[發(fā)明專利]一種從紡絲廢水中回收離子液體的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810052153.5
• 申請日: 2008-01-25
• 公開（公告）號: CN101219840A
• 公開（公告）日: 2008-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王薇;程博聞;杜啟云;肖長發(fā);宋俊
• 申請（專利權(quán)）人: 天津工業(yè)大學
• 主分類號: C02F9/10
• 分類號: C02F9/10;C02F1/52;C02F1/44;C02F1/04;B01D61/14
• 代理公司: 天津佳盟知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 廖曉榮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種分離膜應(yīng)用技術(shù)，具體為一種采用分離膜回收水溶液中的離子液體的方法，特別是適用于從纖維素或聚丙烯腈紡絲廢水中回收離子液體的方法，國際專利分類號擬為Int.Cl.D01F?13/02(2006.01)。

背景技術(shù)

離子液體通常由烷基吡啶或雙烷基咪唑季銨陽離子與四氟硼酸根、六氟磷酸根、硝酸根、鹵素等陰離子組成，具有強極性、不揮發(fā)、不氧化、溶解性好和對絕大部分試劑穩(wěn)定等優(yōu)良特性。室溫離子液體作為一種新型的綠色溶劑，開始被廣泛地研究和應(yīng)用于紡制纖維素纖維工程中，具有良好社會效益。但由于離子液體的價格昂貴，工業(yè)生產(chǎn)受到很大限制。因此從紡絲廢水中有效回收離子液體是大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用這種新型綠色溶劑的關(guān)鍵。

關(guān)于從廢液或廢水中回收離子液體的技術(shù)已有許多報道，例如：中國專利CN?1375103A報道了一種加工核燃料中使用的離子液體的循環(huán)利用方法。該方法是將含有核物質(zhì)的廢離子液體在200-300℃條件下減壓加熱，收集離子液體的揮發(fā)性熱解產(chǎn)物，然后讓該類產(chǎn)物與反應(yīng)試劑重新合成出離子液體，步驟繁瑣，耗能較大，重新合成周期長、成本高；中國專利CN1531988A公開了一種采用吸附分離的方法從混合物中分離離子液體的方法。該方法需要硅膠、樹脂、離子交換劑、氧化鋁、活性炭、沸石等作為吸附雜質(zhì)的固定相，固定相的更新成本較高，除雜后的產(chǎn)物為低質(zhì)量濃度離子液體的溶液，沒有實現(xiàn)純離子液體的回收，效率低；中國專利CN101003510A發(fā)明的是一種采用分子蒸餾純化含揮發(fā)性有機雜質(zhì)的粗離子液體的方法，同樣效率較低，工業(yè)應(yīng)用困難；中國專利CN1944357A報道了一種經(jīng)過堿化(或酸化)回收疏水離子液體和采用溶劑萃取回收親水離子液體的方法。該方法引入了多種試劑，還需要水洗、脫色、脫水等后處理步驟，流程長，成本高；中國專利CN1910124A和韓國專利KR20050114213都報道了采用蒸餾的方法純化離子液體的技術(shù)，美國專利US2007095645也報道了一種在60-350℃下采用常壓或減壓蒸餾的方法純化離子液體的方法，但這些純化方法不適用于象紡絲廢水這種離子液體含量較低的廢水中，因為成本過高；中國專利CN?1973943A公開了一種回收離子液體的方法。該方法在離子液體的水溶液中加入無機鹽(水溶液與無機鹽的質(zhì)量比1∶0.4-0.8)，然后降溫至0℃--20℃，形成富離子液體相和富鹽相后，再將離子液體相收集、脫水，可得到離子液體。該方法耗能高，且大量的高質(zhì)量濃度鹽水處理困難，帶來了新的問題；中國專利CN1804161A公布了一種纖維素紡絲廢水中離子液體的回收方法，該方法采用紡絲凝固浴廢水經(jīng)過沉淀-過濾-減壓蒸餾-常壓蒸餾的工序，使作為纖維素溶劑通過濕法紡絲進入凝固浴的離子液體得到有效的回收。但由于紡絲廢水中的離子液體的含量較低，因此直接蒸餾能耗較高，不利于節(jié)能減排。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種從紡絲廢水中回收離子液體的方法。該方法特別適用于回收纖維素或聚丙烯腈紡絲廢水中的離子液體，具有工藝簡單，能耗低，排放少，離子液體回收率高，成本低廉，適用于工業(yè)化應(yīng)用等特點。

本發(fā)明解決所述技術(shù)問題的技術(shù)方案是，設(shè)計一種從紡絲廢水中回收離子液體的方法，該方法適用于從纖維素或聚丙烯腈紡絲廢水中回收離子液體，具體工藝包括：

1.預(yù)處理，把含有纖維素或聚丙烯腈的紡絲廢水依次經(jīng)過沉淀、粗濾和精濾預(yù)處理工序，濾除其內(nèi)的機械雜質(zhì)，得預(yù)處理液；

2.超濾工藝處理，對第1步所得預(yù)處理液進行超濾工藝處理，得到含有質(zhì)量濃度為0.01-5％的離子液體水溶液；分離出的纖維素或聚丙烯腈水溶液返回預(yù)處理液，或者經(jīng)進一步超濾濃縮處理回收纖維素或聚丙烯腈后無害排放；所述超濾工藝采用的超濾膜的截留分子量為6000-50000，超濾操作壓力為0.01-0.5MPa；

3.納濾或反滲透濃縮處理，采用納濾工藝或者反滲透工藝濃縮處理第2步所得到的離子液體水溶液，得到質(zhì)量濃度為5-30％的離子液體濃縮液，濃縮除去的水分回收或回用；所述納濾工藝使用的納濾膜的脫鹽率(1000ppmNaCl)為50-98％，操作壓力為0.4-1.0MPa；所述反滲透工藝使用的反滲透膜的脫鹽率(1000ppmNaCl)為98％，操作壓力為1.0-15MPa；

4.減壓蒸餾處理，在60-110℃下，減壓蒸餾除水處理第3步得到的離子液體濃縮液，即可得到純度為95-99％的離子液體。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明方法具有如下優(yōu)點：