[發明專利]含酸DMF溶液的綜合利用方法及裝置

有效

• 申請號: 201711128002.9
• 申請日: 2017-11-15
• 公開（公告）號: CN107903183B
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發明（設計）人: 鄭輝東;尹光華;羅錫恒;揭會民;趙素英;嚴佐毅
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: C07C231/02
• 分類號: C07C231/02;C07C231/24;C07C233/03;C07C233/05
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

本發明涉及一種含酸DMF溶液的綜合利用方法，包括以下步驟：（1）將含酸DMF溶液與二甲胺在第一精餾塔內進行反應，在所述第一精餾塔的塔底獲得第一混合物；（2）將所述第一混合物輸入連續反應器進行反應，得到第二混合物；（3）對所述第二混合物進行至少一次精餾分離操作，獲得不含酸的DMF溶液或高純度的DMAC溶液；本發明還涉及一種含酸DMF溶液的綜合利用裝置。本發明步驟簡單、操作便捷，提高DMF的回收率和酸的利用價值，從而避免現有加堿中和技術過程中固體鹽渣的產生，并利用酸與二甲胺反應轉化為DMF和DMAC。

技術領域

本發明涉及一種含酸DMF溶液的綜合利用方法及裝置。

背景技術

N,N-二甲基甲酰胺簡稱DMF，常壓下沸點153℃，能和水及大部分有機溶劑互溶，是一種用途很廣的優良有機溶劑。N,N-二甲基乙酰胺簡稱DMAC，常壓下沸點165℃，廣泛應用于石油化工和有機合成工業中，是重要的化工原料和有機溶劑。三氯蔗糖生產工藝中大量的使用DMF作為溶劑，而回收循環利用對DMF純度要求較高，并且對酸含量有嚴格要求。三氯蔗糖生產工藝過程中DMF會與酯化過程中的乙酸形成最高共沸物難于分離，而且DMF會水解生成甲酸和二甲胺，二甲胺與乙酸會發生反應生成DMAC，因此在三氯蔗糖生產中會大量存在DMF、甲酸、乙酸和DMAC的混合物。DMF與甲酸和乙酸之間以及DMAC與甲酸和乙酸之間都具有很強的相互作用力，能夠形成最高共沸物，很難通過普通的方法分離。

分離DMF與酸的方法主要包括加堿中和、液液萃取、萃取精餾、反應精餾。目前工業上主要運用的是加堿中和處理的方法，而三氯蔗糖生產中會產生糖類的焦狀物質，形成的焦狀固體鹽渣不利于直接利用或再加工利用，因此增加了固廢處理成本。

利用二甲胺與酸之間的強化學作用力破壞DMF與酸形成的最高共沸物，因此能夠回收得到不含酸的DMF溶液，符合DMF溶劑循環重復利用的純度要求，同時酸能夠轉化成為原料混合物內已有的DMF或DMAC，并沒有因為反應而引入新的物質從而增加處理的難度，未反應完的二甲胺可以通過乙酸的吸收反應成為二甲胺乙酸鹽，可以回到系統內處理，含少量二甲胺的DMF經過簡單的精餾分離就能滿足重復利用要求。二甲胺鹽經過高溫高壓反應后，通過進一步精餾分離可得到高純度的DMAC溶液，DMAC是一種重要的工業品，具有較廣的銷售市場，在實現脫酸回收DMF的同時又能夠增加企業收益，減少運行費用。

DMAC的合成方法主要有醋酐法、乙酰氯法、乙酸法三種。目前，乙酸法是國內主要生產DMAC的工藝方法。現有專利中也有很多關于乙酸法合成DMAC的報道。

然而，現有技術很難實現DMF的便捷回收和固廢處理所存在的成本問題。

發明內容

鑒于現有技術的不足，本發明所要解決的技術問題是提供一種含酸DMF溶液的綜合利用方法及裝置，不僅結構設計合理，而且高效便捷。

為了解決上述技術問題，本發明的技術方案是：一種含酸DMF溶液的綜合利用方法，包括以下步驟：

（1）將含酸DMF溶液與二甲胺在第一精餾塔內進行反應，在所述第一精餾塔的塔底獲得第一混合物；

（2）將所述第一混合物輸入連續反應器進行反應，得到第二混合物；

（3）對所述第二混合物進行至少一次精餾分離操作，獲得不含酸的DMF溶液或高純度的DMAC溶液。

優選的，在所述步驟（1）中，所述含酸DMF溶液中酸的質量百分比為5%~40%。

優選的，在所述步驟（1）中，所述二甲胺與含酸DMF溶液中的酸的摩爾比為1:1~5:1。