专利名称：一种回收n,n-二甲基甲酰胺废气的方法
技术领域：
本发明属化工领域，具体涉及一种回收N，N-二甲基甲酰胺废气的方法。
背景技术：
N, N-二甲基甲酰胺(简称DMF)是一种性能优良的化工原料，它被广泛应用于制革、制药、石油、无机化工、催化剂、高分子、涂料、树脂等行业。然而仅在制革生产过程中，由于使用大量DMF，特别是在生产表面处理过程中，涂有大量有机溶剂的制品在密闭烘箱中经 60 (°C ) 170°C的高温处理时，会产生大量可挥发性含N，N-二甲基甲酰胺(DMF)的废气， 干法生产线产生的废气量约占整个制革业中废气量的95%。若将其直接排放，将使环境空气质量下降，造成资源大量浪费，并严重危害人体健康。目前治理N，N_ 二甲基甲酰胺(DMF)的方法主要有吸附法、吸收法和冷凝法。吸附法是处理低浓度有机废气方法中应用最为广泛的一种。吸附剂有天然或合成的、有机或无机的，种类繁多，而实用性高的吸附剂种类却很少，吸附N，N-二甲基甲酰胺(DMF)所用的传统吸附剂是活性炭，但是制备活性炭均存在原材料紧缺，导致活性炭生产成本较高，吸收 N，N-二甲基甲酰胺(DMF)废气的活性炭再生困难，能耗较高，且吸附法没有从根本上处理 DMF，污染进行了迁移，因而也存在更大的潜在环境风险。冷凝法工艺原理简单，可直接回收液态N，N-二甲基甲酰胺(DMF)，但是冷凝法要达标需要降到很低的温度，能耗非常高。吸收法的优点是几乎可以处理各种有害气体，适用范围很广，并可回收有价值的产品，缺点是采用水来吸收处理N，N-二甲基甲酰胺(DMF)，直接吸收传质动力过小、回收过程中能源消耗高、吸收效率不高，会造成废水污染。
发明内容
本发明为解决现有技术中的问题，提供一种回收N，N-二甲基甲酰胺废气的方法， 该方法可提高N，N-二甲基甲酰胺(DMF)废气回收率，降低环境污染。本发明一种回收N，N-二甲基甲酰胺废气的方法，它包括以下步骤a.将咪唑类离子液体放置于吸收器中，在温度范围为-10°C 100°C、压力范围为
O.IMPa I. OMpa下，将含N，N-二甲基甲酰胺O. 01% 60% (与总气体的质量比)的废气气体通入咪唑类离子液体中，吸收时间范围为8h至36h ;得到N，N-二甲基甲酰胺离子液体溶液。b.将含N，N_ 二甲基甲酰胺的离子液体溶液在温度范围为100°C 200°C、真空度范围O. OlMPa O. IMpa下，解吸N，N- 二甲基甲酰胺2h 12h，解吸的气体N，N- 二甲基甲酰胺进入冷凝器后冷凝得N，N- 二甲基甲酰胺产品，剩余离子液体再生循环利用。所述的一种回收N，N-二甲基甲酰胺废气的方法，所采用的离子液体为1，3_ 二甲基咪唑四氟硼酸盐、1，3_ 二甲基咪唑六氟磷酸盐、I-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、I-乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、I-丙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、I-丙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、I- 丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、I-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、I-己基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、I-己基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、I-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、I-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、I-癸基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、I-癸基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、I-十二烷基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、I-十二烷基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、I-十四烷基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、I-十四烷基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、I-十六烷基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐或I-十六烷基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐中的一种。所述的一种回收N，N-二甲基甲酰胺废气的方法，所述步骤b中N，N-二甲基甲酰胺离子液体溶液中，N，N- 二甲基甲酰胺与总液体的质量比为5% 60%。本发明与现有技术相比具有的优点为本发明针对现有N，N- 二甲基甲酰胺(DMF)治理过程中能源消耗高、吸收效率低， 会造成废水和废气二次污染等问题，根据N，N- 二甲基甲酰胺和离子液体特性，采用挥发性很低、热稳定性很好且与DMF混溶的咪唑类离子液体在较低温度下吸收DMF废气，筛选出咪唑类系列离子液体吸收N，N- 二甲基甲酰胺(DMF)废气，并在高温下蒸发冷凝回收N，N- 二甲基甲酰胺-离子液体溶液中N，N- 二甲基甲酰胺，离子液体循环利用。本发明方法可提高N，N-二甲基甲酰胺(DMF)废气回收率，降低环境污染，具有显著经济和环境效益。
具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明实施例I将I-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体放置于吸收器中，在22°C、0. IOMPa 下，将含10% N，N-二甲基甲酰胺的气体(与总气体的质量比)通入I-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体中，吸收时间为32h，得到N，N-二甲基甲酰胺I-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体溶液。期间每隔时间Ih在气体进出口处取样，用紫外分光光度法分析进、出口 N，N- 二甲基甲酰胺浓度，N, N- 二甲基甲酰胺吸收率均可达95%以上。含N，N-二甲基甲酰胺35% (与总液体的质量比)的N，N-二甲基甲酰胺_1_ 丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体溶液在温度160°C，真空度O. OlMPa下，解吸N，N- 二甲基甲酰胺7h，解吸气冷凝回收既得合格N，N-二甲基甲酰胺产品，I-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体再生循环利用。实施例2将I-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子液体放置于吸收器中，在-10°C、I. OMPa 下，将含60% N，N-二甲基甲酰胺的气体(与总气体的质量比)通入I-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子液体中，吸收时间为36h，得到N，N-二甲基甲酰胺I-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子液体溶液。期间每隔Ih时间在气体进出口处取样，用紫外分光光度法分析进、出口 N，N- 二甲基甲酰胺浓度，N, N- 二甲基甲酰胺吸收率均可达98%以上。含N，N-二甲基甲酰胺60% (与总液体的质量比)的N，N-二甲基甲酰胺_1_ 丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子液体溶液在温度130°C，真空度O. IMPa下，解吸N，N- 二甲基甲酰胺12h，解吸气冷凝回收既得合格N，N-二甲基甲酰胺产品，I-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子液体再生循环利用。实施例3
将I-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体放置于吸收器中，在100°C、0. IMPa 下，将含O. 01% N，N-二甲基甲酰胺的气体(与总气体的质量比)通入I-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体中，吸收时间为10h，得到N，N-二甲基甲酰胺-I-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体溶液。期间每隔Ih时间在气体进出口处取样，用紫外分光光度法分析进、出口 N，N- 二甲基甲酰胺浓度，N, N- 二甲基甲酰胺吸收率均可达80%以上。将含N，N-二甲基甲酰胺5% (与总液体的质量比)的N，N-二甲基甲酰胺-I-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体溶液在温度160°C，真空度O. OlMPa下，解吸N，N- 二甲基甲酰胺2h，解吸气冷凝回收既得合格N，N-二甲基甲酰胺产品，I-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体再生循环利用。实施例4将I-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子液体放置于吸收器中，在80°C、0. IMPa 下，将含30% N，N-二甲基甲酰胺的气体(与总气体的质量比)通入I-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子液体中，吸收时间为18h得到N，N-二甲基甲酰胺-I-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子液体溶液。期间每隔时间Ih在气体进出口处取样，用紫外分光光度法分析进、出口 N，N- 二甲基甲酰胺浓度，N, N- 二甲基甲酰胺吸收率均可达93%以上。含N，N-二甲基甲酰胺25% (与总液体的质量比)的N，N-二甲基甲酰胺_1_辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子液体溶液在温度160°C，真空度O. OlMPa下，解吸N，N- 二甲基甲酰胺5h，解吸气冷凝回收既得合格N，N-二甲基甲酰胺产品，I-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子液体再生循环利用。本发明的保护范围不局限于实施例所述，任何与本发明的等效替换和相似变换都在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种回收N，N-二甲基甲酰胺废气的方法，其特征是，它包括以下步骤a.将咪唑类离子液体放置于吸收器中，在温度范围为-10°C 100°C、压力范围为O.IMPa I. OMpa下，将含N，N-二甲基甲酰胺O. 01% 60% (与总气体的质量比)的废气气体通入咪唑类离子液体中，吸收时间范围为8h至36h ;得到N，N-二甲基甲酰胺离子液体溶液；b.将含N，N-二甲基甲酰胺的离子液体溶液在温度范围为100°C 200°C、真空度范围O.OlMPa O. IMpa下，解吸N，N- 二甲基甲酰胺2h 12h，解吸的气体N，N- 二甲基甲酰胺进入冷凝器后冷凝得N，N- 二甲基甲酰胺产品，剩余离子液体再生循环利用。
2.如权利要求I所述的一种回收N，N-二甲基甲酰胺废气的方法，其特征是，所采用的离子液体为I，3- 二甲基咪唑四氟硼酸盐、I，3- 二甲基咪唑六氟磷酸盐、I-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、I-乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、I-丙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、I-丙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、I-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、I-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、I-己基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、I-己基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、I-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、I-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、I-癸基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、I-癸基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、I-十二烷基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、I-十二烷基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、I-十四烷基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、I-十四烷基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、I-十六烷基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐或I-十六烷基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐中的一种。
3.如权利要求I所述的一种回收N，N-二甲基甲酰胺废气的方法，其特征是，所述步骤 b中N，N-二甲基甲酰胺离子液体溶液中，N, N-二甲基甲酰胺与总液体的质量比为5% 60%。
全文摘要
本发明涉及一种回收N，N-二甲基甲酰胺废气的方法，它根据咪唑类离子液体挥发性低，热稳定性好且与N，N-二甲基甲酰胺混溶等特点，在温度范围为-10℃～100℃，压力范围为0.1MPa～1.0Mpa下，将含N，N-二甲基甲酰胺气体通入咪唑类离子液体，咪唑类离子液体高效吸收N，N-二甲基甲酰胺气体。含N，N-二甲基甲酰胺5％～60％的N，N-二甲基甲酰胺-离子液体溶液在温度范围为100℃～200℃，真空度范围0.01MPa～0.1Mpa下，解吸回收得到合格N，N-二甲基甲酰胺产品，离子液体再生循环利用。本发明工艺简单，吸收率较高，无污染，能耗低，适合于工业化生产，符合当今社会绿色化学发展要求。
文档编号B01D53/14GK102584619SQ20121000920
公开日2012年7月18日 申请日期2012年1月13日 优先权日2012年1月13日
发明者任爱玲, 段二红, 郭斌, 高亮 申请人:河北科技大学