[發明專利]氨綸生產過程中回收超高純N,N-二甲基乙酰胺溶劑的工藝

有效

• 申請號: 201010579879.1
• 申請日: 2010-12-09
• 公開（公告）號: CN102030672A
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發明（設計）人: 張志炳;李磊;郭亞紅;孟為民;王寶榮
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: C07C233/05
• 分類號: C07C233/05;C07C231/24
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 黃嘉棟

技術領域

本發明涉及一種氨綸生產過程中回收超高純N,?N-二甲基乙酰胺溶劑的工藝。

背景技術

氨綸是一種以聚氨基甲酸酯為主的化學纖維，具有高斷裂伸長、低模量和高彈性回復率之特點。它被廣泛用來制作彈性編織物，如襪口?、家具罩、滑雪衣、運動服、醫療織物、帶類、軍需裝備、宇航服等。特別是用于醫療和宇航目的時，對氨綸的品質要求很高。而具有99.99%以上含量的超高純度?DMAc是高品質氨綸生產過程（聚合和拉絲過程等）的必備溶劑。由于DMAc的價格昂貴及其對人體和環境的毒性，幾乎所有的氨綸生產過程都必須將DMAc回收循環使用。但是，對生產過程反復循環使用的DMAc粗品溶劑進行分離純化以獲取高純度乃至超高純度的DMAc并非易事。這是由于在聚合和拉絲過程中，有少量（甚至微量）除溶劑自身以外的化學物質（如酸類物質、有機堿類物質、催化劑及其分解產物、水份、溶劑本身的分解產物等）和固形雜質（聚合物、金屬顆粒、灰塵顆粒等）在高溫高壓操作條件下均可能混雜在粗品溶劑中，而要清除這些雜質用單一的分離方法（如蒸餾等）很難達到目的。

此外，由于體系中存在乙酸，乙酸在大氣壓下的沸點是118℃，明顯低于DMAc的沸點，理論上應該容易分離，但由于氫鍵效應，DMAc在乙酸存在時起到堿的作用，二者形成高沸點共沸物：21%的乙酸與79%的DMAc會形成的常壓共沸物，沸點約為171℃。在蒸餾過程中，會有少量這種高沸點共沸組分隨DMAc自產品一道餾出，從而降低了產品純度。此外，若精餾溫度控制不當，由于高溫作用，部分DMAc即會轉化為二甲胺和乙酸，而減壓蒸餾雖可使這種情況有所緩解，但不能徹底避免。因此要得到高純的DMAc非常困難。為了減少共沸物的形成，就要加大塔底液的排出量，而塔底液中含有超過70%的DMAc，這就使得DMAc的收率降低、損失過大。

鑒于此，發展一種對氨綸生產過程反復循環使用的DMAc溶劑粗品進行超高純凈化處理的新技術很有必要。

發明內容

本發明的目的是提供一種能耗低、收率高、對氨綸生產過程反復循環使用的含有復雜雜質組分的DMAc溶劑進行凈化處理、最終獲得超高純度DMAc的工藝，為高品質氨綸的生產提供必須的原材料支持。

為實現上述目標，本發明的技術方案如下：

一種氨綸生產過程中回收超高純N,?N-二甲基乙酰胺溶劑的工藝，其流程如圖1所示，它包括以下步驟：

（1）將含有復雜雜質組分的DMAc（以下簡稱DMAc粗品）溶劑加入蒸發器中，通過適度減壓閃蒸操作，溶劑中所含的大部分水份和二甲胺等低沸物將以氣態從蒸發器頂部蒸發出，經頂部冷凝器冷凝后排出并送生化集中處理，蒸發器內的液相物料從蒸發器底部排出，并被送至脫水塔進一步處理，蒸發器的操作壓力控制在20~100mmHg，優選的為60~80mmHg；操作溫度為30~110℃，優選的為40~90℃；

本發明工藝所述的DMAc粗品經過蒸發器操作，目的是脫除DMAc粗品所含的30%~80%水份和二甲胺等低沸物，并以脫除水份和二甲胺等低沸物總量的60-70%為優。這樣既減輕了脫水塔的處理負荷，縮小了脫水塔及其附件的設備投資，又可大幅度降低全過程的能量消耗。

（2）在脫水塔中，?物料中剩余的水份和二甲胺等低沸物基本上得到清除，并從塔頂餾出，由于其中含有DMAc，故其被送至蒸發器再次循環分離，而自脫水塔底部排出的物料則送入精制塔進一步精制，所述的脫水塔一般為填料塔，或填料塔與板式塔的組合塔，材質主要是不銹鋼，特殊情況下也可采用陶瓷，四氟乙烯等，理論塔板數為20~70塊，優選為40~60塊，脫水塔塔頂操作壓力為20~100mmHg，優選的為60~80mmHg；其操作溫度為40~110℃，優選的為70~100℃；脫水塔的回流比為2.0~10.0，優選的為4.0~8.0；