[发明专利]一种聚对苯二甲酰对苯二胺反应中溶剂的循环利用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚对苯二甲酰对苯二胺反应中溶剂的循环利用方法，属于高分子材料合成技术领域。

背景技术

聚对苯二甲酰对苯二胺（PPTA）是一种高性能工程材料，在合成过程中可选用六甲基磷酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮和四甲基脲等作为溶剂，其中N-甲基吡咯烷酮（NMP）被广泛使用。NMP价格昂贵，在合成过程中，NMP使用量大且要求严格（例如要求含水率<150ppm等），因而，溶剂回收利用是降低PPTA成本和产业化的关键因素之一。在合成PPTA过程中，常使用氯化钙作为助溶剂，然而氯化钙的循环利用现在仍是未解决的问题。

据申请人了解，申请号为200610037771.3，名称为“聚对苯二甲酰对苯二胺合成反应中聚合溶剂的循环利用方法”的中国专利公开了在聚对苯二甲酰对苯二胺合成反应中溶剂的循环利用方法，其中需要进行脱盐的步骤，由于脱盐过程能耗大，而且盐无法回收利用，因此无法避免浪费。申请号为200810225081.X的专利，公开了一种采用芳香族萃取剂回收NMP溶剂的方法，虽然该方法降低了操作温度，但是萃取剂剧毒，因此不仅具有危险性，而且使用成本增高。申请号为200710039497.8的专利，采用薄膜蒸发器将溶液中的水和NMP蒸出，氯化钙难以回收利用，且能耗较大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术存在的缺陷，提出一种聚对苯二甲酰对苯二胺反应中溶剂的循环利用方法。

本发明通过以下技术方案解决技术问题，一种聚对苯二甲酰对苯二胺反应中溶剂的循环利用方法，包括以下步骤：

步骤一、将低温缩聚得到的聚对苯二甲酰对苯二胺进行洗涤，得到洗涤液；

步骤二、将洗涤液进行中和得到中和液；

步骤三、将所述中和液过滤除去杂质，得到含有N-甲基吡咯烷酮、氯化钙和水的溶液，作为母液；

步骤四、将所述母液进行脱水、粗馏、溶液配制、精馏得到水含量≤150ppm的N-甲基吡咯烷酮-氯化钙溶剂体系进行循环利用。

其中，所述步骤三中过滤为袋式过滤、膜过滤和管式过滤中的至少一种，过滤精度为0.1-20um。

所述步骤四中，用减压蒸馏脱水，绝对压强为2-5KPa，温度为60-90℃。

所述粗馏是在粗馏塔中进行粗馏，塔内绝对压强0.1-3KPa，温度为50-110℃。在粗馏过程中加入甲醇、乙醇、乙二醇中的至少一种作为助剂。所述助剂加入量为溶液质量的0.1%-2%。

所述溶液配制是在经过粗馏步骤后的溶液中加入无水氯化钙或NMP，得到氯化钙浓度为0.1-0.2mol/L的溶液。

所述精馏是在精馏填料塔内进行精馏，精馏填料塔的绝对压强为0.1-2KPa，温度为50-110℃。

本发明的优点如下：1.增加过滤系统，提高溶液洁净度；2.在粗馏过程中加入助剂，降低操作温度，减少能耗，并提高馏出物纯度；3.省去除盐步骤，实现氯化钙回收使用，减少能源消耗；4.工艺中不含剧毒物质，工程化更安全可靠；5.溶剂回收率高，达97%。

附图说明

图1为本发明实施例的流程示意图。

具体实施方式

实施例一

本实施例通过以下步骤对溶剂进行循环利用：向洗涤液中加入氢氧化钙得到pH=7的中和液，将中和液通过袋式过滤器，过滤精度5um，收集过滤液于储罐中，将过滤液送入脱水系统进行减压蒸馏脱水，蒸馏参数绝对压强2KPa，温度为70℃，脱水系统可去除大部分水。然后向溶液中加入2%的乙醇助剂，并将溶液送入粗馏系统，控制粗馏塔内绝对压强3KPa，温度为90℃，粗馏后溶液中含水率<0.5%。向粗馏后溶液中加入无水氯化钙，得到氯化钙浓度为0.13mol/L的溶液，将溶液输入精馏塔，塔中绝对压强为0.2KPa，温度为80℃。经过精馏之后，得到含水率为150ppm的NMP-氯化钙溶液，此溶液可输入到聚合单元，作为聚合反应的溶剂循环使用。其中NMP回收率97.5%。

实施例二