[发明专利]一种聚苯硫醚树脂生产工艺中溶剂的回收工艺

说明书

技术领域

本发明涉及聚苯硫醚生产工艺方法，尤其是其溶剂技术改进。

现有技术

采用硫化钠与对二氯苯(P-DCB)为原料，在碱金属助溶剂作用下缩聚生产聚苯硫醚(PPS)树脂的工艺过程中，在聚合阶段需要碱金属氯化物的NMP(N-甲基吡咯烷酮)加合溶液完成聚合反应，与其它原料的成本相比，NMP及碱金属助溶剂占有相当的价格比重，但在PPS的生产过程中溶剂NMP和助溶剂在理论上是不消耗的，因此，NMP溶剂能否以较高的回收率回收仍就是能否降低PPS生产成本的关键。

在聚合反应完成后，NMP的65-70％可通过常规的方法予以回收，但余下45-30％与助溶剂结合在一起留在了残留物中，该残留物为类似于络合物的固溶体，沸点150-160，极难分离，即使在真空条件下，也无法将这部分NMP回收。

在美国专利号码US5711873中介绍聚苯硫醚树脂生产的溶剂的回收工艺技术，该技术虽然采用低沸点溶剂作为反应体系的稀释剂，虽然在反应体系中加入低沸点有机溶剂有助于反应混合物的过滤，以及低沸点溶剂也容易回收和提纯，但是，对聚合反应釜的材质的要求较高，如果在反应体系的后期加入，会增高反应釜的压力，同时还需时刻注意反应釜超过设计承受压力，这样不小心造成严重的事故。

发明内容：

鉴于现有技术的以上缺点，本发明的目的是创造一种聚苯硫醚生产中溶剂回收的新方法，使以固溶体形式残留的那部分NMP及助溶剂得以高回收率回收，以降低PPS的生产成本，同时回收回来的NMP和助溶剂的纯度均是非常高的，可以说达到或超过国外同类回收装置的水平，而且采用单螺杆蒸发器来解决溶剂和助溶剂回收过程中产生的粘稠物，该粘稠物其实是助溶剂氯化锂晶体，采用单螺杆蒸发器的目的是通过该设备的强有力剪切，降低粘稠物的粘度，达到是其中的NMP或/和水份或/和乙酸甲酯十分容易的蒸发出来，有利于提高NMP溶剂和助溶剂氯化锂的回收率和纯度。

本发明的目的是通过如下的手段实现的。

虽然本发明采用高沸点溶剂来作为反应体系的稀释剂，但是，也会比采用低沸点有机溶剂得到聚苯硫醚的纯度高，因为很多低聚物和环状化合物很容易溶于NMP溶剂中，为此，本发明只能将乙酸甲酯用于溶解回收少量NMP萃取剂，而本发明采用NMP为稀释剂首先除去聚苯硫醚树脂中的低聚物和环状化合物和大量的助溶剂氯化锂，因此，本发明的目的是利用一种合理，简单高效的工艺流程路线来对聚苯硫醚树脂生产工艺流程中的NMP溶剂和助溶剂氯化锂进行回收。

本发明的聚苯硫醚生产中的溶剂回收工艺，采用多水硫化钠和对二氯苯为原料，经脱水、缩聚等工艺步骤生产聚苯硫醚树脂，其特征在于，以LiCl为助溶剂(以后均以助溶剂来表达)，在缩聚反应完成后，虽然聚苯硫醚树脂混合物涉及聚苯硫醚树脂、溶剂、助溶剂、副产物的回收等，但是聚苯硫醚生产的溶剂回收工艺包含：

1)将聚苯硫醚聚合反应完成后的混合物，输入60目的不锈钢网式真空离心机进行固液第一级分离，得到含有少量细颗粒聚苯硫醚树脂和少量氯化锂晶体固体物质、NMP、水、助溶剂、和部分副产物的混合滤液，以及得到含有聚苯硫醚树脂和部分副产物的和少量NMP湿固体物质；

2)将1)所得到的滤液中再加入1-3mol/mol Na₂S的NMP溶剂，在不断搅拌的条件下，并将滤液与NMP溶剂的混合物温度由室温升高到110120℃，搅拌2030min，搅拌速度控制在350-400rpm，打开排气阀，通入99.98％v/v高纯度的氮气，同时控制氮气的通入量为10-20L/min，使滤液中的水分从滤液中缓慢排出，当滤液中的水分降低到0.1-0.2％wt时，缓慢地将滤液的温度降到20-30℃；

3)将2)得到的滤液输入300目不锈钢网式真空离心机进行固-液第二级分离；得所得滤液输入600目不锈钢网式真空离心机进行固-液第三级分离，得到含有助溶剂、和部分副产物的混合物滤液；

4)将3)得到的滤液减压蒸馏蒸出NMP，减压分离器底部剩余物的是含有助溶剂和副产物以及少量NMP的粘稠物，经过冷却变成含有NMP液体，将混和液体输入液体储罐；

5)将4)得到的粘稠物用单螺杆输送机输入单螺杆蒸发机进一步蒸发出去其中NMP，经过冷却器冷却输入NMP和水的混合液体储罐，从单螺杆蒸发器排出的粉状助溶剂和副产物的混合物；