CN1687030A

CN1687030A - 络合萃取有机稀水溶液中吡咯烷酮或其相溶物的方法

Info

Publication number: CN1687030A
Application number: CN 200510024722
Authority: CN
Inventors: 朱龙德; 周霞萍; 任冠明; 曹建勤; 陈卫国
Original assignee: JIESHEN IND CO Ltd SHANGHAI
Current assignee: JIESHEN IND CO Ltd SHANGHAI
Priority date: 2005-03-29
Filing date: 2005-03-29
Publication date: 2005-10-26

Abstract

本发明公开了一种以络合萃取方法回收有机稀溶液中吡咯烷酮及其相溶物的方法，有机稀溶液除了含N－甲基吡咯烷酮外，还含C₂、C₃醇，乙酸乙酯、乙酸丁酯，也含少量低聚物，总含量5.0wt.％。本发明以Lewis有机酸或Lewis有机碱为萃取剂，在温度15－50℃，剂液比5∶1－3，pH＝5.0－7.5的条件下分别萃取、在温度70－210℃，pH为2.0－3.5，压力0.05－0.1MPa下反萃取，有机稀溶液中吡咯烷酮及其相溶物的回收率达到60－90％。此外，用本发明所述的方法萃取出后酮醇酯等有机物后，稀溶液的化学耗氧量(COD)至少降低了75－90％，可直接进入生化水处理系统。

Description

络合萃取有机稀水溶液中吡咯烷酮或其相溶物的方法

技术领域

本发明涉及一种分离提取有机稀溶液中吡咯烷酮及其相溶物的方法，尤其涉及一种采用络合萃取回收电子工业生产过程中所产生的废N-甲基吡咯烷酮类稀溶液的方法。

背景技术

有机稀溶液一般是指质量分数＜5％的废水。如果不加回收或处理不当，不仅造成经济上的损失，还会对环境造成污染。

本发明所涉及的稀溶液为电子工业生产过程中所产生的废N-甲基吡咯烷酮(简称NMP，下同)类水稀溶液，含有N-甲基吡咯烷酮或N-甲基吡咯烷醇、N-甲基吡咯烷酯，其中，N-甲基吡咯烷酮、N-甲基吡咯烷醇、N-甲基吡咯烷酯又是用途广泛的有机原料，也是国家严格控制的水体危险物。由于其易于水形成氢键(亲水性强)，采用常规溶剂萃取效果差；若用直接蒸馏法回收，蒸出全部水回收少量有机物，能耗又太大；由于该液还含有可溶性低聚物更不在吸附法处理范畴。因此开发研制一种高效节能的吡咯烷酮及其相溶物的回收工艺成为本领域有关人员十分关注的课题。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是公开一种络合萃取N-甲基有机稀水溶液中吡咯烷酮或相溶物的方法，以克服现有技术存在的上述缺陷，满足有关部门的需要。

本发明的技术构思是这样的：

通常溶液中有机分子的可逆络合作用力比一般溶剂萃取Van der Vaals力要强得多。例如，本发明有机稀溶液中的N-甲基吡咯烷酮的N上有孤对电子，作为Lewis碱，是电子给予体，其N上核外电子分布有d空轨道或s空轨道，有利于与Lewis酸上的电子接受体，形成络合物而从稀溶液中萃取出来。同样，稀溶液C₃醇羟基上的氧原子(酯上的氧)具有供电子能力，可以作为Lewis碱，而它醇羟基上的氢原子又具有接受电子的能力，也可以作为Lewis酸；根据Lewis酸碱理论，其在吡咯烷酮共溶液中，优先作为Lewis碱与Lewis酸作用，再通过改变PH、温度等条件反萃取，分馏精制，获得N-甲基吡咯烷酮及其醇、酯产品。

本发明的络合萃取有机稀水溶液中N-甲基吡咯烷酮或相溶物的方法，包括如下步骤：

(1)将含有N-甲基吡咯烷酮或其相溶物的有机稀水溶液从中部送入络合反应塔，将萃取液从顶部送入络合反应塔，萃取液中的萃取剂在络合反应塔中与含有吡咯烷酮或相溶物的有机稀水溶液机稀溶液逆向接触，络合萃取其中的吡咯烷酮或其相溶物，然后将塔底的络合萃取产物送入反萃取塔，塔顶的萃余水排放；

所说的萃取液为萃取剂Lewis酸或Lewis碱与有机溶剂的混合物，Lewis酸或Lewis碱的重量浓度为2～10％，所说的有机溶剂选自煤油、柴油、三氯乙烯或四氯乙烯；

所说的Lewis酸优选C₂-C₁₂的有机酸中的一种或起混合物，如庚酸、油酸或十二烷基羧酸；

所说的Lewis碱优选磷酸三丁酯或磷酸三辛酯；

有机稀水溶液中，N-甲基吡咯烷酮或其相溶物重量浓度为5～20％；

所说的相溶物为C₃醇或/和乙酸乙酯或/和乙酸丁酯等；

有机稀水溶液中，除N-甲基吡咯烷酮外，还含重量浓度约为0.1～1％的低聚物；

所说的低聚物指的是高沸点的焦油类物质；

萃取液与含有N-甲基吡咯烷酮或其相溶物的有机稀水溶液的重量比为：

萃取液∶含有N-甲基吡咯烷酮或其相溶物的有机稀水溶液＝5∶1-3，萃取过程的pH＝5.0-7.5，可通过将萃取液C₂-C₁₂的烷基羧酸加入N-甲基吡咯烷酮有机稀溶液中，以调节萃取过程的pH；

萃取温度为15-50℃；

(2)送入反萃取塔的络合萃取产物在反萃取塔中，萃取剂与N-甲基吡咯烷酮或其相溶物的络合分子被解络分离，N-甲基吡咯烷酮或其相溶物由反萃取塔的塔顶送往后续的工段，以便进一步纯化，Lewis酸或由反萃取塔塔底被排出，可循环使用；

反萃取温度为70-210℃，压力0.08-0.1MPa；PH为5.5-6.5。

采用上述方法回收有机稀水溶液中的N-甲基吡咯烷酮或其相溶物，剂液比小，吡咯烷酮或其相溶物回收率高，可达到60-90％以上，此外，用本发明所述的方法萃取出后酮醇酯等有机物后，稀溶液的化学耗氧量(COD)至少降低了75-90％，可直接进入生化水处理系统。

附图说明

图1为本发明的流程图。

具体实施方式

本发明内容通过实施例作进一步说明，但所举例并不限制本发明的保护范围。

实施例1

采用图1的流程，处理某电子工业厂有机稀水溶液，有机稀水溶液的组成见表1，萃取液为65Wt％庚酸、8Wt％油酸和27Wt％煤油的混合物，萃取液与有机稀水溶液的重量比为5∶3，萃取温度50℃，pH＝6；

将含有N-甲基吡咯烷酮或其相溶物的有机稀水溶液从中部送入络合反应塔1，将萃取液从顶部送入络合反应塔1，然后将塔底的络合萃取产物送入反萃取塔2，塔顶的萃余水排放；

(2)送入反萃取塔2的络合萃取产物在反萃取塔中，吡咯烷酮或其相容物由反萃取塔2的塔顶送往后续的工段，以便进一步纯化，萃取液反萃取塔2塔底被排出，可循环使用；结果见表3。

表1某电子工业厂NMP液的组成及性质

组成(重量)％	沸点℃	密度/g.cm^-3
组成(重量)％	沸点℃	密度/g.cm^-3	NMP 3.0	197-204	1.026
醇-酯 1.5	82-126	0.785-0.881	NMP 3.0	197-204	1.026
醇-酯 1.5	82-126	0.785-0.881	低聚物 0.5	＞300

实施例2

某电子工业厂有机稀溶液的组成见表2，采用本发明的络合萃取法，萃取液为50Wt％庚酸、5Wt％油酸和45Wt％煤油的混合物，萃取剂与稀水溶液的重量比为5∶1，萃取温度为60℃，pH＝7.5，其他与实施例1相同，结果见表3。

表2某电子工业厂NMP液的组成及性质

表3实例结果一览表

	实例1	实例2
	实例1	实例2		萃余水含NMP％	0.5	0.3	＞90％纯度的工业级

NMP等回收率％	80	75
NMP等回收率％	80	75		萃取剂回收率％	90

Claims

1.一种络合萃取有机稀水溶液中吡咯烷酮或其相溶物的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将含有N-甲基吡咯烷酮或其相溶物的有机稀水溶液从中部送入络合反应塔，将萃取液从顶部送入络合反应塔，然后将塔底的络合萃取产物送入反萃取塔，塔顶的萃余水排放；

所说的萃取液为萃取剂Lewis酸或Lewis碱与有机溶剂的混合物；

萃取液∶含有N-甲基吡咯烷酮或其相溶物的有机稀水溶液＝5∶1-3，萃取过程的pH＝5.0-7.5；

萃取温度为15-50℃；

(2)送入反萃取塔的络合萃取产物在反萃取塔中，萃取剂与吡咯烷酮或其相溶物的络合分子被解络分离，吡咯烷酮或其相溶物由反萃取塔的塔顶送往后续的工段，萃取液反萃取塔塔塔底被排出。

反萃取温度为70-210℃，压力0.08-0.1MPa；PH为5.5-6.5。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，萃取液中，Lewis酸或Lewis碱的重量浓度为2～10％。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所说的有机溶剂选自煤油、柴油、三氯乙烯或四氯乙烯。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所说的Lewis酸选自C₂-C₁₂的有机酸中的一种或起混合物；所说的Lewis碱选自磷酸三丁酯或磷酸三辛酯。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，有机稀水溶液中，N-甲基吡咯烷酮或其相溶物重量浓度为5～20％，所说的相溶物为C₃醇或/和乙酸乙酯或/和乙酸丁酯。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，有机稀水溶液中，还含重量浓度约为0.1～1％的低聚物。