CN109476517A - 处理废水中的溶剂的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种处理在聚碳酸酯的生产过程中产生的废水中的溶剂的方法。更具体地，本发明涉及一种处理在聚碳酸酯的生产过程中产生的废水中的溶剂的方法，其中，该方法不管所述溶剂的浓度大小，都可以通过使用膜蒸馏方法容易地回收高纯度的溶剂以重复利用该溶剂，并且有助于节能。
Description
技术领域
相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年12月26日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2016-0179502的权益，该申请的公开内容通过引用全部并入本说明书中。
本公开涉及一种处理在聚碳酸酯的生产过程中产生的废水中的溶剂的方法，该方法可以通过使用膜蒸馏方法回收高纯度的溶剂以重复利用溶剂，并且有助于节能。
背景技术
聚碳酸酯是工程塑料之一并且广泛用于塑料工业中。聚碳酸酯的透明度、抗冲击性、机械强度、耐热性等优异，并且应用于诸如透明片材、汽车保险杠、光盘等的广泛的领域中。
聚碳酸酯通常通过使二价羟基化合物与光气反应的方法，或通过使二价羟基化合物与碳酸二酯反应的交换方法制备。
在通过上述两种方法制备的聚碳酸酯产品中，杂质与所需要的聚碳酸酯一起存在。例如，杂质是通常用于制备聚碳酸酯的有机溶剂如二氯甲烷(CH2Cl2)、催化剂组分如三乙胺，以及盐组分如氯化钠和碳酸钠。
聚碳酸酯的生产过程大致分为聚合过程和后处理过程。在后处理过程中，包括用于除去未反应的残余单体和除了聚碳酸酯之外的杂质的纯化过程，以及干燥和成型过程。
此处，二氯甲烷是在聚碳酸酯的生产过程中大量使用的有机溶剂。
聚合的聚碳酸酯溶液含有大量的所使用的诸如TEA的催化剂、盐和其它杂质。因此，需要洗涤过程来除去聚碳酸酯溶液中含有的诸如TEA的催化剂、盐和其它杂质。该洗涤过程使用大量的水，产生大量的含有诸如TEA的催化剂、盐和其它杂质以及二氯甲烷的废水。此外，在聚碳酸酯的干燥步骤中使用氮气。在干燥之后通过除去所使用的氮气中含有的溶剂(例如，二氯甲烷或二氯甲烷/水)来再生氮气的过程(使用吸附塔、洗涤器、除水塔等)中，也产生大量的含有二氯甲烷的废水。
由于二氯甲烷是有毒的挥发性物质，因此，当废水存在二氯甲烷而排放并且接触人体时，已知它会引起生长恶化或癌症，这非常危险。此外，当二氯甲烷包含在废水中并排放时，在工艺中可以重复利用的二氯甲烷损失，这会引起经济性问题。
因此，需要一种回收废水中的溶剂如二氯甲烷的方法，并且正在研究各种方法。例如，韩国专利公开No.2014-0145885公开了一种聚碳酸酯的制备方法，包括用蒸馏柱纯化二氯甲烷溶剂的步骤。此外，美国专利No.9,039,900公开了一种在低剪切速率下分离产物混合物之后萃取催化剂和离子的方法。
然而，这些方法存在的一些问题在于废水中的溶剂的回收率低并且过度消耗能量。
尽管公知分离和回收废水中的二氯甲烷的方法，但是存在的一些问题在于迄今已知的方法根据二氯甲烷浓度而具有高能量消耗和低回收率。
发明内容
技术问题
本公开提供一种处理在聚碳酸酯的生产过程中产生的废水中的溶剂的方法，该方法不管溶剂的浓度大小，都可以通过膜蒸馏法以高产率从聚碳酸酯的生产过程中产生的废水中回收溶剂。特别地，由于能量消耗不高，并且不产生大量的废水，因此，所述方法是经济的。
技术方案
本公开提供一种处理废水中的溶剂的方法，包括以下步骤：
a)制备在聚碳酸酯的生产过程中产生的含有水以及汽态和液态的溶剂的废水；
b)通过膜蒸馏方法分离所述溶剂，其中，将所述废水供应至具有疏水性多孔支撑膜的分离膜柱中，通过所述疏水性多孔支撑膜的孔仅分离所述废水的所述汽态的溶剂并将其输送至冷凝器中；
c)使用所述冷凝器冷凝所述分离的溶剂；以及
d)将所述冷凝的溶剂输送至溶剂储器中。
所述步骤a)的所述废水还可以含有盐、催化物质，或者盐和催化物质。
当所述步骤a)的所述废水还含有盐时，通过膜蒸馏方法分离所述溶剂的步骤可以包括：将含有水、盐以及汽态和液态的溶剂的废水供应至具有疏水性多孔支撑膜的分离膜柱中，通过所述疏水性多孔支撑膜的孔仅将所述废水的所述汽态的溶剂分离至一侧并将其输送至冷凝器中。
当所述步骤a)的所述废水还含有催化物质时，通过膜蒸馏方法分离所述溶剂的步骤可以包括：将含有水、催化物质以及汽态和液态的溶剂的废水供应至具有疏水性多孔支撑膜的分离膜柱中，通过所述疏水性多孔支撑膜的孔仅将所述废水的所述汽态的溶剂分离至一侧并将其输送至冷凝器中。
当所述步骤a)的所述废水还含有催化物质时，通过膜蒸馏方法分离所述溶剂的步骤可以包括：将含有水、催化物质以及汽态和液态的溶剂的废水供应至具有疏水性多孔支撑膜的分离膜柱中，通过所述疏水性多孔支撑膜的孔将所述废水的所述催化物质和所述汽态的溶剂分离至一侧并将它们输送至冷凝器中。
当所述步骤a)的所述废水还含有催化物质时，通过膜蒸馏方法分离所述溶剂的步骤可以包括：将含有水、催化物质以及汽态和液态的溶剂的废水供应至具有疏水性多孔支撑膜的分离膜柱中，通过所述疏水性多孔支撑膜的孔将基于废水中含有的全部所述催化剂的重量的仅20重量％至90重量％的所述催化物质连同所述汽态的溶剂分离至一侧并将它们输送至冷凝器中。
当步骤a)的所述废水还含有盐和催化物质时，通过膜蒸馏方法分离所述溶剂的步骤可以包括：将含有水、盐、催化物质以及汽态和液态的溶剂的废水供应至具有疏水性多孔支撑膜的分离膜柱中，通过所述疏水性多孔支撑膜的孔将所述废水的所述催化物质和所述汽态的溶剂分离至一侧并将它们输送至冷凝器中。
当步骤a)的所述废水还含有盐和催化物质时，通过膜蒸馏方法分离所述溶剂的步骤可以包括：将含有水、盐、催化物质以及汽态和液态的溶剂的废水供应至具有疏水性多孔支撑膜的分离膜柱中，通过所述疏水性多孔支撑膜的孔仅将所述废水的所述汽态的溶剂分离至一侧并将其输送至冷凝器中。
所述疏水性多孔支撑膜优选地具有尺寸为0.1μm至1μm的孔。
所述疏水性多孔支撑膜优选地由聚丙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯(PTFE)、或聚丙烯，与特氟隆组合的疏水性聚合物材料形成。
所述溶剂可以是二氯甲烷、1,2-二氯乙烷(ClCH＝CHCl)、氯苯(C6H5Cl)或甲苯(C7H5)。
在步骤a)中，所述废水可以在纯化所述聚碳酸酯的步骤中产生，或者在干燥完成之后再生用于干燥所述聚碳酸酯的氮气的步骤中产生。
步骤b)还可以包括在将废水供应至疏水性多孔支撑膜之前加热废水。
在步骤b)中，未通过疏水性多孔支撑膜分离的其余废水会保留在疏水性多孔支撑膜的另一侧，然后可以通过连接至分离膜柱侧面的输送管线排出。
在步骤c)中分离的所述溶剂可以被回收并且在所述聚碳酸酯的生产过程中重复利用。
所述废水还可以含有在聚碳酸酯的生产过程中使用的催化剂、盐和添加剂。
另外，本公开的方法优选使用包括如下的处理装置：
加热器，用于加热在聚碳酸酯的生产过程中产生的含有水以及汽态和液态的溶剂的废水；
具有疏水性多孔支撑膜的分离膜柱，用于仅分离由所述加热器加热的废水的所述汽态的溶剂；
配备有冷却装置的冷凝器，用于冷凝从所述分离膜分离的所述溶剂；
溶剂储器，用于回收从冷凝器分离的所述溶剂；以及
真空泵，用于回收或循环所述溶剂。
有益效果
本公开通过使在聚碳酸酯的生产过程的纯化或干燥过程中产生的废水的氮气中的溶剂液化，可以使用膜蒸馏方法有效地分离和回收液体废水中的溶剂。此外，由于回收的溶剂可以在聚碳酸酯的生产过程中重复利用，因此，可以降低成本。此外，因为与其它分离方法相比，即使在低的能量消耗下也可以以高产率回收溶剂而没有任何附加的压力，所以，效率优异。
附图说明
图1是示出根据本公开的第一优选实施方案的处理在聚碳酸酯的生产过程中产生的废水中的溶剂的方法的示意图；
图2是示出根据本公开的第二优选实施方案的处理在聚碳酸酯的生产过程中产生的废水中的溶剂的方法的示意图；
图3是示出根据本公开的第三优选实施方案的处理在聚碳酸酯的生产过程中产生的废水中的溶剂的方法的示意图；
图4是示出根据本公开的第四优选实施方案的处理在聚碳酸酯的生产过程中产生的废水中的溶剂的方法的示意图；
图5是示出根据本公开的第五优选实施方案的处理在聚碳酸酯的生产过程中产生的废水中的溶剂的方法的示意图；
图6是示出根据本公开的第六优选实施方案的处理在聚碳酸酯的生产过程中产生的废水中的溶剂的方法的示意图。
具体实施方式
下文中，将详细描述本公开。应当理解的是，本说明书和权利要求书中使用的术语不应局限于常规的和字典的含义，而是应当基于发明人可以定义术语以便以最好的方式说明他们的发明的原则，基于与本公开的技术方面相一致的含义和概念来理解。
另外，如本文所使用的，“包括”、“包含”或“具有”的意思是包括特定的特征、区域、整数、步骤、操作、元件和/或组分，并且不排除存在或添加其它特征、区域、整数、步骤、操作、元件和/或组分。
下文中，将更详细地描述根据本公开的示例性实施方案的处理在聚碳酸酯的生产过程中产生的废水中的溶剂的方法。
根据本公开的一个实施方案，提供一种处理废水中的溶剂的方法。所述方法包括以下步骤：a)制备在聚碳酸酯的生产过程中产生的含有水以及汽态和液态的溶剂的废水；b)通过膜蒸馏方法分离所述溶剂，其中，将所述废水供应至具有疏水性多孔支撑膜的分离膜柱中，通过所述疏水性多孔支撑膜的孔仅分离所述废水的所述汽态的溶剂并将其输送至冷凝器中；c)使用所述冷凝器冷凝所述分离的溶剂；以及d)将所述冷凝的溶剂输送至溶剂储器中。
如上所述，在聚碳酸酯的生产过程中，在洗涤和干燥过程中产生大量的含有溶剂的废水。因此，需要一种有效地分离和回收废水中的溶剂的方法。
存在分离废水中的溶剂的常规方法(即，分离和回收废水中的二氯甲烷的方法)，但是该方法具有的一些问题在于能量消耗高并且产生大量的废水。
因此，本公开的特征在于通过膜蒸馏方法使用膜以便容易地分离和回收在聚碳酸酯的生产过程中产生的废水中的溶剂。
本公开不管废水中的溶剂的浓度大小，都比常规方法更容易地分离在聚碳酸酯的生产过程中使用的溶剂，使得可以回收高纯度的二氯甲烷并且重复利用于聚合过程中。
此处，废水可以含有在聚碳酸酯的生产过程中使用的汽态和液态的溶剂，以及在聚碳酸酯的纯化过程中使用的水。例如，可以含有二氯甲烷或二氯甲烷/水。此外，废水还可以含有盐和催化物质。
更具体地，在本公开的方法中，第一步骤a)制备在聚碳酸酯的生产过程中产生的含有水和溶剂的废水。
废水可以通过公知的聚碳酸酯的生产过程产生。具体地，废水可以在纯化聚碳酸酯的步骤中产生，或者在聚碳酸酯干燥完成之后再生用于干燥聚碳酸酯的氮气的步骤中产生。
换言之，聚碳酸酯的聚合过程完成就可以得到含有副产物、杂质、催化剂、未反应的单体、盐、溶剂等以及产物的反应混合物。然后，当反应混合物的纯化步骤完成时，副产物、催化剂等被除去。因此，产生含有聚碳酸酯和聚合中所使用的溶剂作为主要成分的废水，并通过一系列的过程处理。此外，使用惰性气体如氮气干燥聚碳酸酯。在干燥过程之后再生所使用的氮气的步骤中，产生含有氮气中所含的溶剂的废水。因此，废水可以含有汽态和液态的溶剂。由于在聚碳酸酯的纯化过程中还使用大量的水来除去除了副产物之外的催化剂和杂质，因此，废水含有水。废水还可以含有在聚碳酸酯的生产过程中使用的催化剂、盐和添加剂。
其中，根据本公开的方法的废水处理的对象是在聚碳酸酯的纯化过程或干燥过程中产生的液态废水。更具体地，本公开旨在通过使氮气中的溶剂液化来分离和回收液态废水中的溶剂(优选地为二氯甲烷)。在本公开的方法中，可以选择性地使用在进入到分离膜柱的膜之前的废水组成，这将在后面描述。因此，步骤a)的废水还可以含有盐、催化物质，或盐和催化物质。例如，本公开的废水可以含有：i)水和溶剂；ii)水、溶剂和盐；iii)水、溶剂和催化物质；或iv)水、溶剂、催化物质和盐。废水i)至iv)中的溶剂可以包含汽态和液态的溶剂。
随后，本公开进行通过膜蒸馏方法分离溶剂的步骤，其中，将废水供应至具有疏水性多孔支撑膜的分离膜柱中，通过所述疏水性多孔支撑膜的孔仅将废水的汽态的溶剂分离至一侧并将其输送至冷凝器中。
步骤b)还可以包括在将废水供应至疏水性多孔支撑膜之前加热废水。
反应之后的溶液的温度可以高于溶剂的沸点(例如，二氯甲烷的沸点为39.75℃)。在这种情况下，不需要在膜蒸馏之前加热溶液。然而，为了进一步提高分离率，可以任选地在高于所述沸点的温度下加热反应溶液。此外，当反应之后溶液(废水)的温度低于溶剂的沸点时也可以进行加热。
在这种情况下，步骤b)还可以包括在待分离的溶剂的沸点(39.75℃)与水的沸点(100℃)之间的温度下加热废水。
更优选地，步骤b)还可以包括通过在膜蒸馏之前将废水供应至加热器中来在40℃至90℃的温度下加热废水。然后，将加热后的废水供应至具有疏水性多孔支撑膜的分离膜柱中。
当将加热后的废水供应至中心放置有多孔支撑膜的分离膜柱中时，仅将一侧的加热后的废水的汽态的溶剂分离至分离膜柱的下部。
因此，根据第一优选实施方案，当废水中含有水和溶剂时，在分离膜柱中分离的汽态的溶剂通过连接至柱下部的输送管线输送至冷凝器中，冷凝，然后当冷凝成液态完成时输送至溶剂储器中。此时，可以将通过真空泵分离的溶剂输送至冷凝器中(图1)。
当本公开中使用的废水除了水和溶剂之外还含有盐、催化物质、或盐和催化物质时，在分离膜中分离的组分会不同。
根据第二优选实施方案，当步骤a)的废水还含有盐时，通过膜蒸馏方法分离溶剂的步骤可以包括：将含有水、盐以及汽态和液态的溶剂的废水供应至具有疏水性多孔支撑膜的分离膜柱中，通过疏水性多孔支撑膜的孔仅将废水的汽态的溶剂分离至一侧并将其输送至冷凝器中。此外，水和盐可以分离至另一侧。在这种情况下，所述过程可以如图2中所示进行。
根据第三优选实施方案，当步骤a)的废水还含有催化物质时，通过膜蒸馏方法分离溶剂的步骤可以包括：将含有水、催化物质以及汽态和液态的溶剂的废水供应至具有疏水性多孔支撑膜的分离膜柱中，通过疏水性多孔支撑膜的孔仅将废水的汽态的溶剂分离至一侧并将其输送至冷凝器中(图3)。
根据第四优选实施方案，当步骤a)的废水还含有催化物质时，通过膜蒸馏方法分离溶剂的步骤可以包括：将含有水、催化物质以及汽态和液态的溶剂的废水供应至具有疏水性多孔支撑膜的分离膜柱中，通过疏水性多孔支撑膜的孔将废水的催化物质和汽态的溶剂分离至一侧并将它们输送至冷凝器中。在这种情况下，水可以分离至分离膜的另一侧(图4)。
根据另一优选实施方案，当步骤a)的废水还含有催化物质时，通过膜蒸馏方法分离溶剂的步骤可以包括在分离膜柱中分离催化物质的一部分以及汽态的溶剂。此外，随着废水中的水的量增加，溶剂和移动的催化剂的量会进一步减少。例如，在这种情况下，基于废水中含有的全部催化物质的重量的至少约20重量％的催化剂可以与溶剂一起分离。优选地，基于废水中含有的全部催化物质的重量，约20重量％至约90重量％、约20重量％至约80重量％或约20重量％至约60重量％的催化物质可以与溶剂通过分离膜输送。因此，通过膜蒸馏方法分离溶剂的步骤可以包括：将含有水、催化物质以及汽态和液态的溶剂的废水供应至具有疏水性多孔支撑膜的分离膜柱中，通过疏水性多孔支撑膜的孔仅将基于废水中含有的全部催化剂的重量的约20重量％至90重量％的催化物质连同汽态的溶剂分离至一侧并将它们输送至冷凝器中。在这种情况下，所述过程可以如图4中所示进行，并且水可以分离至分离膜的另一侧。
根据第五优选实施方案，通过膜蒸馏方法分离溶剂的步骤可以包括：将含有水、盐、催化物质以及汽态和液态的溶剂的废水供应至具有疏水性多孔支撑膜的分离膜柱中，通过疏水性多孔支撑膜的孔仅将废水的汽态的溶剂分离至一侧并将其输送至冷凝器中。在这种情况下，水、催化物质和盐可以分离至分离膜的另一侧(图5)。
根据第六优选实施方案，当步骤a)的废水还含有盐和催化物质时，通过膜蒸馏方法分离溶剂的步骤可以包括：将含有水、盐、催化物质以及汽态和液态的溶剂的废水供应至具有疏水性多孔支撑膜的分离膜柱中，通过疏水性多孔支撑膜的孔将废水的催化物质和汽态的溶剂分离至一侧并将它们输送至冷凝器中。在这种情况下，水和盐可以分离至分离膜的另一侧(图6)。
同时，可以用于本公开中的分离膜可以是具有疏水表面的任意分离膜。所述分离膜可以是中空纤维膜或平板膜，但是可以优选使用中空纤维膜。分离膜的材料可以是聚合物分离膜、无机分离膜或有机/无机复合分离膜。
根据本公开的一个优选实施方案，所述分离膜可以是具有疏水性多孔支撑膜的分离膜。疏水性分离膜的多孔支撑膜可以由聚丙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯(PTFE)、或聚丙烯，与特氟隆组合的疏水性聚合物材料形成。
根据本公开的一个实施方案，所述分离膜的疏水性多孔支撑膜的孔径可以为1μm以下，但是优选为0.05μm至1μm、0.05μm至0.5μm或0.1μm至0.5μm。
在所述方法中，分离膜优选地具有由孔径为0.2μm至0.5μm的聚丙烯和孔径为0.3μm的PTFE材料形成的疏水性多孔支撑膜。
另外，在步骤b)中，未通过疏水性多孔支撑膜分离的其余废水会保留在疏水性多孔支撑膜的另一侧，然后可以通过连接至分离膜柱侧面的输送管线排出。这些废水可以作为废水精炼。
随后，进行步骤c)以使用冷凝器冷凝分离的汽态的溶剂。
所述冷凝器可以是本领域中公知的任何冷凝器，并且可以配备有能够控制溶剂的冷凝速率的冷却装置。
随后，进行步骤d)以将冷凝的溶剂输送至溶剂储器中。
输送至溶剂储器中的溶剂可以通过真空泵回收并在聚碳酸酯的生产过程中重复利用。
现在将参照附图描述根据本公开的处理废水中的溶剂的方法。
图1至图6是示出根据本公开的第一优选实施方案至第六优选实施方案的处理在聚碳酸酯的生产过程中产生的废水中的溶剂的方法的示意图。
如图1至图6中所示，根据本公开，在聚碳酸酯的生产过程中使用的溶剂可以使用包括如下的处理装置处理：
加热器，用于加热在聚碳酸酯的生产过程中产生的含有水以及汽态和液态的溶剂的废水；
具有疏水性多孔支撑膜的分离膜柱，用于仅分离由所述加热器加热的废水的汽态的溶剂；
配备有冷却装置的冷凝器，用于冷凝从分离膜分离的溶剂；
溶剂储器，用于回收从冷凝器分离的溶剂；以及
真空泵，用于回收或循环溶剂。
尽管未在附图中示出，但是加热器可以具有用于加热废水的温度控制系统。
另外，如上所述，本公开中的处理用废水可以含有在聚合反应中使用的溶剂、在聚合完成之后在聚碳酸酯溶液的洗涤中使用的水、洗涤的催化剂、盐和其它杂质。在处理本公开的废水中的溶剂的方法中，由于催化物质被除去，因此，废水在进入分离膜柱的膜中之前可以含有水、盐以及汽态和液态的溶剂，或者可以含有水、催化剂、盐以及汽态和液态的溶剂。
因此，当处理废水中的溶剂时，含有水和溶剂的废水可以在没有诸如TEA的催化剂的情况下引入到加热器中(参见图1)。此处，可以通过根据本领域中公知的方法预先从废水中除去催化物质来使用不含催化剂的废水，并且对所述方法没有特别地限制。
根据另一实施方案，除了a)的含有水和溶剂的废水之外，还可以将还含有盐、催化物质、或盐和催化物质的废水引入到加热器中(参见图2至图6)。
另外，分离膜柱可以配备有疏水性分离膜，用于分离废水中的溶剂或者分离溶剂以及催化物质。当废水不含有催化物质时，如上所述，在仅分离汽态的溶剂之后，可以将分离膜柱转移至冷凝器中。此外，当废水含有催化物质时，分离膜柱可以通过疏水性多孔支撑膜的孔将汽态的溶剂连同催化物质分离并将它们输送至冷凝器中。
另外，可以在分离膜柱的底部设置管线，用于分离废水中的溶剂或溶剂与催化物质的混合物，然后将其输送至冷凝器中。此外，可以在分离膜柱的侧面设置管线，用于在分离废水中的溶剂或溶剂与催化物质的混合物之后排出其余的废水组分(例如，含有水、或水和盐的废水)。任选地，当将含有水和催化物质的废水排放至分离膜柱的侧面时，可以将用于分离废水中的催化物质的装置另外连接至分离膜柱(参见图3)。作为参照，图3中的CW表示冷却水。
另外，可以在分离膜柱与冷凝器之间连接真空泵。真空泵是将从分离膜柱排出的溶剂供应至冷凝器和溶剂储器的装置。此处，溶剂储器可以包括溶剂罐或溶剂混合物储罐。
例如，如图1和图2中所示，当仅将废水的汽态的溶剂分离至疏水性多孔支撑膜的一侧时，可以将冷凝器和溶剂罐连接。此处，如图3至图6中所示，当废水中包含TEA时，催化物质可以任选地通过另外连接至溶剂混合物储罐的催化物质分离器除去。
此外，如图4和图5中所示，当由分离膜柱分离废水中的催化物质和溶剂时，可以将冷凝器和溶剂混合物储罐连接。此外，由于TEA是反应中使用的催化物质而不是盐，因此，如果以MC和TEA一起存在的溶液状态引入的废水通过分离膜然后输送至MC储罐，也没有关系。因此，不必分离MC和TEA，并且催化物质(即TEA)可以任选地通过另外连接至溶剂混合物储罐的催化物质分离器分离。
同时，在本公开的一个实施方案中，所述聚碳酸酯可以是具有由下面的化学式1表示的碳酸酯重复单元的均聚物或共聚物。
[化学式1]
在化学式1中，R1可以来自由下面的化学式2表示的芳香族二羟基化合物或由下面的化学式3表示的二羟基化合物，如双酚。
[化学式2]
在化学式2中，Rh独立地是卤素原子、被卤素原子取代的或未被取代的C1-10烷基、或者被卤素原子取代的或未被取代的C6-10芳基，n是0至4的整数。
[化学式3]
在化学式3中，Ra和Rb独立地是卤素、C1-12烷氧基或C1-12烷基，p和q独立地是0至4的整数，并且当p或q小于4时，环的各个碳键可以充满氢，
Xa是连接两个取代有羟基的芳香族基团的连接基团，并且是-O-、-S-、-S(O)-、-S(O)2-、-C(O)-、或C1-18有机基团，其中，C1-18有机基团可以是被取代的或未被取代的C2-18环亚烷基、-C(Rc)(Rd)-的C1-25亚烷基(其中，Rc和Rd独立地是氢、C1-12烷基、C1-12环烷基、C7-12芳基烷基、C1-12杂烷基、或C7-12杂芳基烷基)，或-C(＝Re)(其中，Re是二价C1-12烃)。
所述二羟基化合物可以是双酚化合物，如4,4'-二羟基联苯、1,6-二羟基萘、2,6-二羟基萘、双(4-羟苯基)甲烷、双(4-羟苯基)二苯基甲烷、双(4-羟苯基)-1-萘基甲烷、1,2-双(4-羟苯基)乙烷、1,1-双(4-羟苯基)-1-苯乙烷、2-(4-羟苯基)-2-(3-羟苯基)丙烷、双(4-羟苯基)苯基甲烷、2,2-双(4-羟基-3-溴苯基)丙烷、1,1-双(羟苯基)环戊烷、1,1-双(4-羟苯基)环己烷、1,1-双(4-羟苯基)异丁烯、1,1-双(4-羟苯基)环十二烷、反式-2,3-双(4-羟苯基)-2-丁烯、2,2-双(4-羟苯基)金刚烷(2,2-bis(4-hydroxyphenyl)adamantine)、α,α'-双(4-羟苯基)甲苯、双(4-羟苯基)乙腈、2,2-双(3-甲基-4-羟苯基)丙烷、2,2-双(3-乙基-4-羟苯基)丙烷、2,2-双(3-正丙基-4-羟苯基)丙烷、2,2-双(3-异丙基-4-羟苯基)丙烷、2,2-双(3-仲丁基-4-羟苯基)丙烷、2,2-双(3-叔丁基-4-羟苯基)丙烷、2,2-双(3-环己基-4-羟苯基)丙烷、2,2-双(3-烯丙基-4-羟苯基)丙烷、2,2-双(3-甲氧基-4-羟苯基)丙烷、2,2-双(4-羟苯基)六氟丙烷、1,1-二氯-2,2-双(4-羟苯基)乙烯、1,1-二溴-2,2-双(4-羟苯基)乙烯、1,1-二氯-2,2-双(5-苯氧基-4-羟苯基)乙烯、4,4'-二羟基二苯甲酮、3,3-双(4-羟苯基)-2-丁酮、1,6-双(4-羟苯基)-1,6-己二酮、乙二醇双(4-羟苯基)醚、双(4-羟苯基)醚、双(4-羟苯基)硫醚、双(4-羟苯基)亚砜、双(4-羟苯基)砜、9,9-双(4-羟苯基)氟、2,7-二羟基芘、6,6'-二羟基-3,3,3',3'-四甲基螺(双)二氢化茚(螺双二氢化茚双酚)、3,3-双(4-羟苯基)邻苯二甲酰亚胺、2,6-二羟基二苯并对二噁英、2,6-二羟基噻蒽、2,7-二羟基吩噁嗪(2,7-dihydroxyphenoxathine)、2,7-二羟基-9,10-二甲基吩嗪、3,6-二羟基二苯并呋喃、3,6-二羟基二苯并噻吩和2,7-二羟基咔唑；间苯二酚化合物，如5-甲基间苯二酚、5-乙基间苯二酚、5-丙基间苯二酚、5-丁基间苯二酚、5-叔丁基间苯二酚、5-苯基间苯二酚、5-异丙苯基间苯二酚、2,4,5,6-四氟间苯二酚和2,4,5,6-四溴间苯二酚；邻苯二酚；对苯二酚；以及取代的氢醌，如2-甲基氢醌、2-乙基氢醌、2-丙基氢醌、2-丁基氢醌、2-叔丁基氢醌、2-苯基氢醌、2-异丙苯基氢醌、2,3,5,6-四甲基氢醌、2,3,5,6-四叔丁基氢醌、2,3,5,6-四氟氢醌和2,3,5,6-四溴氢醌。
所述有机溶剂可以是二氯甲烷(CH2Cl2)、1,2-二氯乙烷(ClCH＝CHCl)、氯苯(C6H5Cl)、或甲苯(C7H5)，并且具体地是二氯甲烷。
所述催化物质可以是三乙胺、三丁胺、N,N-二乙基-环己胺、N,N-二甲基苯胺等，并且具体地是三乙胺。
所述盐可以是氯化钠、碳酸钠等。
可以根据本领域中公知的方法纯化和除去在聚碳酸酯的生产过程中产生的副产物。例如，副产物中的盐在水中高度可溶，并且可以使用水通过萃取方法除去。
聚碳酸酯的纯化过程还可以包括催化剂除去过程，其中，所述催化剂除去过程可以与副产物除去过程同时或在其之前进行。
下文中，将详细描述本发明的优选实施例。然而，这些实施例仅用于说明的目的，并且本发明的范围不意在受这些实施例的限制。
实施例1
含有H2O和MC的废水的分离膜实验
根据图1中所示的方法对在常规PC生产过程的干燥过程中产生的含有97.5重量％的H2O(DW)和2.5重量％的MC的废水进行试验。
换言之，当将废水供应至图1中所示的装置中时，废水输送通过具有多孔支撑膜(具有0.2μm的孔的聚丙烯分离膜)的分离膜柱。对于多孔支撑膜的两侧，加热后的废水中的汽态的溶剂分离至一侧，并且水分离至另一侧。
通过冷凝器冷凝分离的汽态的溶剂，将冷凝的溶剂输送至溶剂罐中，然后回收溶剂。通过真空泵将输送至溶剂罐中的溶剂再循环至聚碳酸酯的生产过程中。
废水中的溶剂含量随时间的变化的结果示于下面的表1中。
[表1]
| 时间(分钟) | MC含量(重量％) |
| 0 | 2.50 |
| 10 | 1.00 |
| 20 | 0.25 |
| 30 | 0.00 |
参照表1，可以确认，废水中的溶剂含量随着时间降低，并且30分钟之后废水中不包含溶剂。作为MC罐中的组分的含量分析结果，可以确认，由于结果是99.4重量％的MC和0.6重量％的水(DW)，因此，相对于加入量的MC回收率基本上为100％。
实施例2
含有H2O、MC和盐的废水的分离膜实验
根据图2中所示的方法对在常规PC生产过程的干燥过程中产生的如表2中所示的含有H2O(DW)、MC和盐(NaCl、Na2CO3和NaHCO3)的废水进行试验。
[表2]
| 成分 | 含量(重量％) |
| DW | 89.5 |
| MC | 2.5 |
| NaCl | 6.0 |
| NaHCO<sub>3</sub> | 1.0 |
| Na<sub>2</sub>CO<sub>3</sub> | 1.0 |
| 总和 | 100.0 |
分离膜的结构与实施例1中的相同，并且通过图2的装置分离的废水中的溶剂含量随着时间的结果示于表3中。
[表3]
| 时间(分钟) | MC含量(重量％) |
| 0 | 2.50 |
| 10 | 0.53 |
| 20 | 0.25 |
| 30 | 0.16 |
| 60 | 0.00 |
参照表3，可以确认，废水中的溶剂含量随着时间降低，并且在60分钟之后废水中不包含溶剂。作为MC罐中的组分的含量分析结果，可以确认，由于结果是99.6重量％的MC和0.4重量％的水(DW)，因此，相对于加入量的MC回收率基本上为100％。
实施例3
含有H2O、MC和TEA的废水的分离膜实验(当TEA不与MC一起移动时)
根据图3中所示的方法对在常规PC生产过程的干燥过程中产生的含有97.1重量％的H2O(DW)、2.5重量％的MC和0.4重量％的TEA的废水进行试验。此处，使用具有0.3mm的孔的PTFE分离膜的分离膜柱。
分离膜的结构与实施例1中的相同，并且通过图3的装置分离的废水中的溶剂含量随着时间的结果示于表4中。
[表4]
| 时间(分钟) | MC含量(重量％) |
| 0 | 2.5 |
| 10 | 0.72 |
| 20 | 0.33 |
| 30 | 0.21 |
| 60 | 0.00 |
作为MC罐中的组分的含量分析结果，可以确认，由于结果是99.6重量％的MC和0.4重量％的水(DW)，因此，相对于加入量的MC回收率基本上为100％。
实施例4
含有H2O、MC和TEA的废水的分离膜实验(当TEA与MC一起移动时)对在常规PC生产过程的干燥过程中产生的含有与实施例3的组分相同的组分的废水中的TEA和MC通过分离膜一起移动的情况进行实验。换言之，根据图4中所示的方法对含有97.1重量％的H2O(DW)、2.5重量％的MC和0.4重量％的TEA的废水进行试验。
分离膜的结构与实施例1中的相同，并且通过图4的装置分离的废水中的溶剂含量随着时间的结果示于表5中。
[表5]
| 时间(分钟) | MC含量(重量％) |
| 0 | 2.5 |
| 10 | 0.49 |
| 20 | 0.30 |
| 30 | 0.15 |
| 60 | 0.00 |
作为MC罐中的组分的含量分析结果，可以确认，由于结果是99.2重量％的MC、0.4重量％的TEA和0.4重量％的水(DW)，因此，相对于加入量的MC回收率基本上为100％。
实施例5
含有H2O、MC、盐和TEA的废水的分离膜实验(当TEA不与MC一起移动时)
根据图5中所示的方法对在常规PC生产过程的干燥过程中产生的如表6中所示的含有H2O(DW)、MC、盐(NaCl、Na2CO3和NaHCO3)和TEA的废水进行试验。
[表6]
| 组分 | 含量(重量％) |
| DW | 89.1 |
| MC | 2.5 |
| NaCl | 6.0 |
| NaHCO<sub>3</sub> | 1.0 |
| Na<sub>2</sub>CO<sub>3</sub> | 1.0 |
| TEA | 0.4 |
| 总和 | 100.0 |
分离膜的结构与实施例1中的相同，并且通过图5的装置分离的废水中的溶剂含量随着时间的结果示于表7中。
[表7]
| 时间(分钟) | MC含量(重量％) |
| 0 | 2.50 |
| 10 | 0.53 |
| 20 | 0.25 |
| 30 | 0.16 |
| 60 | 0.00 |
参照表7，可以确认，废水中的溶剂含量随着时间降低，并且在60分钟之后废水中不包含溶剂。作为MC罐中的组分的含量分析结果，可以确认，由于结果是99.6重量％的MC和0.4重量％的水(DW)，因此，相对于加入量的MC回收率基本上为100％。
实施例6
含有H2O、MC、盐和TEA的废水的分离膜实验(当TEA与MC一起移动时)
对在常规PC生产过程的干燥过程中产生的含有与实施例3的组分相同的组分的废水中的TEA和MC通过分离膜一起移动的情况进行实验。即，废水的组成示于上面的表7中。
分离膜的结构与实施例1中的相同，并且通过图6的装置分离的废水中的溶剂含量随着时间的结果示于表8中。
[表8]
| 时间(分钟) | MC含量(重量％) |
| 0 | 2.5 |
| 10 | 0.46 |
| 20 | 0.27 |
| 30 | 0.09 |
| 60 | 0.00 |
作为MC罐中的组分的含量分析结果，可以确认，由于结果是99.2重量％的MC、0.4重量％的TEA和0.4重量％的水(DW)，因此，相对于加入量的MC回收率基本上为100％。
Claims (16)
1.一种处理废水中的溶剂的方法，包括以下步骤：
a)制备在聚碳酸酯的生产过程中产生的含有水以及汽态和液态的溶剂的废水；
b)通过膜蒸馏方法分离所述溶剂，其中，将所述废水供应至具有疏水性多孔支撑膜的分离膜柱中，通过所述疏水性多孔支撑膜的孔仅分离所述废水的所述汽态的溶剂并将其输送至冷凝器中；
c)使用冷凝器冷凝所述分离的溶剂；以及
d)将所述冷凝的溶剂输送至溶剂储器中。
2.根据权利要求1所述的方法，
其中，所述步骤a)的所述废水还含有盐、催化物质，或者盐和催化物质。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，
其中，当所述步骤a)的所述废水还含有盐时，所述通过膜蒸馏方法分离所述溶剂的步骤包括：
将含有水、盐以及汽态和液态的溶剂的废水供应至具有疏水性多孔支撑膜的分离膜柱中，通过所述疏水性多孔支撑膜的孔仅将所述废水的所述汽态的溶剂分离至一侧并将其输送至冷凝器中。
4.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，
其中，当所述步骤a)的所述废水还含有催化物质时，所述通过膜蒸馏方法分离所述溶剂的步骤包括：
将含有水、催化物质以及汽态和液态的溶剂的废水供应至具有疏水性多孔支撑膜的分离膜柱中，通过所述疏水性多孔支撑膜的孔仅将所述废水的所述汽态的溶剂分离至一侧并将其输送至冷凝器中。
5.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，
其中，当所述步骤a)的所述废水还含有催化物质时，所述通过膜蒸馏方法分离所述溶剂的步骤包括：
将含有水、催化物质以及汽态和液态的溶剂的废水供应至具有疏水性多孔支撑膜的分离膜柱中，通过所述疏水性多孔支撑膜的孔将所述废水的所述催化物质和所述汽态的溶剂分离至一侧并将它们输送至冷凝器中。
6.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，
其中，当所述步骤a)的所述废水还含有催化物质时，所述通过膜蒸馏方法分离所述溶剂的步骤包括：
将含有水、催化物质以及汽态和液态的溶剂的废水供应至具有疏水性多孔支撑膜的分离膜柱中，通过所述疏水性多孔支撑膜的孔将基于废水中含有的全部所述催化剂的重量的仅20重量％至90重量％的所述催化物质连同所述汽态的溶剂分离至一侧并将它们输送至冷凝器中。
7.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，
其中，当所述步骤a)的所述废水还含有盐和催化物质时，所述通过膜蒸馏方法分离所述溶剂的步骤包括：
将含有水、盐、催化物质以及汽态和液态的溶剂的废水供应至具有疏水性多孔支撑膜的分离膜柱中，通过所述疏水性多孔支撑膜的孔将所述废水的所述催化物质和所述汽态的溶剂分离至一侧并将它们输送至冷凝器中。
8.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，
其中，当所述步骤a)的所述废水还含有盐和催化物质时，所述通过膜蒸馏方法分离所述溶剂的步骤包括：
将含有水、盐、催化物质以及汽态和液态的溶剂的废水供应至具有疏水性多孔支撑膜的分离膜柱中，通过所述疏水性多孔支撑膜的孔仅将所述废水的所述汽态的溶剂分离至一侧并将其输送至冷凝器中。
9.根据权利要求1所述的方法，
其中，所述疏水性多孔支撑膜具有尺寸为0.1μm至1μm的孔。
10.根据权利要求1所述的方法，
其中，所述疏水性多孔支撑膜由聚丙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯(PTFE)、或聚丙烯，与特氟隆组合的疏水性聚合物材料形成。
11.根据权利要求1所述的方法，
其中，在所述步骤a)中，所述废水在纯化所述聚碳酸酯的步骤中产生，或在干燥完成之后在再生用于干燥所述聚碳酸酯的氮气的步骤中产生。
12.根据权利要求1所述的方法，
其中，所述溶剂是二氯甲烷、1,2-二氯乙烷(ClCH＝CHCl)、氯苯(C6H5Cl)或甲苯(C7H5)。
13.根据权利要求1所述的方法，
其中，所述步骤b)还包括在将所述废水供应至所述疏水性多孔支撑膜中之前加热所述废水。
14.根据权利要求1所述的方法，
其中，在所述步骤b)中，未通过所述疏水性多孔支撑膜分离的其余废水保留在所述疏水性多孔支撑膜的另一侧，然后通过连接至所述分离膜柱的侧面的输送管线排出。
15.根据权利要求1所述的方法，
其中，在所述步骤c)中分离的所述溶剂被回收并且在所述聚碳酸酯的生产过程中重复利用。
16.根据权利要求1所述的方法，其中，所述废水中的溶剂使用包括如下的处理装置处理：
加热器，用于加热所述在聚碳酸酯的生产过程中产生的含有水以及汽态和液态的溶剂的废水；
具有疏水性多孔支撑膜的分离膜柱，用于仅分离由所述加热器加热的所述废水的所述汽态的溶剂；
配备有冷却装置的冷凝器，用于冷凝从所述分离膜分离的所述溶剂；
溶剂储器，用于回收从所述冷凝器分离的所述溶剂；以及
真空泵，用于回收或循环所述溶剂。
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