一種DMF含鹽廢液回收工藝和系統(tǒng)的制作方法

本發(fā)明屬于有機合成溶媒回收工藝領域，尤其是涉及一種鋅溴絡合物偶聯(lián)反應后DMF含鹽廢液的回收工藝和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

DMF又稱N,N-二甲基甲酰胺，是一種無色透明穩(wěn)定優(yōu)良的化工溶劑，可與水﹑醇﹑酯﹑酮﹑醚等有機化合物互溶，廣泛應用于石油化工﹑有機合成﹑制藥等領域，因而在化工生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的DMF廢液。由于DMF在有機合成中大量作為溶劑使用，如果不進行回收，一方面造成環(huán)境污染，増加環(huán)保壓力，另一方面生產(chǎn)成本提高。因此研究如何更有效﹑更節(jié)能﹑更經(jīng)濟地從廢液中回收DMF對降低生產(chǎn)成本﹑節(jié)約DMF回收能耗，保護環(huán)境具有十分重要的意義。DMF在酸性或者堿性條件下受熱易分解為甲酸和二甲胺，甲酸和二甲胺的存在會嚴重影響DMF產(chǎn)品的質(zhì)量，不但會影響DMF的生產(chǎn)應用，而且會對設備造成嚴重腐蝕。因此在處理DMF廢液之前多采用加酸或者堿將DMF沸水中和成中性，然后再進行后續(xù)處理，中和的過程中會產(chǎn)生鹽，對于含鹽DMF廢液的處理，采用精餾的方法會導致精餾塔堵塞等問題。

目前，六氟丁二烯的合成方法，一般采用在有機溶劑DMF中，含氟溴化物與鋅粉作用，生成鋅溴絡合物，鋅溴絡合物在催化劑FeCl₃作用下，調(diào)聚生成六氟丁二烯(CF₃CFBr₂+Zn→CF₂＝CFZnBr；2CF₂＝CFZnBr→CF₂＝CF-CF＝CF₂)。合成六氟丁二烯的反應后，DMF溶劑中含有未完全反應的鋅粉，轉(zhuǎn)化為ZnBr₂的鹽，還有作為催化劑的FeCl₃。

目前，鋅溴絡合物偶聯(lián)反應后溶劑回收再利用還沒有報道。傳統(tǒng)工藝通常是采用精餾或者萃取方式進行回收溶媒。但由于溶媒中存在大量鹽，精餾工藝直接對溶媒進行精餾的會導致精餾塔堵塞，而采用萃取方法則需要尋找合適的萃取劑，回收溶媒的エ藝較復雜，引入了另一種有機溶媒，分離溶媒與萃取劑成本較高，且溶媒回收率低。

專利CN200510061857.5公開了一種含DMF廢水的三效回收方法，專利CN201310304564.X公開了一種含DMF廢水的四效精餾回收方法，雖然這些方法大大節(jié)省了DMF廢水的回收能耗，但是都未考慮DMF廢水中鹽的堵塔問題。專利CN200820120577.6公開了一種DMF回收液精餾前的處理裝置，專利CN201320014613.1公開了一種DMF廢水回收殘渣蒸發(fā)鍋，這些專利考慮了DMF廢水中鹽的堵塔問題，但是其前處理及后處理工藝繁瑣，工業(yè)化設備投資及能耗都較大。

鋅溴絡合物偶聯(lián)反應后DMF含鹽廢液中沒有水，液體全部是DMF，在處理過程中不用考慮水和有機相分離的問題。廢液中的鹽主要含有鋅和鐵的氯化鹽(溴化鹽)。上述各專利技術(shù)沒有針對解決DMF廢液中無水并且含多種氯化鹽(溴化鹽)的問題，因此需開發(fā)一種鋅溴絡合物偶聯(lián)反應后DMF含鹽廢液的回收工藝。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服背景技術(shù)中現(xiàn)有DMF回收工藝的不足，尤其針對鋅溴絡合物偶聯(lián)反應后DMF含鹽廢液回收的問題，提供一種回收工藝簡單高效，過程容易控制，可用于規(guī)模化生產(chǎn)回收DMF的方法，不再發(fā)生鹽堵塔的問題。

一種DMF含鹽廢液回收工藝，包括如下步驟：

(1)廢液的離心分離：在離心力的作用下，將廢液分為固液兩層，固相沉積，分出液相；

(2)液相萃?。涸谝合嘀屑尤胗袡C萃取劑選擇性浸出廢液中的DMF，將液相中少量的鹽分離除去，得到萃取劑-DMF混合液，所述萃取劑為石油醚﹑四氯化碳﹑二硫化碳﹑二氯甲烷﹑環(huán)己烷﹑或苯；

(3)萃取劑-DMF混合液的精餾/蒸餾提純：將萃取劑-DMF的混合液進行精餾或者蒸餾提純，分別得到萃取劑和DMF純凈液。

所述步驟(1)中離心分離的廢液的溫度為50-130℃，離心機轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)速為1000-4000r·min^-1。

所述萃取劑：液相的質(zhì)量比為5～20：1。

所述萃取時反應溫度為65～130℃，反應時間為10～40min，攪拌反應后得到溶劑與固體物的分層混合液，進行保溫過濾，除去鹽分固體，得到萃取劑-DMF混合液。

所述精餾或蒸餾的提純溫度為50-140℃，分離出萃取劑，得到DMF。

一種DMF含鹽廢液回收系統(tǒng)，其特征在于：包括順序連接的固液兩相離心分離裝置、萃取分離裝置和精餾或蒸餾裝置三部分。

所述離心分離裝置包括液體泵，離心分離機，固體收集器，液體收集罐，所述液體泵與生產(chǎn)線中的DMF廢液儲罐相連；所述萃取分離裝置包括萃取反應釜；所述精餾或蒸餾裝置包括依次連接的加熱釜、精餾柱或蒸餾柱、冷凝器和接收器，所述接收器包括萃取劑回收罐和DMF回收罐，所述萃取反應釜中的萃取劑-DMF混合液收集于混合液接收罐中，通過泵體送入加熱釜中。

所述冷凝器的其中一個出口與萃取劑回收罐或DMF回收罐連接，另一出口通過回流管與精餾柱或蒸餾柱連通。

所述萃取反應釜連接有換熱器，萃取反應釜的上部分用于攪拌萃取，下部分用于靜置分離。

所述萃取反應釜為夾套加熱間隙萃取裝置。

所述萃取反應釜中的萃取劑-DMF混合液收集于混合液接收罐中，通過液體泵送入加熱釜中。

為解決該問題，本發(fā)明采用的具體的技術(shù)方案如下：

1)廢液的離心分離

含DMF廢液通過離心機中心進料管被引入轉(zhuǎn)子，在離心力的作用下分為固液兩層，較重的固相(過量的鋅粉和無機氯化鹽和溴化鹽)沉積在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁上形成沉渣層，由螺旋輸送器推出；而較輕的液相(DMF溶液和少量的無機鹽)則形成內(nèi)環(huán)分離液層，從濾液管線排出，送往萃取反應釜中。

所使用的離心參數(shù)為：廢液的溫度為50-130℃，離心機轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)速為1000-4000r·min^-1。

2)廢液的萃取

本發(fā)明的要點之一是用一種有機萃取劑對含氯化鹽的DMF廢液選擇性浸出DMF溶液進行一次萃取，將DMF溶液和無機鹽分離。萃取劑可以為石油醚(B.P.＝40～80℃)﹑四氯化碳(B.P.＝76.8℃)﹑二硫化碳(B.P.＝46.5℃)﹑二氯甲烷(B.P.＝39.75℃)﹑環(huán)己烷(B.P.＝80.7℃)﹑苯(B.P.＝80.1℃)等萃取劑。

(I)將已經(jīng)離心分離的DMF廢液(液相)計量加入萃取反應釜中；

(II)再將萃取劑m：DMF廢液＝5～20：1的質(zhì)量比加入溶劑，進行萃取反應；

(III)上述萃取反應溫度為65～130℃，反應時間為10～40min，攪拌反應后得到溶劑與固體物的分層混合液；

(IV)對(III)混合液進行保溫過濾，得到無機物殘渣和含DMF液體；

(V)將含DMF液體送往精餾塔進行精餾提純。

3)萃取劑-DMF混合液的精餾/蒸餾提純

將萃取劑-DMF混合液進行精餾塔或者蒸餾塔提純，即得萃取劑和DMF純凈液；所述精餾塔或蒸餾塔提純溫度為50-140℃，分離出萃取劑，得到DMF。萃取劑-DMF混合液在加熱釜中通過油浴加熱(圖3)，萃取劑-DMF被汽化上升進入精餾柱(蒸餾柱)分離，分離后的氣體冷卻成液體，一部分回流，一部分進入成品冷卻器進一步冷卻，作為成品采出；未被冷卻成液體的部分進入下冷凝器再次冷卻，冷卻成液體后進入回流管重新回到精餾柱(蒸餾柱)；在30～80℃，將輕組分萃取劑排出；在80～140℃，將重組分DMF排出。經(jīng)過多次反復循環(huán)，達到將萃取劑和DMF分離。通過對排出液進行在線分析，確定排出液存放于相對應的接收罐。

本發(fā)明所述的萃取劑-DMF是指通過離心分離和萃取分離獲得的混合液。本發(fā)明的蒸餾塔是指普通的蒸餾塔。精餾塔是指在蒸餾塔的蒸餾柱內(nèi)可以添有各種類型的填料如:環(huán)、絲網(wǎng)波紋、瓷環(huán)、共軛環(huán)填料等，也是常用的精餾塔。

本發(fā)明先通過離心分離機分離出大部分無機鹽，然后通過優(yōu)選的萃取劑分離出少部分的液相中的無機鹽，再通過精餾或蒸餾將萃取劑與DMF分離，分別回收萃取劑和DMF，本發(fā)明適用于含有無機鹽的DMF廢液回收，尤其適用鋅溴絡合物偶聯(lián)反應后DMF含鹽廢液的回收，該回收工藝簡單高效，過程容易控制，可用于規(guī)?；a(chǎn)回收DMF。

有益效果：

1.本發(fā)明所述一種DMF含鹽廢液回收系統(tǒng)在回收DMF的過程中具有回收率高、回收產(chǎn)物純度高、分離徹底等特點；

2.本發(fā)明的DMF含鹽廢液回收系統(tǒng)解決了一般回收含鹽廢液精餾過程中導致精餾塔堵塞的問題；

3.本發(fā)明的DMF含鹽廢液回收系統(tǒng)不需要加酸或者堿將DMF中和成中性，然后再進行后續(xù)處理，大大簡化處理工藝流程，減輕處理回收成本。

附圖說明

圖1為兩相離心機分離DMF和無機鹽原理圖示意圖。

圖中示出：1DMF廢液儲罐、2螺桿泵、3離心分離機、4無軸螺旋輸送器、5DMF接收罐、6螺桿泵、7DMF回收塔。

圖2 DMF萃取裝置示意圖。

圖3為本發(fā)明利用精餾塔或蒸餾塔提純技術(shù)生產(chǎn)DMF流程示意圖。

圖中示出：1’加熱釜、2’熱油爐、3’精餾柱或蒸餾柱、4’DMF接收罐、5’萃取劑接收罐、6’混合液接收罐、7’冷凝器。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步說明，但并不將本發(fā)明局限于這些具體實施方式。

實施例1(離心分離)

如圖1所示，一種新型的兩相離心分離裝置，包括依次連接液泵系統(tǒng)，離心分離機，固體收集器，液體收集罐。工作時，將DMF廢液在DMF廢液儲罐1中加熱到50℃，然后通過螺桿泵2定量地輸送到離心分離機3中，設置離心分離機轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)速為2000r·min^-1，由于旋轉(zhuǎn)內(nèi)桶旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力將DMF液體和固棄物分層分離，固棄物通過無軸螺旋輸送器4從底部進入固體收集器(固體收集池)。液體上部通過離心分離操作，使得液相高效地從固體中分離出來，收集在DMF接收罐5中，DMF接收罐5收集得到的液相通過螺桿泵6輸送到DMF回收塔7中。

實施例2(萃取分離)

如圖2所示，一種萃取分離裝置，將0℃的冷卻鹽水在系統(tǒng)中循環(huán)，將離心分離好的DMF液體(含有少量無機鹽)定量送入到間歇性萃取罐中(萃取罐的溫度為80℃)，然后將萃取劑四氯化碳注入萃取罐中，四氯化碳與DMF液體的質(zhì)量比為10：1，進行萃取分離30分鐘后，靜置30分鐘，得到固體和液體分層，固體無機鹽在萃取罐底部，萃取劑-DMF混合液在上部，將固體無機鹽從罐底部放出，得到的四氯化碳和DMF混合液通過泵輸送到精餾裝置中。

實施例3(精餾提純)

如圖3所示，一種精餾/蒸餾裝置。用投料泵將含有四氯化碳和DMF的混合液從混合物接收罐6’打入加熱釜1’，通過加油爐2’預熱至120℃后，混合液氣化上長升通過管道進入精餾柱或蒸餾柱3’進行分離；然后進入冷凝器7’氣體冷卻成液體，一部分回流，一部分進入成品冷卻器進一步冷卻，作為成品采出；未被冷卻成液體的部分進入下冷凝器再次冷卻，冷卻成液體后進入回流管重新回到精餾柱(蒸餾柱)；在30～80℃，將輕組分萃取劑排出進入萃取劑接收罐5’；在80～140℃，將重組分DMF排出進入DFM接收罐4’。經(jīng)過多次反復循環(huán)，達到將萃取劑和DMF分離。通過對排出液進行在線分析，確定排出液存放于相對應的接收罐。