[發明專利]Y型分子篩膜及二氯甲烷中水分的脫除方法

有效

• 申請號: 201010514030.6
• 申請日: 2010-10-15
• 公開（公告）號: CN102451619A
• 公開（公告）日: 2012-05-16
• 發明（設計）人: 周艷紅;許謙;李凌波
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院
• 主分類號: B01D71/02
• 分類號: B01D71/02;B01D69/10;C07C19/03;C07C17/38
• 代理公司: 撫順宏達專利代理有限責任公司 21102
• 代理人: 李微

技術領域

本發明屬于化學除水領域，具體地說涉及一種Y型分子篩膜及回收二氯甲烷中水分的脫除方法。

背景技術

在使用溶劑時，從溶劑的經濟損失、環境污染、著火危險、損害健康等諸方面都說明對溶劑回收，精制和再使用是完全必要的。溶劑經一次使用后含有了較多的雜質，有的雜質對溶劑的再使用沒有影響，但有的雜質會給再使用進行的一些特殊化學反應、重結晶、萃取、洗滌等操作帶來較大的不良影響，此時，必須將雜質除去。溶劑回收目的就是要除去影響生產的雜質，實現溶劑再利用，降低成本，保護環境。溶劑回收方法有冷凝法、壓縮法、吸收法、吸附法和蒸餾法。在一般的溶劑回收中，水是含量最多的雜質，所以溶劑的回收幾乎都是先進行脫水，其次再除去其他的雜質。但水和許多有機溶劑都有一定的互溶度，靠單純的蒸餾除水達到一定程度后便很難再繼續降低溶劑的水分。

在合成反應中，經常使用二氯甲烷做溶劑，為了節約成本，通常二氯甲烷需要反復回收使用。而從母液中回收的二氯甲烷通常含有5％～20％的水分(重量含量，以下同)。這將直接影響合成反應，例如，醫藥中間體7-ACA(7-氨基頭孢烷酸)生產過程中使用的二氯甲烷就是這種情況，合成反應要求回收后的二氯甲烷含水量必須≤0.04％，但在25℃時，水在二氯甲烷中溶解含量為0.17％(wt)，通常采用的除水方式為蒸餾法，干燥法等方式，而用共沸蒸餾脫水法回收出的二氯甲烷其含水量一般在0.2％(wt)，這種二氯甲烷若直接用于合成反應，7-ACA的收率要下降23％左右，對生產造成嚴重影響。已有的二氯甲烷除水方法是使用A型分子篩吸附脫除(如醫藥工程設計，2001，22：15～17“分子篩吸附除水在二氯甲烷回收中的應用”；黑龍江醫藥，2001，14：190～191“4A型分子篩在二氯甲烷回收生產中的應用”所介紹)。CN101450890A中利用二氯甲烷的物理性質，采用冷凍的方式將二氯甲烷中的水除去，此分離方法僅能使二氯甲烷中水含量降至0.5％以下，難以達到合成反應的要求。分子篩膜雖然可以脫除二氯甲烷中的水分，但普通的A分子篩膜的強度不足，不適宜于二氯甲烷的脫水過程，而普通Y型分子膜的脫水效果需進一步提高。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種Y型分子篩膜和用該Y型分子篩膜脫除二氯甲烷中水分的方法，該方法脫水效果好，可使二氯甲烷中的含水量降低至0.04％以下。

本發明Y型分子篩膜為支撐體上負載Y型分子篩膜，Y型分子膜是顆粒尺寸為10～40nm的Y型分子篩晶種經過氯化銅改性后，預植到支撐體上，然后以Y型分子篩凝膠為原料水熱合成Y型分子篩膜。

本發明中，Y型分子篩膜的支撐體可以是本領域適宜的支撐體，如陶瓷管、莫來石管、不銹鋼管等，支撐體上具有適宜的孔道結構。支撐體在預植Y型分子篩晶種前，優選經過預處理。一種具體的預處理方法為：將支撐體用濃度為5～15mol/L?NaOH水溶液在25～150℃下處理0.5～12h，然后用去離子水超聲洗滌至中性，在100～150℃下烘干。

本發明中，納米Y型分子篩晶種的氯化銅改性過程為：將Y型分子篩晶種浸泡在二氯化銅溶液中，進行離子交換；然后離心分離，洗滌；最后焙燒。二氯化銅溶液濃度在0.05～10mol/L，Q/Y(ml/g)＝10∶1～40∶1，Q為二氯化銅溶液，以ml計，Y為Y型分子篩，以g計。離子交換溫度為20～50℃，離子交換時間為1～5h。然后用蒸餾水洗滌3～6次。最后在200～400℃下焙燒1～3h。

本發明中，Y型分子篩晶種預植到支撐體上的過程為：將晶種超聲分散在乙醇中，晶種在溶液中的含量為5wt％～20wt％，將支撐體放入改性分子篩晶種溶液中浸漬1～10min，取出涼干，重復3～6次，然后在100～150℃下烘干。

本發明中，以Y型分子篩凝膠為原料水熱合成Y型分子篩膜的過程為：將鋁源和硅源依次加入蒸餾水中攪拌，攪拌時間為30～60min，制成凝膠。各組份的摩爾比為10～20?Na₂O∶Al₂O₃∶8～20?SiO₂∶600～1000?H₂O。所述的鋁源為鋁酸鈉，鋁溶膠，硫酸鋁，優選為鋁酸鈉。所述的硅源為硅溶膠，水玻璃，硅酸，優選為硅溶膠。將預植好改性Y型分子篩晶種的支撐體放置于分子篩凝膠中，在70～100℃下晶化8～36h得到Y型分子篩膜。

本發明二氯甲烷中水分的脫除方法包括如下內容：首先將從精餾塔出來的二氯甲烷經冷凝器冷凝，然后經承接罐進入裝有本發明Y型分子篩膜的滲透池中脫水。