CN104857742B - 一种二氯甲烷的除水方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种二氯甲烷的除水方法，将含水2%～20%的二氯甲烷，用孔径为0.001～20 μm的疏水亲油膜过滤，收集滤液，得到含水量小于0.5%的二氯甲烷。该方法耗能低，操作方便，除水效果好，不会产生二次污染的问题。
Description
技术领域
本发明涉及化学除水领域，特别涉及一种二氯甲烷的除水方法。
背景技术
二氯甲烷是一种重要的化工原料和溶剂，因其具有溶解能力强和毒性低的优点，被广泛应用于化工生产、涂料、有机合成等领域。二氯甲烷作溶剂或萃取剂时，为了节约成本，往往需要反复回收使用。一般溶剂回收过程中，水是含量最多的杂质，例如在有机合成过程中，母液中回收的二氯甲烷通常含有2%～20%的水分。水分含量过高，会严重影响有机合成中的化学反应，甚至导致有机合成无法正常进行，因此二氯甲烷中水分的去除是非常必要的。
现有的二氯甲烷除水的方法主要有以下几种：(1) 蒸馏脱水，利用二氯甲烷和水相对挥发度的差异来进行分离，如专利CN201220753771.4、CN201020234312.6、CN201220753770.X，均采用精馏的方法去除二氯甲烷中的水分，这种方法能耗高、操作复杂，需采用专业设备才能实现大规模生产；(2) 吸附脱水，通过在含水二氯甲烷中加入吸附剂实现水分的去除，例如加入氯化钙、分子筛等，这种方法操作简单，但在脱水过程中因引入了新的杂质，易造成二次污染，回收成本较高；(3) 冷冻脱水，利用二氯甲烷和水相对凝固点的差异来进行分离，如专利CN101450890A将含水二氯甲烷冷冻至-2 ℃，水分结冰，二氯甲烷保持液态，再用滤网将冰去除，这种方法需用额外的制冷设备降温，回收成本高。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种二氯甲烷的除水方法，该方法耗能低，操作方便，除水效果好，不会产生二次污染的问题。
本发明的技术方案是，将含水2%～20%的二氯甲烷用孔径为0.001～20 μm的疏水亲油膜过滤，收集滤液，得到含水量小于0.5%的二氯甲烷。
所述疏水亲油膜表面水滴接触角为90～180°，疏水亲油膜表面二氯甲烷接触角为0～10°。
所述疏水亲油膜为多孔碳无机材料制成的膜。
所述疏水亲油膜为聚偏氟乙烯（PVDF）或聚四氟乙烯（PTFE）有机材料制成的膜。
所述疏水亲油膜为金属网为支撑体和支撑体表面涂覆疏水亲油涂层的复合膜。
所述疏水亲油膜为陶瓷膜为支撑体和支撑体表面涂覆疏水亲油涂层的复合膜。
所述陶瓷膜为氧化铝、氧化锆、氧化钛、氧化硅、堇青石的任意一种或两种混合制成的膜。
所述疏水亲油涂层为有机硅烷、有机磷酸、长链脂肪酸、镧系金属氧化物的任意一种。
所述二氯甲烷除水的方法在回收利用二氯甲烷中的用途。
回收的二氯甲烷中有溶解水、游离水和乳化水三种形态的水分。溶解水与二氯甲烷互相溶解，较难除去，常温下回收的二氯甲烷中溶解水的含量通常为0.17%。游离水、乳化水与二氯甲烷呈现两相分离状态，含量通常为2%～20%，是需要被除去的主要杂质。
近年来，具有特殊润湿性的分离材料，引起了人们的广泛关注。这类分离材料利用不同液体表面张力的差异来进行分离。常温下水的表面张力为72.5 mN/m，二氯甲烷的表面张力为28.2 mN/m，因此可利用两者表面张力的差异，通过具有特殊润湿性的分离材料来实现二氯甲烷和水的分离。
膜是具有选择性分离功能的材料，基于物理筛分的分离机理，可以实现料液中不同组分的分离、纯化、浓缩过程。回收的二氯甲烷中游离水和乳化水的粒径一般从几十纳米到几微米，可以利用膜分离技术来进行去除，并且让膜材料疏水亲油可以进一步强化膜分离效果。
疏水亲油膜对二氯甲烷具有选择润湿性，对水具有排斥性。用疏水亲油膜通用过滤的方式分离含水二氯甲烷时，二氯甲烷中的游离水和乳化水无法润湿疏水亲油膜，从而被膜截留，二氯甲烷能润湿疏水亲油膜，从而可以渗透通过，整个分离过程不需要大型的设备，具有耗能低、操作方便的优点。本方法过滤时不需要吸附剂，避免引入杂质造成二次污染。经多次试验验证，采用疏水亲油膜过滤后的二氯甲烷含水率可低至0.2%，除水效果好。因此利用疏水亲油膜可以实现二氯甲烷中游离水和乳化水的分离。
本发明所用试剂为市售化学纯试剂。
附图说明
图1为疏水亲油膜表面水滴接触角；
图2为疏水亲油膜表面二氯甲烷接触角。
具体实施方式
以下用具体实施例对本发明进行详细说明。应当指出，在不脱离本发明构思的前提下，本发明还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视在本发明的保护范围内。
实施例1：用PTFE膜进行二氯甲烷除水
取平均孔径为0.5 μm市售的PTFE膜，用接触角测量仪测得其表面水滴接触角为120°，二氯甲烷接触角小于5°，将PTFE膜覆盖在多孔的不锈钢管内，得到膜组件。
取从胶片制备厂回收的含水7%的二氯甲烷，用装有上述PTFE膜的膜组件过滤，膜组件两侧的压差为0.1MPa，平行试验两次。过滤过程中收集渗透出膜组件外壁的二氯甲烷，用库伦法水分含量测定仪测得渗透出的二氯甲烷含水量低于0.5%。
实施例2：用多孔碳膜进行二氯甲烷除水
取平均孔径为8 μm市售的多孔碳膜，用接触角测量仪测得其表面水滴接触角为100°，二氯甲烷接触角小于5°，将该多孔碳膜覆盖在多孔的不锈钢管内，得到膜组件。
取从制药厂回收的萃取用含水10%的二氯甲烷，用装有上述多孔碳膜的膜组件过滤，膜组件两侧的压差为0.1MPa，平行试验两次。过滤过程中收集渗透出膜组件外壁的二氯甲烷，用库伦法水分含量测定仪测得其含水量低于0.5%。
实施例3：用铜网膜进行二氯甲烷除水
以平均孔径为18 μm的铜网为支撑体，在铜网表面涂覆十八烷基三氯硅烷制备得到疏水亲油网膜。用接触角测量仪测得其表面水滴接触角为130°，二氯甲烷接触角小于5°。
取从机械加工厂回收的清洗用含水20%的二氯甲烷，用上述疏水亲油网膜过滤。膜两侧的压差为0.1 Mpa，平行试验两次。过滤过程中收集渗透过疏水亲油网膜的二氯甲烷，用库伦法水分含量测定仪测得其含水量低于3%。
实施例4：用二氧化铈改性的Al2O3膜进行二氯甲烷除水
以Al2O3陶瓷膜为支撑体，在Al2O3表面涂覆二氧化铈制备得到疏水亲油复合膜。用泡压法测得该复合膜的平均孔径为0.2 μm，用接触角测量仪测得其表面水滴接触角为98°，二氯甲烷接触角小于10°。
取从机械加工厂回收的清洗用含水5%的二氯甲烷，用装有上述复合膜的膜组件过滤。膜组件两侧的压差为0.1 Mpa，平行试验两次。过滤过程中收集渗透出膜组件外壁的二氯甲烷，用库伦法水分含量测定仪测得其含水量低于2%。
实施例5：用十二烷基磷酸改性的ZrO2膜进行二氯甲烷脱水
以ZrO2陶瓷膜为支撑体，在ZrO2表面涂覆十二烷基磷酸制备得到疏水亲油复合膜。测得该复合膜的平均孔径为0.05 μm，用接触角测量仪测得其表面水滴接触角为133°，二氯甲烷接触角小于5°。
取甲烷氯化法生产的含水3%的二氯甲烷，用装有上述复合膜的膜组件过滤。膜组件两侧的压差为0.2 Mpa，平行试验两次。过滤过程中收集渗透出膜组件外壁的二氯甲烷，用库伦法水分含量测定仪测得其含水量低于0.2%。
Claims (4)
1.一种二氯甲烷的除水方法，其特征在于，将含水2%～20%的二氯甲烷，用孔径为8～20μm的疏水亲油膜过滤，所述疏水亲油过滤膜为陶瓷膜为支撑体和支撑体表面涂覆有机磷酸、长链脂肪酸、镧系金属氧化物任意一种的复合膜，收集滤液，得到含水量小于0.5%的二氯甲烷。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述疏水亲油膜表面水滴接触角为90～180°，疏水亲油膜表面二氯甲烷接触角为0～10°。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述陶瓷膜为氧化铝、氧化锆、氧化钛、氧化硅、堇青石的任意一种或两种混合制成的膜。
4.根据权利1～3任一所述二氯甲烷除水的方法在回收利用二氯甲烷的用途。
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