b送入压滤机中进行压滤,弃去滤饼,保留滤液,即得到高纯度的聚甲基苯基硅氧烷聚合物溶液。最终所得聚甲基苯基硅氧烷聚合物的收率为96.5%,纯度为98.1%。实施例4一种新型固液体系分离方法(1)首先,将待分离的环甲基硅氧烷聚合物产物混合物进行减压蒸馏,除去反应液中的有机溶剂,得到含有氯化钠杂质的环甲基硅氧烷聚合物;(2)向步骤(1)中得到的含有氯化钠杂质的环甲基硅氧烷聚合物中加入体积比为1∶10丙酮和三氯甲烷的混合溶液,至含有氯化钠杂质的环甲基硅氧烷聚合物完全溶解,然后加入乙二醇,体积比为:乙二醇的体积∶丙酮和三氯甲烷的混合溶液总体积为10∶1,得到混合溶液a;(3)将步骤(2)得到的混合溶液a放入超声清洗机中,进行超声处理,超声频率为25khz,超声时间为20min,使溶液混合均匀,然后加热至60℃,除去混合溶液中的丙酮和三氯甲烷,降温至室温使氯化钠杂质完全析出,得到固液混合物b,固液混合物b的含液量为70%,;(4)将步骤(3)中得到的固液混合物b送入压滤机中进行压滤,弃去滤饼,保留滤液,即得到高纯度的环甲基硅氧烷聚合物溶液。最终所得环甲基硅氧烷聚合物的收率为98.5%,纯度为99.5%。实施例5一种新型固液体系分离方法(1)首先,将待分离的甲基乙烯基硅氧烷聚合物产物混合物进行减压蒸馏,除去反应液中的有机溶剂,得到含有氯化钾杂质的甲基乙烯基硅氧烷聚合物;(2)向步骤(1)中得到的含有氯化钾杂质的甲基乙烯基硅氧烷聚合物中加入体积比1∶13的丙酮和三氯甲烷的混合溶液,至含有氯化钾杂质的甲基乙烯基硅氧烷聚合物完全溶解,然后加入乙二醇,体积比为:乙二醇的体积∶丙酮和三氯甲烷的混合溶液总体积为15∶1,得到混合溶液a;(3)将步骤(2)得到的混合溶液a放入超声清洗机中,进行超声处理,超声频率为26khz,超声时间为25min,使溶液混合均匀,然后加热至60℃,除去混合溶液中的丙酮和三氯甲烷,降温至室温使氯化钾杂质完全析出,得到固液混合物b,固液混合物b的含液量为75%;(4)将步骤(3)中得到的固液混合物b送入压滤机中进行压滤,弃去滤饼,保留滤液,即得到高纯度的甲基乙烯基硅氧烷聚合物溶液。最终所得甲基乙烯基硅氧烷聚合物的收率为98.7%,纯度为99.3%。实施例6一种新型固液体系分离方法(1)首先,将待分离的六甲基硅氧烷聚合物产物混合物进行减压蒸馏,除去反应液中的有机溶剂,得到含有硫酸镁杂质的六甲基硅氧烷聚合物;(2)向步骤(1)中得到的含有硫酸镁杂质的六甲基硅氧烷聚合物中加入体积比1∶14的丙酮和三氯甲烷混合溶液,至含有杂质的六甲基硅氧烷聚合物完全溶解,然后加入乙二醇,体积比为:乙二醇的体积∶丙酮和三氯甲烷的混合溶液总体积为12∶1,得到混合溶液a;(3)将步骤(2)得到的混合溶液a放入超声清洗机中,进行超声处理,超声频率为30khz,超声时间为20min,使溶液混合均匀,然后加热至60℃,除去混合溶液中的丙酮和三氯甲烷,降温至室温使硫酸镁杂质完全析出,得到固液混合物b,固液混合物b的含液量为78%;(4)将步骤(3)中得到的固液混合物b送入压滤机中进行压滤,弃去滤饼,保留滤液,即得到高纯度的六甲基硅氧烷聚合物溶液。所得六甲基硅氧烷聚合物的收率为98.8%,纯度为99.7%。实施例7一种新型固液体系分离方法(1)首先,将待分离的聚甲基苯基硅氧烷聚合物产物混合物进行减压蒸馏,除去反应液中的有机溶剂,得到含有氯化钠杂质的聚甲基苯基硅氧烷聚合物;(2)向步骤(1)中得到的含有氯化钠杂质的聚甲基苯基硅氧烷聚合物中加入体积比为1∶4的二氯甲烷和三氯甲烷的混合溶液,至含有氯化钠杂质的聚甲基苯基硅氧烷聚合物完全溶解,然后加入异戊醇,体积比为:异戊醇的体积∶二氯甲烷和三氯甲烷的混合溶液总体积为15∶1,得到混合溶液a;(3)将步骤(2)得到的混合溶液a放入超声清洗机中,进行超声处理,超声频率为20khz,超声时间为25min,使溶液混合均匀,然后加热至80℃,除去混合溶液中的二氯甲烷和三氯甲烷,降温至室温使氯化钠杂质完全析出,得到固液混合物b,固液混合物b的含液量为80%,;(4)将步骤(3)中得到的固液混合物b送入压滤机中进行压滤,即得到高纯度的聚甲基苯基硅氧烷聚合物溶液。最终所得聚甲基苯基硅氧烷聚合物的收率为98.5%,纯度为99.6%。实施例8一种新型固液体系分离方法(1)首先,将待分离的甲基乙烯基硅氧烷聚合物产物混合物进行减压蒸馏,除去反应液中的有机溶剂,得到含有氯化铵杂质的甲基乙烯基硅氧烷聚合物;(2)向步骤(1)中得到的含有氯化铵杂质的甲基乙烯基硅氧烷聚合物中加体积比为1∶5的二氯甲烷和三氯甲烷混合溶液,至含有氯化铵杂质的甲基乙烯基硅氧烷聚合物完全溶解,然后加入异戊醇,体积比为:异戊醇的体积∶二氯甲烷和三氯甲烷的混合溶液总体积为12∶1,得到混合溶液a;(3)将步骤(2)得到的混合溶液放入超声清洗机中,进行超声处理,超声频率为25khz,超声时间为20min,使溶液混合均匀,然后加热至80℃,除去混合溶液中的二氯甲烷和三氯甲烷,降温至室温使氯化铵杂质完全析出,得到固液混合物b,固液混合物b的含液量为76%;(4)将步骤(3)中得到的固液混合物送入压滤机中进行压滤,弃去滤饼,保留滤液,即得到高纯度的甲基乙烯基硅氧烷聚合物。最终所得甲基乙烯基硅氧烷聚合物的收率为98.9%,纯度为99.8%。实施例9一种新型固液体系分离方法(1)首先,将待分离的甲基乙氧基硅氧烷聚合物产物混合物进行减压蒸馏,除去反应液中的有机溶剂,得到含有硫酸钠杂质的甲基乙氧基硅氧烷聚合物;(2)向步骤(1)中得到的含有硫酸钠杂质的甲基乙氧基硅氧烷聚合物中加入体积比为1∶6的二氯甲烷和三氯甲烷的混合溶液,至含有硫酸钠杂质的甲基乙氧基硅氧烷聚合物完全溶解,然后加入异戊醇,体积比为:异戊醇的体积∶二氯甲烷和三氯甲烷混合溶液总体积为10∶1,得到混合溶液a;(3)将步骤(2)得到的混合溶液a放入超声清洗机中,进行超声处理,超声频率为30khz,超声时间为25min,使溶液混合均匀,然后加热至80℃,除去混合溶液中的二氯甲烷和三氯甲烷,降温至室温使硫酸钠杂质完全析出,得到固液混合物b,固液混合物b的含液量为79%;(4)将步骤(3)中得到的固液混合物送入压滤机中进行压滤,即得到高纯度的甲基乙氧基硅氧烷聚合物。所得甲基乙氧基硅氧烷聚合物的收率为98.6%,纯度为99.7%。对比例1一种新型固液体系分离方法与实施例9的区别在于:步骤(3)中没有加热除去二氯甲烷和三氯甲烷,其他步骤与操作与实施例9相同。所得硅氧烷聚合物的收率为85.7%,纯度为90.5%。对比例2一种新型固液体系分离方法与实施例9的区别在于:步骤(2)中所加的二氯甲烷与三氯甲烷的体积比为1∶1,其他步骤与操作与实施例9相同。所得硅氧烷聚合物的收率为94.6%,纯度为95.8%。对比例3一种新型固液体系分离方法与实施例9的区别在于:步骤(2)中所加的异戊醇的体积:二氯甲烷与三氯甲烷总体积为5∶1,其他步骤与操作与实施例9相同。所得硅氧烷聚合物的收率为76.7%,纯度为96.8%。基础实施例一种通过压滤机进行固液分离硅氧烷聚合物与副产物盐的方法,具体操作步骤为:a、开机,按动开机键,动力机构提供动力使压滤机中的压紧机构工作,并检查各管路开闭状态;b、进料,当步骤a中检查无误后,启动进料泵,慢慢开启进料阀,料浆通过止推板上的进料孔进入各滤室,在0.2-1.5兆帕压力下进行加压过滤,进料速度设置为300-3000kg/h,液体有出料机构流出,形成滤饼;c、洗涤,对步骤b中得到的滤饼进行洗涤,洗涤溶液由洗涤进液口通入各滤室,森过滤饼层,对滤饼进行洗涤,保留滤液,得到高纯度的滤液;d、关机,按动暂停键,压滤机中的压紧机构停止工作,活塞退回原位;e、卸饼、将压滤机的滤板逐块拉开,卸出滤饼,弃去,操作结束。下表1为上述实施例1-9的测试数据实施例收率%纯度%实施例195.698.2实施例295.298.6实施例396.598.1实施例498.599.5实施例598.799.3实施例698.899.7实施例798.599.6实施例898.999.8实施例998.699.7对比例185.790.5对比例294.695.8对比例376.796.8由上表数据可以看出,当用同一种低沸点有机溶剂对硅氧烷聚合物进行溶解时,其最终得到的产物收率可高达95%以上,纯度可达98%以上(实施例1-3)中记载;当用两种有机溶剂对硅氧烷聚合物进行溶解时,由于溶剂的互相作用,是硅氧烷聚合物在溶液中的相互作用增强,从而加入醇后,可以更好地析出,使得到的产物纯度更高,根据实施例4-6的记载,当低沸点有机溶剂为二氯甲烷和三氯甲烷的混合物时,并控制其体积比为1∶4-6,最终得到的硅氧烷聚合物的收率可高达98.8%,纯度可高达99.3%以上,根据实施例7-9的记载,当低沸点有机溶剂为丙酮和三氯甲烷的混合物时,并控制其体积比为1∶10-15时,最终得到的硅氧烷聚合物的收率可高达98.9%,纯度可高达99.6%以上;而对比例1-3中采用常规方法,或调节低沸点溶剂的比例不在本发明优选范围以内,或者调整低沸点溶剂与高沸点溶剂的比例不在本发明范围内,其收率和纯度都低于本发明实施例效果,即本发明根据溶剂沸点不同对硅氧烷聚合物进行洗涤后析出,后通过超声处理使副产物盐彻底溶解,从而使得到的硅氧烷聚合物纯度得到大幅度提高,用本发明提供的方法进行固液分离后得到的硅氧烷聚合物无需进行进一步洗涤或重结晶处理,纯度便可满足要求,后处理操作步骤简单,节约资源,有利于保护环境。惟以上所述者,仅为本发明之较佳实施例而已,当不能以此限定本发明实施之范围,即大凡依本发明权利要求及发明说明书所记载的内容所作出简单的等效变化与修饰,皆仍属本发明权利要求所涵盖范围之内。此外,摘要部分和标题仅是用来辅助专利文件搜寻之用,并非用来限制本发明之权利范围。当前第1页12
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