[發明專利]一種提純N-甲基吡咯烷酮的方法

無效

• 申請號: 201210594301.2
• 申請日: 2012-12-31
• 公開（公告）號: CN102993078A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 余木火;杜凌棟;張蕊;滕翠青;孔海娟;姜正飛;陸川;王寧;鐘鴻鵬
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: C07D207/267
• 分類號: C07D207/267
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所 31233
• 代理人: 黃志達

技術領域

本發明屬于溶劑回收提純領域，特別涉及一種提純N-甲基吡咯烷酮的方法。

背景技術

眾所周知，聚對苯二甲酰對苯二胺（PPTA）是對苯二胺和對苯二甲酰氯在N-甲基吡咯烷酮（NMP）和氯化鈣（CaCl₂）溶液體系中經過低溫溶液縮聚反應所制得。在反應結束后，回收所得到的NMP含水量依舊較高，不能再次循環使用。因此，在目前提倡節能環保的大環境下，如何將NMP粗產品高度純化除水成為了各大高校及研究機構的重要課題。

專利CN1810851聚合溶劑采用了循環利用方法，先對廢液進行中和，再過濾得到過濾液，再進行脫水、脫鹽、粗餾、精餾、提純溶劑循環使用。優點是通過先行控制中和可以有效確保產品PH值，將洗滌后的產品與PPTA分開后可以避免NMP的分解。通過此法得到的產物純度在99.5%以上，水分小于100ppm，滿足再度使用的要求。

中國專利200910064504.9公開了一種N-甲基吡咯烷酮（NMP）的提純方法，向原料NMP中加入阻水劑，然后進行三塔組合精餾系統連續減壓蒸餾，制得的產品純度大于99.9%，水分小于0.01%。但這種方法投入成本高，過程操作復雜，難以推廣應用。

然而這些方法也存在著回收溶劑品質不高、含水量依舊較高、不能回收助劑、回收工藝復雜、成本高昂的缺點，不利于大規模生產使用。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種提純N-甲基吡咯烷酮的方法，該方法和其他物理提純方法相比，顯著提高了最終得到NMP溶劑的純度，為之后再次循環使用減少了諸多繁瑣的除水步驟，簡化了工藝流程，從而提高了工作效率，可操作性強。

本發明的一種提純N-甲基吡咯烷酮的方法，包括：

（1）將縮聚反應結束后得到的聚對苯二甲酰對苯二胺聚合物反復用去離子水洗滌，得到含有N-甲基吡咯烷酮NMP的洗液；在洗液中加入堿性中和劑進行中和處理，調節溶液PH值至6-7；

（2）將洗液經過萃取分離，得到下層為NMP-萃取劑體系、上層為水-無機鹽體系的溶液，再對上層水-無機鹽體系進行二次萃取；兩次萃取合并所得的NMP-萃取劑體系經過精餾提純后得到粗產品NMP和萃取劑，萃取劑可重復使用；

（3）在上述粗產品NMP中加入具有異氰酸基官能團的有機物溶液，過濾、蒸餾，得到高純度NMP。

所述步驟（1）中的堿性中和劑為氫氧化鈉或碳酸鈉。

所述步驟（2）中在進行萃取分離前，對洗液進行蒸餾脫水，分離去除洗液中的吡啶，得到濃縮的NMP溶液和含有吡啶的餾出水。

所述步驟（2）中的萃取劑為烴類或鹵代烴。

所述萃取劑為氯仿。

所述步驟（3）中的具有異氰酸基官能團的有機物為甲苯二異氰酸酯或異氰酸酯。

所述步驟（3）中得到的NMP純度達99.8%以上，含水量小于0.01%。

本發明適用于純化N-甲基吡咯烷酮（NMP），可以有效去除其中所含的水分，可以滿足實驗室所用NMP所對高純度的需求。

首先在常溫下，用100-400份去離子水反復將聚對苯二甲酰對苯二胺聚合物進行洗滌，使其中含有的NMP和吡啶助劑溶解在洗滌水中，得到含有NMP的洗液。將酸性的含NMP的洗液中加入氫氧化鈉或碳酸鈉進行中和處理，調節溶液PH值至6-7范圍內。接下來再對溶液進行共沸蒸餾以去除吡啶。再經過上述步驟后，溶液中NMP含量提高，再用諸如氯仿之類的萃取液進行一級萃取，得到下層為NMP-萃取劑體系、上層為水-無機鹽體系的溶液，此時再對上層含有微量NMP的水-無機鹽體系進行二級萃取，使得最終水層中最后殘余的NMP量在4%以下。該方法在常溫下進行，采用常規萃取方式，即將萃取溶劑與待萃取的溶液充分混合，再靜置分層。上層為含無機鹽的水溶液，下層為含NMP的萃取溶液，再將萃取分離得到的萃取液采用精餾法提純其中所含的NMP，得到了含有微量水分的NMP粗產品，此時加入TDI（甲苯二異氰酸酯）或MDI（異氰酸酯）溶液，反應生成的不溶的聚脲過濾去除，NMP的沸點為203度，TDI的為251度，MDI的則為190度，利用彼此沸點不同，將溶有之前加入的TDI或MDI的NMP溶液進行蒸餾分離，最終得到高純度的NMP溶液。

有益效果