[發明專利]一種聚對苯二甲酰對苯二胺反應中溶劑的循環利用方法

有效

• 申請號: 201310140660.5
• 申請日: 2013-04-19
• 公開（公告）號: CN103172902A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 曹斌;賀平;李越;胡海娟
• 申請（專利權）人: 江蘇中核華緯工程設計研究有限公司
• 主分類號: C08J11/02
• 分類號: C08J11/02;C08G69/32
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 何朝旭

技術領域

本發明涉及一種聚對苯二甲酰對苯二胺反應中溶劑的循環利用方法，屬于高分子材料合成技術領域。

背景技術

聚對苯二甲酰對苯二胺（PPTA）是一種高性能工程材料，在合成過程中可選用六甲基磷酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮和四甲基脲等作為溶劑，其中N-甲基吡咯烷酮（NMP）被廣泛使用。NMP價格昂貴，在合成過程中，NMP使用量大且要求嚴格（例如要求含水率<150ppm等），因而，溶劑回收利用是降低PPTA成本和產業化的關鍵因素之一。在合成PPTA過程中，常使用氯化鈣作為助溶劑，然而氯化鈣的循環利用現在仍是未解決的問題。

據申請人了解，申請號為200610037771.3，名稱為“聚對苯二甲酰對苯二胺合成反應中聚合溶劑的循環利用方法”的中國專利公開了在聚對苯二甲酰對苯二胺合成反應中溶劑的循環利用方法，其中需要進行脫鹽的步驟，由于脫鹽過程能耗大，而且鹽無法回收利用，因此無法避免浪費。申請號為200810225081.X的專利，公開了一種采用芳香族萃取劑回收NMP溶劑的方法，雖然該方法降低了操作溫度，但是萃取劑劇毒，因此不僅具有危險性，而且使用成本增高。申請號為200710039497.8的專利，采用薄膜蒸發器將溶液中的水和NMP蒸出，氯化鈣難以回收利用，且能耗較大。

發明內容

本發明要解決的技術問題是針對現有技術存在的缺陷，提出一種聚對苯二甲酰對苯二胺反應中溶劑的循環利用方法。

本發明通過以下技術方案解決技術問題，一種聚對苯二甲酰對苯二胺反應中溶劑的循環利用方法，包括以下步驟：

步驟一、將低溫縮聚得到的聚對苯二甲酰對苯二胺進行洗滌，得到洗滌液；

步驟二、將洗滌液進行中和得到中和液；

步驟三、將所述中和液過濾除去雜質，得到含有N-甲基吡咯烷酮、氯化鈣和水的溶液，作為母液；

步驟四、將所述母液進行脫水、粗餾、溶液配制、精餾得到水含量≤150ppm的N-甲基吡咯烷酮-氯化鈣溶劑體系進行循環利用。

其中，所述步驟三中過濾為袋式過濾、膜過濾和管式過濾中的至少一種，過濾精度為0.1-20um。

所述步驟四中，用減壓蒸餾脫水，絕對壓強為2-5KPa，溫度為60-90℃。

所述粗餾是在粗餾塔中進行粗餾，塔內絕對壓強0.1-3KPa，溫度為50-110℃。在粗餾過程中加入甲醇、乙醇、乙二醇中的至少一種作為助劑。所述助劑加入量為溶液質量的0.1%-2%。

所述溶液配制是在經過粗餾步驟后的溶液中加入無水氯化鈣或NMP，得到氯化鈣濃度為0.1-0.2mol/L的溶液。

所述精餾是在精餾填料塔內進行精餾，精餾填料塔的絕對壓強為0.1-2KPa，溫度為50-110℃。

本發明的優點如下：1.增加過濾系統，提高溶液潔凈度；2.在粗餾過程中加入助劑，降低操作溫度，減少能耗，并提高餾出物純度；3.省去除鹽步驟，實現氯化鈣回收使用，減少能源消耗；4.工藝中不含劇毒物質，工程化更安全可靠；5.溶劑回收率高，達97%。

附圖說明

圖1為本發明實施例的流程示意圖。

具體實施方式

實施例一

本實施例通過以下步驟對溶劑進行循環利用：向洗滌液中加入氫氧化鈣得到pH=7的中和液，將中和液通過袋式過濾器，過濾精度5um，收集過濾液于儲罐中，將過濾液送入脫水系統進行減壓蒸餾脫水，蒸餾參數絕對壓強2KPa，溫度為70℃，脫水系統可去除大部分水。然后向溶液中加入2%的乙醇助劑，并將溶液送入粗餾系統，控制粗餾塔內絕對壓強3KPa，溫度為90℃，粗餾后溶液中含水率<0.5%。向粗餾后溶液中加入無水氯化鈣，得到氯化鈣濃度為0.13mol/L的溶液，將溶液輸入精餾塔，塔中絕對壓強為0.2KPa，溫度為80℃。經過精餾之后，得到含水率為150ppm的NMP-氯化鈣溶液，此溶液可輸入到聚合單元，作為聚合反應的溶劑循環使用。其中NMP回收率97.5%。

實施例二