專利名稱：一種聚對苯二甲酰對苯二胺樹脂生產(chǎn)中溶劑的回收方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及聚對苯二甲酰對苯二胺樹脂生產(chǎn)中溶劑的回收方法，具體地說，本發(fā)明涉及一種從水、鹽以及N-烷基取代酰胺的混合物中回收N-烷基取代酰胺的方法。
背景技術(shù)：
聚對苯二甲酰對苯二胺(PPTA)樹脂，是制備高強(qiáng)度、高模量、耐高溫的特種纖維 對位芳綸以及具有高耐摩性、高度分散性的芳綸漿粕的原料，用它可制得比強(qiáng)度是鋼絲的 5-6倍、比模量是鋼絲的2-3倍、耐350°C高溫的對位芳綸纖維以及作為石棉的理想代用品 芳綸漿粕，制成耐高溫、耐摩擦的絕緣紙，因而被廣泛用于航天航空、交通通訊、化工等部 門。目前，PPTA樹脂主要由對苯二胺與對苯二甲酰氯在含有堿金屬和/堿土金屬的氯 化物的N-烷基取代酰胺溶劑體系中反應(yīng)制得，反應(yīng)后，通過向體系中加水洗去PPTA樹脂 聚合體中所含鹽類時(shí)，不可避免地把昂貴的N-烷基取代酰胺溶劑洗掉，如果將溶劑直接排 放，勢必造成生產(chǎn)成本的增加和對環(huán)境造成破壞。因此，期望能夠?qū)⑷軇┗厥赵倮谩，F(xiàn)有 技術(shù)中，為了回收溶劑，主要采用直接蒸餾工藝和萃取工藝，其中前者直接對含有溶劑的洗 滌液進(jìn)行精餾操作，存在溶劑不易回收，能耗大，且回收的溶劑重復(fù)使用時(shí)不利于生產(chǎn)的穩(wěn) 定和保證產(chǎn)品的質(zhì)量；而后者對操作環(huán)境以及電器設(shè)備的防爆要求高，對設(shè)備的腐蝕嚴(yán)重， 能耗大，引入的二次溶劑大多毒性大，易揮發(fā)，更是加重了對環(huán)境的污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種改進(jìn)的溶劑的 回收方法以提高溶劑的回收率和純度以及降低環(huán)境污染。為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案一種從聚對苯二甲酰對苯二胺樹脂生產(chǎn)所產(chǎn)生的洗滌液中回收溶劑的方法，所述 溶劑為N-烷基取代酰胺，所述洗滌液呈酸性，且至少含有堿金屬的氯化物、所述溶劑以及 水，所述方法依次包括如下步驟(1)、用堿金屬的氫氧化物中和所述洗滌液；(2)、將所述洗滌液以逆流方式通入多效蒸發(fā)器中進(jìn)行減壓蒸餾以除去所述洗滌 液中的水；(3)、將經(jīng)過步驟(2)處理的洗滌液連續(xù)通入到結(jié)晶塔釜中，邊攪拌所述洗滌液邊 進(jìn)行濃縮，獲得所述堿金屬的氯化物的鹽與所述溶劑的懸濁液；(4)、將步驟(3)所得懸濁液連續(xù)放出，經(jīng)離心過濾得到含所述溶劑的固相鹽以及 所述溶劑的粗品，其中所述固相鹽中的所述溶劑的含量為llwt% 15wt% ；(5)、對步驟(4)所述溶劑的粗品進(jìn)行氣提，所得氣相進(jìn)入雙級精餾塔進(jìn)行減壓精 餾提純獲得可用于所述聚對苯二甲酰對苯二胺樹脂生產(chǎn)的溶劑。根據(jù)本發(fā)明，步驟(2)中，所述多效蒸發(fā)器的溫度優(yōu)選為35°C 100°C。步驟(3)中，所述結(jié)晶塔釜溫度為40°C 110°C，所述結(jié)晶塔釜的進(jìn)料方式優(yōu)選為直接向釜身上部進(jìn)料。在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中，所述溶劑為N-甲基吡咯烷酮，步驟(4)中，氣提溫度 為90°C 140°C，氣提所得氣相直接進(jìn)入雙級精餾塔的一級精餾塔進(jìn)行精餾，一級精餾塔 塔釜溫度為70°C 150°C，然后將所述一級精餾塔的釜底物料通入所述雙級精餾塔的二級 精餾塔提純，二級精餾塔塔釜溫度為100°C 150°C，操作壓力為_85KPa -lOOKPa。所述 固相鹽在干燥溫度100°C 160°C，壓力為-SOKPa -IOOKPa下進(jìn)行真空干燥分離，分離出 的溶劑進(jìn)入步驟(5)處理。步驟(5)中，所述可用于所述聚對苯二甲酰對苯二胺樹脂生產(chǎn) 的溶劑的純度在99. 8wt%以上。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，所述洗滌液中還含有鈣離子，所述方法還包括在步驟(1) 之后，步驟(2)之前向所述洗滌液中加入碳酸鈉或硫酸鈉以使洗滌液中的鈣離子以碳酸鈣 或硫酸鈣的鈣鹽形式析出，過濾分離鈣鹽，收集濾液，進(jìn)入步驟(2)處理。此外，可將步驟(2)中蒸餾所得的氣相和/或步驟(3)中濃縮所得的氣相冷凝以 獲得可用作洗滌聚對苯二甲酰對苯二胺樹脂的水。由于以上技術(shù)方案的實(shí)施，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明對設(shè)備及生產(chǎn)環(huán)境要求低，且回收所得溶劑的純度最高可達(dá)99.9%，回收 率高(96%以上)，并且在回收中中間過程中產(chǎn)生的水和鹽均可再利用。與現(xiàn)有技術(shù)相比， 成本低，環(huán)境污染小。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體的實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明，但不限于該實(shí)施例。一種從PPTA樹脂生產(chǎn)產(chǎn)生的洗滌液中回收溶劑的方法，其中，溶劑為N-甲基吡咯 烷酮，洗滌液由水、氯化鈉、氯化鈣、N-甲基吡咯烷酮以及少量對苯二甲酰對苯二胺的低聚 物。所述方法依次包括如下步驟(1)、用NaOH溶液中和PPTA樹脂的洗滌液，再加入一定量的碳酸鈉使洗滌液中的 鈣離子以CaCO3析出，過濾分離，收集濾液。濾液主要含水、NMP以及NaCl。濾餅為CaCO3和 少量對苯二甲酰對苯二胺的低聚物；(2)、將步驟⑴所得濾液以逆流方式通入多效蒸發(fā)器中，于溫度80°C左右下進(jìn)行 減壓蒸餾以盡可能脫除濾液中的水，蒸餾的氣相經(jīng)冷凝器冷凝為含有微量NMP的水，可供 洗滌PPTA聚合體用；(3)、將步驟(2)所蒸餾后的殘液連續(xù)通入到結(jié)晶塔釜中，于70°C左右進(jìn)行濃縮 時(shí)，濃縮時(shí)，不斷地?cái)嚢铓堃阂允孤然c結(jié)晶顆粒不斷成長為大顆粒狀，從而獲得氯化鈉與 N-甲基吡咯烷酮的懸濁液；(4)、經(jīng)過步驟(3)所得懸濁液連續(xù)放出，經(jīng)離心過濾得到含Ilwt % 15wt% N-甲基吡咯烷酮的固相鹽(主要為NaCl)和N-甲基吡咯烷酮的粗品，其中固相鹽進(jìn)一步在 100°C 160°C，壓力為_80KPa -IOOKPa下真空干燥分離獲得干燥的鹽和N-甲基吡咯烷 酮，該N-甲基吡咯烷酮與N-甲基吡咯烷酮的粗品一起進(jìn)入步驟(5)處理；(5)、步驟(4)所得N-甲基吡咯烷酮的粗品，在90°C 140°C下進(jìn)行氣提后，氣相 進(jìn)入雙級精餾塔，經(jīng)減壓精餾提純得N-甲基吡咯烷酮的精品；所述固相鹽經(jīng)真空干燥后， 可供銷售。進(jìn)行減壓精餾時(shí)，雙級精餾塔的具體條件是一級精餾塔的塔釜溫度為70 150°C，一級精餾塔釜底物料進(jìn)入二級精餾塔提純，二級精餾塔塔釜溫度為100 150°C，操作壓力為_85KPa -lOOKPa。所述N-甲基吡咯烷酮的精品的純度為99. 8% ；綜上，本發(fā)明具有如下特點(diǎn)1、本發(fā)明回收過程中具體是步驟(2)和(3)中，產(chǎn)生的水中不合易揮發(fā)的第二溶 齊IJ，用作洗滌聚合物的洗滌水，洗滌環(huán)境好；2、本發(fā)明采用多效濃縮連續(xù)脫水，大大節(jié)省了能耗，比直接精餾脫水節(jié)省能耗約 35%，比起采用第二溶劑萃取工藝，分別要分離萃取相和萃余相，更是大大節(jié)省能耗。3、在蒸餾之前，首先分離出Ca2+，降低了工藝要求及設(shè)備的操作要求，使回收液更 易分離，提高了溶劑的回收率；4、本發(fā)明采用的工藝，對設(shè)備及操作環(huán)境要求不高，穩(wěn)定易操控，連續(xù)密閉運(yùn)行， 利于保護(hù)環(huán)境，且運(yùn)行成本低，所回收的溶劑純度高，重新用于PPTA樹脂生產(chǎn)中，不會(huì)對產(chǎn) 品質(zhì)量造成影響。以上對本發(fā)明做了詳盡的描述，其目的在于讓熟悉此領(lǐng)域技術(shù)的人士能夠了解本 發(fā)明的內(nèi)容并加以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡根據(jù)本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)所 作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種從聚對苯二甲酰對苯二胺樹脂生產(chǎn)所產(chǎn)生的洗滌液中回收溶劑的方法，所述溶劑為N-烷基取代酰胺，所述洗滌液呈酸性，且至少含有堿金屬的氯化物、所述溶劑以及水，其特征在于所述方法依次包括如下步驟(1)、用堿金屬的氫氧化物中和所述洗滌液；(2)、將所述洗滌液以逆流方式通入多效蒸發(fā)器中進(jìn)行減壓蒸餾以除去所述洗滌液中的水；(3)、將經(jīng)過步驟(2)處理的洗滌液連續(xù)通入到結(jié)晶塔釜中，邊攪拌所述洗滌液邊進(jìn)行濃縮，獲得所述堿金屬的氯化物的鹽與所述溶劑的懸濁液；(4)、將步驟(3)所得懸濁液連續(xù)放出，經(jīng)離心過濾得到含所述溶劑的固相鹽以及所述溶劑的粗品，其中所述固相鹽中的所述溶劑的含量為11wt％～15wt％；(5)、對步驟(4)所述溶劑的粗品進(jìn)行氣提，所得氣相進(jìn)入雙級精餾塔進(jìn)行減壓精餾提純獲得可用于所述聚對苯二甲酰對苯二胺樹脂生產(chǎn)的溶劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(2)中，所述多效蒸發(fā)器的溫度為 35 °C 100°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(3)中，所述結(jié)晶塔釜溫度為40°C 110°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(3)中，所述結(jié)晶塔釜的進(jìn)料方式為 直接向釜身上部進(jìn)料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述溶劑為N-甲基吡咯烷酮。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于步驟(4)中，氣提溫度為90°C 140°C， 氣提所得氣相直接進(jìn)入所述雙級精餾塔的一級精餾塔進(jìn)行精餾，一級精餾塔塔釜溫度為 70°C 150°C，然后將所述一級精餾塔的釜底物料通入所述雙級精餾塔的二級精餾塔提純， 二級精餾塔塔釜溫度為100°C 150°C，操作壓力為-85KPa -lOOKPa。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于步驟(4)中，所述固相鹽在干燥溫度 100°C 160°C，壓力為-80KPa -IOOKPa下進(jìn)行真空干燥分離，分離出的溶劑進(jìn)入步驟 (5)處理。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所述洗滌液中還含有鈣離子，所述方法還 包括在步驟(1)之后，步驟(2)之前向所述洗滌液中加入碳酸鈉或硫酸鈉以使洗滌液中的 鈣離子以碳酸鈣或硫酸鈣的鈣鹽形式析出，過濾分離鈣鹽，收集濾液，進(jìn)入步驟(2)處理。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于將步驟(2)中蒸餾所得的氣相和/或步 驟(3)中濃縮所得的氣相冷凝以獲得可用作洗滌聚對苯二甲酰對苯二胺樹脂的水。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(5)中，所述可用于所述聚對苯二 甲酰對苯二胺樹脂生產(chǎn)的溶劑的純度在99. 8wt%以上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種聚對苯二甲酰對苯二胺(PPTA)樹脂生產(chǎn)用溶劑的回收方法，其包括采用堿溶液對合成PPTA樹脂的洗滌液進(jìn)行中和，多效濃縮脫水，結(jié)晶分離，氣提以及雙塔減壓精餾制得純度在99.8％以上的溶劑。在回收過程中，分離出的鹽經(jīng)真空干燥處理可再利用。本發(fā)明方法穩(wěn)定，可靠，回收率高(96％以上)，對設(shè)備及生產(chǎn)環(huán)境要求低，從而可有效降低溶劑的回收成本和減小環(huán)境污染。
文檔編號(hào)C08J11/02GK101805456SQ20101012749
公開日2010年8月18日 申請日期2010年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月16日
發(fā)明者劉兆峰, 周助勝, 張 浩, 曹煜彤 申請人:蘇州兆達(dá)特纖科技有限公司