專利名稱：一種濃縮和使用離子液體水溶液的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化學(xué)材料及制備技術(shù)的領(lǐng)域，尤其是涉及以離子液體為溶 劑，加工纖維或膜的過(guò)程中離子液體水溶液的濃縮方法。
背景技術(shù)：
離子液體作為綠色溶劑已得到廣泛應(yīng)用。用于纖維和膜的制備，離子 液體水溶液在纖維或膜加工過(guò)程中，作為凝固浴、洗滌液或離子液體水溶
液的蒸餾餾出液，對(duì)離子液體水溶進(jìn)行濃縮；公知公用的方法是，將離子 液體水溶液通過(guò)蒸餾使離子體水溶液得濃縮。由于釆用蒸餾法對(duì)離子液體 水溶液進(jìn)行濃縮，必須將水由液相變成汽相，水的相變過(guò)程需要消粍大量 的能源，容易造成環(huán)境污染，即使采用多效蒸餾法，每蒸餾出1噸水也要 消耗0.22噸蒸汽，且設(shè)備投資大；另外，生產(chǎn)過(guò)程中還涉及到高溫、高壓 的蒸汽，存在較多的不安全因素。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供 一種濃縮和使用離子液體水溶液的方法，它使用 反滲透系統(tǒng)對(duì)離子液體水溶液進(jìn)行濃縮，能有效降低離子液體水溶液的濃 縮成本。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的 一種濃縮和使用離子液體水溶液的方法， 使用反滲透系統(tǒng)對(duì)以離子液體為溶劑，在制造纖維或膜的過(guò)程中得到的離子液體水溶液進(jìn)行反滲透濃縮，該方法包括以下步驟
a、 離子液體水溶液經(jīng)反滲透系統(tǒng)的反滲透膜進(jìn)行反滲透，反滲透 系統(tǒng)的工作壓力為0—16Mpa;
b、 離子液體水溶液經(jīng)反滲透系統(tǒng)排出淡水，并得到濃縮的離子液 體水溶液，濃縮的離子液體水溶液濃度為0—30%;
c、 將上述濃縮的離子液體水溶液進(jìn)行蒸餾回收，或?qū)⑸鲜鰸饪s的 離子液體水溶液作為洗滌液對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中得到的纖維或膜進(jìn) 行洗滌后進(jìn)行蒸餾回收，或?qū)⑸鲜鰸饪s的離子液體水溶液加入 到凝固洛后再進(jìn)行蒸餾回收，或?qū)⑸鲜鰸饪s的離子液體水溶液 作為洗滌液對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中得到的纖維或膜進(jìn)行洗滌后再加入 到凝固洛后再進(jìn)行蒸餾回收。
在上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上，本發(fā)明還有以下進(jìn)一步的措施
所述步驟a中的離子液體水溶液經(jīng)反滲透系統(tǒng)處理前進(jìn)行過(guò)濾處理；
過(guò)濾處理前還可包括沉淀處理，對(duì)需要沉淀處理的離子液體水溶液進(jìn)行沉
淀處理，需要說(shuō)明的是沉淀處理使用現(xiàn)有技術(shù)。 所述的過(guò)濾處理有以下一種或一種以上方法
板框過(guò)濾方法、蜂房過(guò)濾方法、線繞濾芯過(guò)濾方法、纏繞濾芯過(guò)濾方 法、濾網(wǎng)過(guò)濾方法、濾膜過(guò)濾方法、濾板過(guò)濾方法、濾管過(guò)濾方法、濾棒 過(guò)濾方法、濾布過(guò)濾方法、毛氈過(guò)濾方法、微孔過(guò)濾方法。
將所述步驟b中的離子液體水溶液經(jīng)反滲透系統(tǒng)排出的淡水作為洗滌 液對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中得到的纖維或膜進(jìn)行洗滌，或?qū)⒔?jīng)反滲透系統(tǒng)排出的淡水 加入到凝固洛。
將所述步驟c中的對(duì)離子液體水溶進(jìn)行蒸餾回收得到的餾出液作為洗滌液對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中得到的纖維或膜進(jìn)行洗滌，或?qū)s出液加入到凝固洛。
所述步驟C中的纖維或膜為纖維素纖維或纖維素膜，或纖維素與共混
物制得的纖維素共混纖維或纖維素共混膜。
所述離子液體水溶液為l一丙烯基一3—甲基咪唑氯化鹽水溶液，或1
一丙烯基一3—甲基咪唑醋酸鹽水溶液。
所述離子液體水溶液為l一羥乙基一3—甲基咪唑醋酸鹽水溶液。 本發(fā)明的發(fā)明優(yōu)點(diǎn)如下
使用反滲透系統(tǒng)對(duì)以離子液體為溶劑，在制造纖維或膜的過(guò)程中得到 的離子液體水溶液進(jìn)行反滲透濃縮，排出淡水，并得到濃縮的離子液體水 溶液，濃縮的離子液體水溶液濃度為0—30%,將濃縮的離子液體水溶液進(jìn) 行蒸餾回收、或?qū)⒔?jīng)反滲透濃縮得到的離子液體水溶液作為洗滌液對(duì)生產(chǎn) 過(guò)程中得到的纖維或膜進(jìn)行洗滌后再進(jìn)行蒸餾回收，或?qū)⒔?jīng)反滲透濃縮得 到的離子液體水溶液加入到凝固洛后再進(jìn)行蒸餾回收，或?qū)⒔?jīng)反滲透濃縮 得到的離子液體水溶液作為洗滌液對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中得到的纖維或膜進(jìn)行洗滌 后再加入到凝固洛后再進(jìn)行蒸餾回收；排出的淡水和蒸餾餾出液也可用于 生產(chǎn)系統(tǒng)。本發(fā)明將反滲透技術(shù)擴(kuò)展到了制造纖維或膜的工業(yè)化生產(chǎn)中， 將得到的離子液體水溶液進(jìn)行反滲透濃縮后，再進(jìn)行蒸餾回收時(shí)，不但可 節(jié)省蒸汽的用量，而且還可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)的循環(huán)。本發(fā)明具有生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn) 單和濃縮成本低、對(duì)環(huán)境污染小的優(yōu)點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式
一種濃縮和使用離子液體水溶液的方法，使用反滲透系統(tǒng)對(duì)以離子液 體為溶劑，在制造纖維或膜的過(guò)程中得到的離子液體水溶液進(jìn)行反滲透濃 縮。反滲透系統(tǒng)有反滲透膜，反滲透系統(tǒng)和反滲透膜使用現(xiàn)有技術(shù)，反滲透膜可以使用GE公司生產(chǎn)的Desal系列SG膜或SE膜，或SC膜。 實(shí)例1:
步驟a.離子液體水溶液經(jīng)反滲透系統(tǒng)的反滲透膜進(jìn)行反滲透。如， 將100口屯濃度為0.5%的1一丙烯基一3—甲基咪唑氯化鹽水溶液經(jīng)反滲透 系統(tǒng)的反滲透膜進(jìn)行反滲透處理，反滲透系統(tǒng)的工作壓力為0—16Mpa， 本實(shí)例中，反滲透系統(tǒng)的工作壓力為1.5Mpa。要說(shuō)明的是，離子液體水 溶液進(jìn)行反滲透之前，還可進(jìn)行過(guò)濾處理，即所述步驟a中的離子液體 水溶液經(jīng)反滲透系的反滲透膜進(jìn)行反滲透前經(jīng)過(guò)過(guò)濾處理。過(guò)濾處理有 以下一種或一種以上方法
板框過(guò)濾方法、蜂房過(guò)濾方法、線繞濾芯過(guò)濾方法、纏繞濾芯過(guò)濾方 法、濾網(wǎng)過(guò)濾方法、濾膜過(guò)濾方法、濾板過(guò)濾方法、濾管過(guò)濾方法、濾棒 過(guò)濾方法、濾布過(guò)濾方法、毛氈過(guò)濾方法、微孔過(guò)濾方法。
上述過(guò)濾方法可使用現(xiàn)有技術(shù)。
步驟b.將l一丙烯基一3—甲基咪唑氯化鹽水溶液經(jīng)反滲透系統(tǒng)排出 淡水，反滲透技術(shù)搡作排出淡水83.893噸；反滲透技術(shù)操作回收得到 16.107噸濃縮的離子液體水溶液，經(jīng)檢測(cè)，濃縮的離子液體水溶液中1 一丙烯基一3—甲基咪唑氯化鹽的濃度為3%。
步驟c.將上述經(jīng)反滲透系統(tǒng)濃縮得到的16.107咱濃度為3%的濃縮的 離子液體水溶液進(jìn)行蒸餾回收,得到0.478噸離子液體和15. 629呻餾出液； 或?qū)⑸鲜鼋?jīng)反滲透系統(tǒng)濃縮得到的16.107噸濃度為3%的濃縮的離子液體 水溶液作為洗滌液對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中得到的纖維或膜進(jìn)行洗滌，得到16.446 噸濃度為5。/。的離子液體水溶液，再進(jìn)行蒸餾回收，得到0.814噸離子液體 和15. 632 e屯餾出液；或?qū)⑸鲜鼋?jīng)反滲透系統(tǒng)濃縮得到的16. 107 。屯濃度為3%的濃縮的離子液體水溶液加入到凝固浴，得到16. 535 口屯濃度為10%的離 子液體水溶液，再進(jìn)行蒸餾回收，得到1. 637噸離子液體和14. 898咱餾出 液；或?qū)⑸鲜鼋?jīng)反滲透系統(tǒng)濃縮得到的16. 107噸濃度為3%的濃縮的離子 液體水溶液作為洗滌液對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中得到的纖維或膜進(jìn)行洗滌，得到 16.446噸濃度為5%的離子液體水溶液，再加入到凝固浴，得到16. 758咱 濃度為10%的離子液體水溶液，再進(jìn)行蒸餾回收，得到1.659呻離子液體 和15. 099噸餾出液。
在上述實(shí)施方式基礎(chǔ)上，本發(fā)明還有以下進(jìn)一步的實(shí)施方式
將所述步驟b中的離子液體水溶液經(jīng)反滲透系統(tǒng)排出的83. 893噸淡水 作為洗滌液對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中得到的纖維或膜進(jìn)行洗滌得到84.297 口屯濃度為 0. 5%的離子液體水溶液，或?qū)⒔?jīng)反滲透系統(tǒng)排出的83. 893呻淡水加入到凝 固浴得到87. 082噸濃度為10%的離子液體水溶液。
將所述步驟c中的經(jīng)蒸餾回收得到的餾出液作為洗滌液對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中 得到的纖維或膜進(jìn)行洗滌，或?qū)s出液加入到凝固洛；將經(jīng)蒸餾回收得到 的離子液體可再用于溶解纖維素，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)中離子液體的循環(huán)使用。
所述步驟c中的纖維或膜為纖維素纖維或纖維素膜，或纖維素與共混 物制得的纖維素共混纖維或纖維素共混膜。
所述的纖維素為棉漿、木漿、草漿、蘆萃漿、紙漿、秸桿漿、桑皮 漿、玉米包皮纖維素、醋酸纖維素、甲基纖維素、羥丙基纖維素、細(xì)菌纖 維素中的一種或一種以上原料。
所述的共混物為聚丙烯腈、甲基丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸 甲酯、醋酸乙烯酯、丙烯酰胺中的一種或一種以上原料。
實(shí)例2:步驟a.離子液體水溶液經(jīng)反滲透系統(tǒng)的反滲透膜進(jìn)行反滲透。如， 將100口屯濃度為2%的l一丙烯基一3—甲基咪唑氯化鹽水溶液經(jīng)反滲透系 統(tǒng)的反滲透膜進(jìn)行反滲透處理，反滲透系統(tǒng)的工作壓力為0—16Mpa，本 實(shí)例中，反滲透系統(tǒng)的工作壓力為2Mpa。要說(shuō)明的是，離子液體水溶液 進(jìn)行反滲透之前，還可進(jìn)行過(guò)濾處理，即所述步驟a中的離子液體水溶 液經(jīng)反滲透系的反滲透膜進(jìn)行反滲透前經(jīng)過(guò)過(guò)濾處理。過(guò)濾處理有以下 一種或一種以上方法
板框過(guò)濾方法、蜂房過(guò)濾方法、線繞濾芯過(guò)濾方法、纏繞濾芯過(guò)濾方 法、濾網(wǎng)過(guò)濾方法、濾膜過(guò)濾方法、濾板過(guò)濾方法、濾管過(guò)濾方法、濾棒 過(guò)濾方法、濾布過(guò)濾方法、毛氈過(guò)濾方法、微孔過(guò)濾方法。
上述過(guò)濾方法可使用現(xiàn)有技術(shù)。
步驟b.將l一丙烯基一3—甲基咪唑氯化鹽水溶液經(jīng)反滲透系統(tǒng)排出 淡水，反滲透技術(shù)操作排出淡水80.709噸；反滲透技術(shù)搡作回收得到 19.291 口屯濃縮的離子液體水溶液，經(jīng)檢測(cè)，濃縮的離子液體水溶液中1 一丙烯基一3—甲基咪唑氯化鹽的濃度為10. 2%。
步驟c.將上述經(jīng)反滲透系統(tǒng)濃縮得到的19.291咱濃度為10.2%的濃 縮的離子液體水溶液進(jìn)行蒸餾回收，得到1. 948噸離子液體和17. 343噸餾 出液；或?qū)⑸鲜鼋?jīng)反滲透系統(tǒng)濃縮得到的19.291噸濃度為10.2%的濃縮的 離子液體水溶液作為洗滌液對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中得到的纖維或膜進(jìn)行洗滌，得到 19. 753噸濃度為12. 3%的離子液體水溶液，再進(jìn)行蒸餾回收，得到2.405 噸離子液體和17. 348噸餾出液；或?qū)⑸鲜鼋?jīng)反滲透系統(tǒng)濃縮得到的19. 291 噸濃度為10. 2%的濃縮的離子液體水溶液加入到凝固洛，得到18. 674噸濃 度為20%的離子液體水溶液，再進(jìn)行蒸餾回收，得到3.697噸離子液體和14.977噸餾出液；或?qū)⑸鲜鼋?jīng)反滲透系統(tǒng)濃縮得到的19.291噸濃度為 10. 2%的濃縮的離子液體水溶液作為洗滌液對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中得到的纖維或膜 進(jìn)行洗滌，得到19.753噸濃度為12. 3%的離子液體水溶液，再加入到凝固 浴后，得到19.246噸濃度為20%的離子液體水溶液，再進(jìn)行蒸餾回收，得 到3.811噸離子液體和15.435噸餾出液。
在上述實(shí)施方式基礎(chǔ)上，本發(fā)明還有以下進(jìn)一步的實(shí)施方式 將所述步驟b中的離子液體水溶液經(jīng)反滲透系統(tǒng)排出的80. 709噸淡水
作為洗滌液對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中得到的纖維或膜進(jìn)行洗滌得到81.097噸濃度為 0. 5%的離子液體水溶液，或?qū)⒔?jīng)反滲透系統(tǒng)排出的80. 709噸淡水加入到凝 固浴得到75. 328 口屯濃度為20%的離子液體水溶液。
將所述步驟c中的經(jīng)蒸餾回收得到的餾出液作為洗滌液對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中 得到的纖維或膜進(jìn)行洗滌，或?qū)s出液加入到凝固洛；將經(jīng)蒸餾回收得到 的離子液體可再用于溶解纖維素，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)中離子液體的循環(huán)使用。
所述步驟c中的纖維或膜為纖維素纖維或纖維素膜，或纖維素與共混 物制得的纖維素共混纖維或纖維素共混膜。
所述的纖維素為棉漿、木漿、草漿、蘆葦漿、紙漿、秸桿漿、桑皮 漿、玉米包皮纖維素、醋酸纖維素、甲基纖維素、羥丙基纖維素、細(xì)菌纖 維素中的一種或一種以上原料。
所述的共混物為聚丙烯腈、甲基丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸 甲酯、醋酸乙烯酯、丙烯酰胺中的一種或一種以上原料。
上述2個(gè)實(shí)施例中的離子液體可以是以下2種
所述離子液體也可以是l一丙烯基一3—甲基咪唑醋酸鹽，即所述離子 液體水溶液為l一丙烯基一3—甲基咪唑醋酸鹽水溶液所述離子液體也可以是l一羥乙基一3—甲基咪唑醋酸鹽，即所述離子 液體水溶液為l一羥乙基一3—甲基咪唑醋酸鹽水溶液。
需要說(shuō)明的是，l一丙烯基一3—甲基咪唑氯化鹽也稱為l一丙烯基一3 一甲基氯化咪唑鹽、氯化1一丙烯基一3—甲基咪唑鹽、l一烯丙基一3—甲 基咪唑氯化鹽、l一烯丙基一3—甲基氯化咪唑鹽、氯化1一烯丙基一3—甲 基咪唑鹽、N—丙烯基一N—甲基咪唑氯化鹽、N—丙烯基一N—甲基氯化咪 唑鹽、氯化N—丙烯基一N—甲基咪唑鹽、N—烯丙基一N—甲基咪唑氯化鹽、 N—烯丙基一N—甲基氯化咪唑鹽或氯化N—烯丙基一N—甲基咪唑鹽。1 — 丙烯基一3—甲基咪唑醋酸鹽也稱為1—烯丙基一3—甲基咪唑醋酸鹽或N 一丙烯基一N—甲基咪唑醋酸鹽。
權(quán)利要求
1.一種濃縮和使用離子液體水溶液的方法，其特征在于，使用反滲透系統(tǒng)對(duì)以離子液體為溶劑，在制造纖維或膜的過(guò)程中得到的離子液體水溶液進(jìn)行反滲透濃縮，該方法包括以下步驟a、將離子液體水溶液經(jīng)反滲透系統(tǒng)的反滲透膜進(jìn)行反滲透，反滲透系統(tǒng)的工作壓力為0-16Mpa；b、離子液體水溶液經(jīng)反滲透系統(tǒng)排出淡水，并得到濃縮的離子液體水溶液，濃縮的離子液體水溶液濃度為0-30％；c、將上述濃縮的離子液體水溶液進(jìn)行蒸餾回收，或?qū)⑸鲜鰸饪s的離子液體水溶液作為洗滌液對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中得到的纖維或膜進(jìn)行洗滌后進(jìn)行蒸餾回收、或?qū)⑸鲜鰸饪s的離子液體水溶液加入凝固浴后再進(jìn)行蒸餾回收、或?qū)⑸鲜鰸饪s的離子液體水溶液作為洗滌液對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中得到的纖維或膜進(jìn)行洗滌后再加入凝固浴后再進(jìn)行蒸餾回收。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種濃縮和使用離子液體水溶液的方法， 其特征在于，所述步驟a中的離子液體水溶液經(jīng)反滲透系統(tǒng)處理前進(jìn)行 過(guò)濾處理。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的 一種濃縮和使用離子液體水溶液的方法， 其特征在于，所述的過(guò)濾處理有以下一種或一種以上方法板框過(guò)濾方法、蜂房過(guò)濾方法、線繞濾芯過(guò)濾方法、纏繞濾芯過(guò) 濾方法、濾網(wǎng)過(guò)濾方法、濾膜過(guò)濾方法、濾板過(guò)濾方法、濾管過(guò)濾方法、濾棒過(guò)濾方法、濾布過(guò)濾方法、毛氈過(guò)濾方法、微孔過(guò)濾方法。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的濃縮和使用離子液體水溶液的方法， 其特征在于，將所述步驟b中的離子液體水溶液經(jīng)反滲透系統(tǒng)排出 的淡水作為洗滌液對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中得到的纖維或膜進(jìn)行洗滌、或?qū)⑺?述步驟b中的離子液體水溶液經(jīng)反滲透系統(tǒng)排出的淡水加入凝固 洛。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種濃縮和使用離子液體水溶液的方 法，其特征在于，將所述步驟c中的對(duì)離子液體水溶進(jìn)行蒸餾回收 得到的餾出液作為洗滌液對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中得到的纖維或膜進(jìn)行洗滌、 或?qū)⑺霾襟Ec中的對(duì)離子液體水溶進(jìn)行蒸餾回收得到的餾出液加 入凝固洛。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種濃縮和使用離子液體水溶液的方法， 其特征在于，所述步驟c中的纖維或膜為纖維素纖維或纖維素膜，或纖 維素與共混物制得的纖維素共混纖維或纖維素共混膜。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的 一種濃縮和使用離子液體水溶液的方法， 其特征在于，所述離子液體水溶液為l一丙烯基一3—甲基咪唑氯化鹽水 溶液，或l一丙烯基一3—甲基咪唑醋酸鹽離子液體水溶液。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種濃縮和使用離子液體水溶液的方法， 其特征在于，所述離子液體水溶液為l一羥乙基一3—甲基咪唑醋酸鹽水
全文摘要
本發(fā)明涉及化學(xué)材料及制備技術(shù)的領(lǐng)域，尤其是涉及以離子液體為溶劑，加工纖維或膜的過(guò)程中離子液體水溶液的濃縮方法。一種濃縮和使用離子液體水溶液的方法，使用反滲透系統(tǒng)對(duì)以離子液體為溶劑，在制造纖維或膜的過(guò)程中得到的離子液體水溶液進(jìn)行反滲透濃縮，不但可節(jié)省蒸汽的用量，而且還可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)的循環(huán)，具有濃縮成本低、對(duì)環(huán)境污染小的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B01D61/02GK101601968SQ20081009962
公開(kāi)日2009年12月16日 申請(qǐng)日期2008年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月9日
發(fā)明者高小山 申請(qǐng)人:高小山