[發明專利]一種芳綸溶劑膜萃取分離方法

在審

• 申請號: 201810573890.3
• 申請日: 2018-06-06
• 公開（公告）號: CN110563999A
• 公開（公告）日: 2019-12-13
• 發明（設計）人: 于品華;孔凡敏;王祥云
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中石化南京化工研究院有限公司
• 主分類號: C08J11/02
• 分類號: C08J11/02;B01D11/04;C08L77/10
• 代理公司: 32112 南京天翼專利代理有限責任公司
• 代理人: 湯志武

一種芳綸溶劑膜萃取分離工藝，采用中空纖維膜萃取器，脫除PPTA洗滌水中的溶劑，同時回收助溶劑和水，屬于高分子材料合成技術領域。將PPTA洗滌水經過濾后由溶劑泵打入膜萃取器的殼程，萃取劑由溶劑泵注入膜萃取器的管程，萃取劑與PPTA洗滌水在膜萃取器中逆流傳質，溶劑由水相轉入萃取相，而后去溶劑回收系統。萃余相結晶后，水和助溶劑分別得到循環使用。本發明與現有普通萃取法相比，避免了萃取劑與溶劑的相互污染，具有投資少、能耗低、操作簡單的優勢，特別適合于PPTA樹脂合成洗滌水中溶劑的回收。

技術領域

一種芳綸溶劑膜萃取分離工藝，屬于高分子材料合成領域，用于從芳綸樹脂洗滌溶劑中回收溶劑和助溶劑。

背景技術

聚對苯甲酰對苯二胺（PPTA）是一種重要的高分子材料，通常由對苯二胺和對苯二甲酰氯在N-甲基吡咯烷酮（NMP）-氯化鈣體系中低溫縮聚制造，其中NMP為溶劑、氯化鈣為助溶劑。在縮聚過程中產生的氯化氫，通過加入氧化鈣或氫氧化鈣中和。縮聚反應結束后，PPTA樹脂通常采用水洗滌，以除去殘余的溶劑、助溶劑、鹽。因此洗滌水的成分除了水外，還含有N-甲基吡咯烷酮溶劑、氯化鈣及未反應的原料和低聚物。由于NMP價格昂貴，洗滌水中含有的大量NMP溶劑通常需要回收，以降低生產成本。目前，PPTA樹脂洗滌水中NMP的回收方法大致分為兩種：一種是減壓精餾法，一種是萃取法。

CN1445266A公開的是一種雙塔真空精餾精制方法，先將洗滌水送入脫水塔在真空度-0.88~-0.095 MPa下脫水，再把塔釜溶劑送至回收塔，在-0.09~-0.098MPa壓力下精餾回收NMP。CN1112140、CN201089749Y、CN102268142B、CN101289548B等也是在精餾的基礎上或改變蒸發設備、或改變蒸發順序或添加輔助工藝等。減壓精餾法回收NMP的問題在于：（1）真空操作環境，設備投資大，操作困難；（2）混合液中含有的低聚物和助溶劑易堵塞精餾塔，殘留液中溶劑不易回收；（3）直接從溶劑中蒸發大量水分，能耗高。

CN101550233B公開的是一種溶劑萃取法回收NMP，將合成樹脂洗滌后的洗滌水采用鹵代烴萃取劑進行萃取，然后將萃余相氣提得到的水用于洗滌樹脂，萃取劑循環使用；萃取相經精餾、分層后，萃取劑和水均循環使用，得到的NMP粗品經減壓精餾提純后循環使用。萃取法避免了雙塔精餾中的真空精餾除水步驟，能耗大大降低。然而，仍然存在以下問題：（1）萃取劑在萃余相中有殘留，需增加回收工序；（2）萃取相中含有一定的水分，需要除水；（3）NMP仍然需要減壓精餾精制，設備投資大。

針對目前PPTA洗滌水中NMP溶劑回收工藝存在的問題，有必要開發一種能同時克服真空精餾和普通萃取法不足的NMP溶劑回收方法，以解決精餾法能耗高、投資大及萃取法溶劑夾帶的問題。本發明系列之一是采用膜萃取法取代通常使用的萃取模式，從而從根本上解決普通萃取工藝中萃取劑和被萃溶液之間相互污染問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種芳綸溶劑膜萃取分離方法，采用膜萃取器將萃取劑和被萃相隔開，既高效回收了NMP，又同時避免了萃取劑和與被萃相的相互污染。

本發明是這樣實現的：芳綸溶劑膜萃取分離工藝，將含有水、助溶劑、溶劑及少量未反應單體的PPTA洗滌水過濾除去雜質及結晶物，然后進入膜萃取器；在膜萃取器內采用萃取劑與洗滌水逆流接觸脫除其中的溶劑。

一般地，將含有水、溶劑、助溶劑、少量PPTA樹脂及未反應單體的芳綸洗滌水，經過濾器除去大部分固體雜質，后經溶劑泵打入膜萃取器的殼程，同時來自萃取劑槽的萃取劑采用溶劑泵打入膜萃取器的管程，在膜萃取器中萃取劑與芳綸洗滌水逆流接觸傳質，洗滌水中的溶劑被萃取進入萃取相，水及助溶劑留在了萃余相。由膜萃取器殼程來的脫除溶劑后的萃余相，主要成分是水和助溶劑，直接進入結晶器，經降溫結晶后，助溶劑析出并與水分離，水與助溶劑同時得到回收利用，萃取相送溶劑回收系統。

所述PPTA洗滌水中的溶劑是指在低溫溶液法縮聚反應合成PPTA樹脂過程中，多級水洗產生的含有溶劑、助溶劑、水及微量低聚物的母液。