CN101429288A - 聚苯硫醚生产过程中所产生的工艺液体的处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分离效率高、能耗小成本低、能连续化进行的聚苯硫醚生产过程中所产生的工艺液体的处理方法，(一)将脱水液直接进入精馏塔进行减压精馏，收集溶剂；(二)将洗涤液进入三效蒸发器进行减压蒸发，各效蒸发器得到的冷凝液收集到缓冲罐内，其中经二效蒸发浓缩后的液体被导出进行离心分离，分离出的液体进入第三效蒸发器；经三效蒸发浓缩后的液体也被导出进行离心分离，分离出的液体返回到第三效蒸发器；所述的滤液则直接进入第三效蒸发器进行蒸发；(三)将上述缓冲罐内积聚的冷凝液送入精馏塔进行减压精馏，塔项收集低沸点组分——水，塔釜收集高沸点组分——溶剂；至此完成所述工艺液体的处理过程。

Description

聚苯硫醚生产过程中所产生的工艺液体的处理方法

技术领域

本发明涉及到以N-甲基-2-吡咯烷酮(简称NMP)为溶剂的聚苯硫醚生产过程中所产生的工艺液体的处理方法。

背景技术

聚苯硫醚(简称PPS)是一种新型高性能热塑性树脂，具有优良的热稳定性、化学稳定性、耐腐蚀性及电性能等，在航空航天、电子电气、石油化工、机械制造、轻工、食品等方面具有广泛的应用，市场前景广阔。目前工业化生产PPS树脂的方法为：以硫化钠和对二氯苯为原料，在溶剂NMP存在下，以碱金属化合物为催化剂，在一定温度和压力下进行缩聚制得含有PPS树脂粗产物的混合物。生产中一般均使用含水硫化钠，因而需要对其进行脱水步骤，从而会产生脱水液；缩聚反应后的混合物经过分离可得到PPS树脂粗产物和滤液，树脂粗产物经洗涤和分离后即为最终产物，在洗涤过程中会产生洗涤液。因此，在聚苯硫醚生产过程中会产生脱水液、滤液和洗涤液，我们将这三种液体统称为工艺液体。工艺液体中的主要成分为大量的水和NMP、催化剂、副产物氯化钠、少量低聚物以及未反应的单体和分解产物，其中溶剂NMP和催化剂价格昂贵，无论从生产成本还是环保角度考虑都必须对工艺液体进行处理，回收溶剂、水、催化剂以重新使用，提取副产物氯化钠、低聚物以及未反应的单体。

为解决溶剂回收问题，有文献报道了一种将聚苯硫醚生产后的反应混合物在高温下绝热闪蒸的方法，通过闪蒸使溶剂与PPS树脂、氯化钠、催化剂等不挥发物质分离开来。虽然该方法具有流程短、操作相对简单等优点，但闪蒸步骤的分离效果较差，NMP回收效率低、能耗增大，回收成本较高。

也有文献报道直接精馏由脱水液、滤液和洗涤液混合后得到的混合液以回收溶剂的方法，但该方法在实施过程中易堵塞精馏塔塔板，且该方法不能解决25～30％的溶剂NMP与催化剂形成一种淤泥状高沸点物质、引起部分溶剂无法蒸出的情况，导致溶剂回收难度大、回收率低。

申请号为CN021134839的中国专利提出了一种从工艺液体中回收溶剂和催化剂的方法，采用洗涤液作为萃取剂萃取出滤饼中残留的溶剂NMP，然后将该萃取液和脱水液、滤液混合，沉淀出反应催化剂，以防止催化剂与NMP形成高沸点淤泥状混合物，最后将过滤后的混合液通过双塔间歇真空精馏以回收溶剂NMP。该方法直接在混合液中进行催化剂的回收，此时混合液含水量较大，导致了催化剂回收率较低，回收分离过程动力消耗大；分离催化剂后的混合液直接进入精馏塔，由于其中大量氯化钠的存在，精馏过程中仍有氯化钠晶体被蒸汽带出堵塞塔板的可能；采用间歇精馏的方法使得设备生产能力较小，工艺参数不易稳定，精馏效率低。

综上，现有技术普遍存在的问题有：1、能耗大，溶剂回收效率低，回收成本较高；2、精馏操作中易堵塞塔板，操作不稳定；3、催化剂回收率较低，纯度不高；4、采用间歇操作，工艺参数波动大，生产能力小。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：将提供一种分离效率高、能耗小成本低、能连续化进行的聚苯硫醚生产过程中所产生的工艺液体的处理方法。

本发明采用多效蒸发器作为主要处理设备之一，多效蒸发器主要作为玉米浆、发酵糖汁工业、果汁、饮料工业、奶液、酒槽滤液、制药工业、发酵料液、高浓度有机或化工废水的蒸发浓缩的专用设备；具有节能、受热时间短，适用粘度较高物料的蒸发、浓缩和浓缩比大等优点，亦适用于处理蒸发过程中伴有结晶析出的溶液。并可根据需要组合成双效、三效、四效及五效蒸发器系统。另外，可在各效蒸发器之间增加强制循环泵以增强物料的循环性能。

为解决上述技术问题，本发明所述的聚苯硫醚生产过程中所产生的工艺液体的处理方法包括如下步骤，其中的工艺液体包括聚苯硫醚生产过程中所产生的脱水液、滤液和洗涤液：

(一)将脱水液直接进入精馏塔进行减压精馏，收集溶剂；

(二)将洗涤液进入三效蒸发器进行减压蒸发：第一效蒸发器产生的蒸汽作为第二效蒸发器的热源，蒸汽冷凝后进入缓冲罐内，经一效蒸发浓缩后的液体进入第二效蒸发器；第二效蒸发器产生的蒸汽作为第三效蒸发器的热源，蒸汽冷凝后同样进入缓冲罐内，经二效蒸发浓缩后的液体被导出第二效蒸发器后进行离心分离，分离出的液体进入第三效蒸发器；第三效蒸发器产生的蒸汽经冷凝后也进入缓冲罐内，经三效蒸发浓缩后的液体也被导出、并进入离心机进行离心分离，分离出的液体返回到第三效蒸发器；

所述的滤液则直接进入第三效蒸发器进行蒸发；

(三)将上述缓冲罐内积聚的冷凝液送入精馏塔进行减压精馏，塔项收集低沸点组分——水，塔釜收集高沸点组分——溶剂；至此完成所述工艺液体的处理过程。

本发明一种进一步的技术方案是：上述二效蒸发浓缩后的液体被导出并经过离心分离后会得到滤渣，将此滤渣用洗水浸泡后经一次过滤分离得少量低聚物，一次过滤得到的一次滤液经水蒸汽蒸发浓缩，蒸发过程中得到的气相冷凝液作为洗水循环使用，蒸发后得到的浓缩液经二次过滤得氯化钠和二次滤液，二次滤液返回进入第二效蒸发器；氯化钠经真空干燥处理后作为副产品，干燥过程所得的蒸汽经冷凝后也进入缓冲罐。

在实际操作中，在所述的第二效蒸发器内液体中水的含量为5％～10％时，将第二效蒸发器内的液体导出并进行离心分离。

本发明另一种进一步的技术方案是：三效蒸发浓缩后的液体被导出并经过离心分离后也会得到滤渣，将此滤渣用洗水浸泡后经一次过滤分离得少量低聚物，一次过滤得到的一次滤液经水蒸汽蒸发浓缩，蒸发过程中得到的气相冷凝液作为洗水循环使用，蒸发后得到的浓缩液经二次过滤得氯化钠和二次滤液，该二次滤液也返回进入第二效蒸发器，该氯化钠经真空干燥处理后作为副产品，该干燥过程所得的蒸汽经冷凝后也进入缓冲罐。

本发明第三种进一步的技术方案是：将一效蒸发浓缩后的液体导出第一效蒸发器，并在该浓缩后的液体中加入可溶性碳酸盐并进行沉淀，然后离心分离，离心后得到的液体送入第二效蒸发器，对离心后得到的固体沉淀物则进行催化剂回收。

本发明取得的有益效果是：由于采用了连续稳定的工艺对聚苯硫醚生产中产生的工艺液体进行逐步分离，克服了背景技术中精馏塔板易堵塞、回收效率低、回收质量差的缺点，提高了溶剂回收效率，为催化剂回收创造了良好条件；采用连续分离和精馏的方法，便于实现自动化，提高了生产效率。整个过程处于封闭系统中，改善了工作环境。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的描述。

实施例

采用含水硫化钠和对二氯苯为原料，在溶剂NMP和催化剂存在下，在一定温度和压力下进行缩聚反应制得含有PPS树脂粗产物的混合物。生产中经脱水、分离、洗涤等操作结束后，得脱水液36kg、洗涤液115kg、滤液56kg，对上述三种液体的处理方法如下：

1、脱水液含水32.8％，进入精馏塔相应塔板，减压精馏；

2、洗涤液进入三效蒸发器的一效蒸发，经第一效除去部分水后进入二效蒸发，一效蒸发产生的蒸汽进入第二效作为热源；

3、第一效产生的蒸汽在第二效中冷凝后进入缓冲罐，得冷凝液44.4kg；

4、测得二效蒸发内液体含水量在10％时将液体导入离心机分离得固体18.8kg，二效蒸发产生的蒸汽进入第三效作为热源，经冷凝后得冷凝液30.7kg进入缓冲罐；

5、滤液直接进入第三效与第二效产生的液体混合进行蒸发，经浓缩的液体进入离心机进行分离，得固体6kg，离心后的液体返回第三效蒸发，所得蒸汽经冷凝后得69.9kg进入缓冲罐；

6、上述第4、5步骤中所得固体经适量洗水浸泡后经一次过滤分离少量低聚物得0.33kg，一次滤液经水蒸气蒸发浓缩，气相冷凝液作为洗水循环使用，浓缩液经过滤得氯化钠19.5kg和二次滤液7.32kg，该二次滤液进入三效蒸发器的第二效，氯化钠经真空干燥处理后作为副产品；

7、经上述操作后，缓冲罐中共得到冷凝液约145kg，回收得氯化钠16.9kg，回收率约96.3％，水蒸气蒸发所得液体未进行计量；

8、将上述冷凝液经塔径150mm、理论板数19块精馏塔连续减压精馏，共得水80kg，水含量100％，NMP96kg，含量99.36％。

Claims (5)

1、聚苯硫醚生产过程中所产生的工艺液体的处理方法，所述的工艺液体包括聚苯硫醚生产过程中所产生的脱水液、滤液和洗涤液，其特征在于：

(一)将脱水液直接进入精馏塔进行减压精馏，收集溶剂；

(二)将洗涤液进入三效蒸发器进行减压蒸发：第一效蒸发器产生的蒸汽作为第二效蒸发器的热源，蒸汽冷凝后进入缓冲罐内，经一效蒸发浓缩后的液体进入第二效蒸发器；第二效蒸发器产生的蒸汽作为第三效蒸发器的热源，蒸汽冷凝后同样进入缓冲罐内，经二效蒸发浓缩后的液体被导出第二效蒸发器后进行离心分离，分离出的液体进入第三效蒸发器；第三效蒸发器产生的蒸汽经冷凝后也进入缓冲罐内，经三效蒸发浓缩后的液体也被导出、并进入离心机进行离心分离，分离出的液体返回到第三效蒸发器；

所述的滤液则直接进入第三效蒸发器进行蒸发；

(三)将上述缓冲罐内积聚的冷凝液送入精馏塔进行减压精馏，塔项收集低沸点组分——水，塔釜收集高沸点组分——溶剂；至此完成所述工艺液体的处理过程。

2、根据权利要求1所述的工艺液体的处理方法，其特征在于：二效蒸发浓缩后的液体被导出并经过离心分离后会得到滤渣，将此滤渣用洗水浸泡后经一次过滤分离得少量低聚物，一次过滤得到的一次滤液经水蒸汽蒸发浓缩，蒸发过程中得到的气相冷凝液作为洗水循环使用，蒸发后得到的浓缩液经二次过滤得氯化钠和二次滤液，二次滤液返回进入第二效蒸发器；氯化钠经真空干燥处理后作为副产品，干燥过程所得的蒸汽经冷凝后也进入缓冲罐。

3、根据权利要求1所述的工艺液体的处理方法，其特征在于：当第二效蒸发器内液体中水的含量为5％～10％时，将第二效蒸发器内的液体导出并进行离心分离。

4、根据权利要求1所述的工艺液体的处理方法，其特征在于：三效蒸发浓缩后的液体被导出并经过离心分离后也会得到滤渣，将此滤渣用洗水浸泡后经一次过滤分离得少量低聚物，一次过滤得到的一次滤液经水蒸汽蒸发浓缩，蒸发过程中得到的气相冷凝液作为洗水循环使用，蒸发后得到的浓缩液经二次过滤得氯化钠和二次滤液，该二次滤液也返回进入第二效蒸发器，该氯化钠经真空干燥处理后作为副产品，该干燥过程所得的蒸汽经冷凝后也进入缓冲罐。

5、根据权利要求1所述的工艺液体的处理方法，其特征在于：将一效蒸发浓缩后的液体导出第一效蒸发器，并在该浓缩后的液体中加入可溶性碳酸盐并进行沉淀，然后离心分离，离心得到的液体送入第二效蒸发器，对离心后得到的固体沉淀物则进行催化剂回收。