[發明專利]N,N-二甲基甲酰胺的萃取-精餾回收方法

在審

• 申請號: 201811248532.1
• 申請日: 2018-10-25
• 公開（公告）號: CN111100028A
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發明（設計）人: 秦磊;蔡立鑫;陳亮
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院
• 主分類號: C07C231/24
• 分類號: C07C231/24;C07C233/03
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了N,N?二甲基甲酰胺的萃取?精餾回收方法。本發明首先利用萃取劑對N,N?二甲基甲酰胺廢水溶液進行萃取，所獲萃取相再經過精餾工藝，在塔頂回收得到高純度的N,N?二甲基甲酰胺產品，最終通過分子篩脫水，活性炭脫色等精制步驟獲得滿足紡絲溶劑循環套用要求的產品。本發明，工藝綠色，操作彈性大，相比于精餾工藝，大大降低了N,N?二甲基甲酰胺的分解，所獲N,N?二甲基甲酰胺產品的純度大于99.9％，回收率高于97％，水含量低于400ppm。

技術領域

本發明涉及化工廢溶劑處理回收領域，具體涉及到一種以所選溶劑或者復合溶劑為萃取劑，以萃取-精餾為核心分離回收方法的N,N-二甲基甲酰胺回收工藝。

背景技術

N,N-二甲基甲酰胺(dimethylformamide，DMF)是一種透明液體，有微弱的特殊臭味，能和水及大部分有機溶劑互溶，因而是一種用途極廣的有機溶劑，如用于芳烴抽提以及用于從碳四餾分中分離回收丁二烯和從碳五餾分中分離回收異戊二烯等等，又如可用作從石蠟中分離非烴成分的有效試劑。在醫藥和農藥殺蟲劑領域同樣有著非常廣的用途，常作為有機合成的重要中間體使用，如農藥行業中可用來生產殺蟲脒，醫藥行業可用來生產碘胺嘧啶、強力霉素、可的松等等。同時，作為一種性能優良的溶劑，N,N-二甲基甲酰胺對許多聚合物都顯示出很好的溶劑能力，因而在許多化學纖維的生產過程中充當聚合、紡絲的介質，如腈綸、氯綸等的生產中。

然而，上述過程必定會有大量的N,N-二甲基甲酰胺廢溶劑產生，特別是消耗量大，濃度低的化學纖維濕法紡絲過程中，會產生濃度分布在2％至50％之間的N,N-二甲基甲酰胺凝固浴或者洗滌廢水。作為一種高價值的有機溶劑，對該類紡絲廢溶劑如直接排放，不僅會造成溶劑資源的大量浪費，給企業造成較大的溶劑成本，同時，也會給環境，生態帶來巨大的危害，不利于可持續的發展。

為此，許多研究者進行了深入的研究。其中，技術最為成熟的工業方法為傳統的精餾工藝。由于N,N-二甲基甲酰胺與水之間存在53℃的沸點差異，且之間無共沸物形成，所以單純采用精餾工藝可以達到N,N-二甲基甲酰胺的有效回收。但是該種處理方式由于需要將大量汽化焓高的水從塔頂蒸出，所以過程能耗非常巨大，特別是針對低濃的廢水而言。同時，N,N-二甲基甲酰胺在高溫或水環境中會發生分解，分解為二甲胺和甲酸，而甲酸的存在又會進一步加速N,N-二甲基甲酰胺的分解。為此，田鵬等在《環境科學與技術》中發表了《DMF溶劑回收中抑制DMF水解的研究》，對精餾過程中抑制DMF水解提出了有效的方法，而呂偉其等在《溶劑(DMF)回收技術的改進與優化》(發表于《當代化工》)中，針對單塔精餾工藝能耗高的缺點，提出了一種三塔的減壓蒸餾回收工藝方法，通過流股之間的熱交換可降低約40％左右的能耗。但無論進行過程熱集成，精餾工藝的能耗都較大。

也有研究者提出了吸附-精餾的工藝方法，如專利文獻CN 101693668 B中所述的首先使用吸附樹脂對N,N-二甲基甲酰胺的廢水溶劑進行吸附，然后進行洗脫，洗脫后的溶劑進行精餾操作，從而回收N,N-二甲基甲酰胺產品。但是針對紡絲廢溶劑，由于低聚物或者雜質的存在，很容易造成吸附孔道的堵塞，工業化存在一定的問題。

此外，研究較多的還有萃取-精餾的工藝方法，如專利文獻US 2602817 A,CN1317259 C，CN 100551903 C，CN 204173946 U,CN 106565524 A和CN 101397260 B等。該方法通過萃取的方式將汽化焓高的水換成其他溶劑，然后通過精餾的方式回收精制N,N-二甲基甲酰胺。過程所用萃取劑以二氯甲烷、氯仿等含氯化合物為主。

因而，對過程能耗的進一步追求，探究一種更為高效、綠色的萃取劑和更為節能的N,N-二甲基甲酰胺的回收工藝方法，進一步提升產品純度和回收率，降低含水量，顯得非常有意義。

發明內容