專利名稱：以離子液體為溶劑的纖維素纖維制備中溶劑的回收方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種提純回收以離子液體為溶劑的纖維素纖維制備過程中產(chǎn)生 的離子液體的方法。
背景技術(shù)：
纖維素是一種可再生資源，普遍存在于大自然中。樹木、棉花、稻桿、玉 米等植物和一些細菌的分泌物中都含有大量的纖維素。纖維素纖維可能成為代 替石油裂解纖維產(chǎn)品的可再生資源。目前纖維素纖維的生產(chǎn)主要采用氫氧化鈉、 丙酮、二硫化碳等作為溶劑和助劑，并需要對所用的纖維素進行黃化、老成和 熟成，又涉及到甲醛、亞硫酸鹽、硫化鈉、硫酸和硫酸鋅等化學試劑，所有上
述有機試劑都具有揮發(fā)性，對環(huán)境造成嚴重的污染并危及操作人員的健康；而 無機試劑都具有強腐蝕性，對設(shè)備的腐蝕極大。此外，這些化學試劑的回收不 僅工藝流程繁瑣、對工藝參數(shù)的控制要求嚴格，而且會產(chǎn)生大量的廢氣和廢水， 又對環(huán)境造成嚴重污染。
室溫離子液體與傳統(tǒng)溶劑相比，沸點高，不揮發(fā)，在較寬的溫度范圍內(nèi)以 液態(tài)存在，且有很好的熱穩(wěn)定性；可以通過選擇適宜的陰、陽離子的組合而改 變其物理化學性質(zhì)，是許多有機物、無機物和高分子材料的良溶劑。離子液體 作為一種綠色溶劑廣泛應(yīng)用于電化學、有機合成、催化和分離等領(lǐng)域，同時也 是許多高分子聚合反應(yīng)和加工的良溶劑，如聚對苯、聚丁烯、聚甲基丙烯酸甲 酯、聚苯乙烯等。美國專利20020010291公開了一種在離子液體中制各高分子 量聚異烯烴的方法，美國專利20030157351公開了一種纖維素在離子液體中溶 解和加工的方法，中國專利CN 1596282A公開了采用離子液體溶解及加工纖維 素的方法。
如較為常用的離子液體[BMIM]C1和[扁IM]C1對纖維素的溶解度很大，可以 達到35%(質(zhì)量百分比)，但是當纖維素的濃度大于8%時，溶液粘度劇增，呈現(xiàn)凝膠狀，難以進行紡絲加工。采用較低濃度的離子液體纖維素溶液，既保證了 纖維素在離子液體中的溶解性，也保證了紡絲原液的可加工性。
但是離子液體的合成與純化工藝復雜，生產(chǎn)成本高，尤其是像纖維素纖維
制備中使用的[BMIM]C1和[AMIM]C1，因此常采用將纖維素纖維生產(chǎn)中使用后的
離子液體迸行回收再利用的方式，避免浪費，以降低生產(chǎn)成本。專利
200510108024. X公開了一種采用萃取方法回收疏水性和親水性離子液體的回
收方式，以及一些采用蒸餾方式回收離子液體的方式，但是上述回收方式，只 適用于纖維素纖維生產(chǎn)使用后的離子液體內(nèi)水的含量較低的情況下進行離子液
體的回收，在纖維素纖維生產(chǎn)使用后離子液體內(nèi)水的含量較高情況下，采用上
述方式進行離子液體的回收能耗較高，不易進行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種以離子液體為溶劑的纖維素纖維 制備過程中的溶劑回收方法，該方法適合于回收較大濃度范圍內(nèi)的含離子液體 的溶液，以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，且能耗低，易實施。
本發(fā)明的以離子液體為溶劑的纖維素纖維制備中溶劑的回收方法，包括以
下步驟
1) 將含有離子液體的溶液進行過濾，去除固體顆粒狀雜質(zhì)；經(jīng)生產(chǎn)使用 后，將含有離子液體和固體雜質(zhì)的溶液進行過濾，去除其中的固體顆粒狀雜質(zhì)， 如可使用1 3層的80支漂白府綢制成的濾材進行過濾；
2) 利用反滲透膜進行至少一級膜濃縮，使含離子液體的溶液中水的質(zhì)量 含量為70% 85%;優(yōu)選的可在10。C 95。C的溫度范圍內(nèi)，利用孔徑為15. 0 50.0納米的膜進行膜濃縮，并可根據(jù)實際生產(chǎn)情況，進行一級、二級、三級或 多級膜濃縮，以達到生產(chǎn)要求；
3) 對濃縮后的含離子液體的溶液進行減壓蒸餾，使含離子液體的溶液中 水的質(zhì)量含量《2%;優(yōu)選的在10 1000 Pa的壓力條件和95 13(TC的溫度條 件下進行減壓蒸餾。
4并且，在本發(fā)明以離子液體為溶劑的纖維素纖維制備中溶劑的回收方法中
離子液體是指[BMIM]C1和[AMIM]C1中的至少一種。 本發(fā)明的優(yōu)點在于-
(1) 去除固體雜質(zhì)時使用的濾材為80支漂白府綢，成本低、易操作，漂白 府綢可重復使用；
(2) 采用膜濃縮和減壓蒸餾二步階梯法進行提純回收，降低了對低濃度含量 離子液體提純時采用減壓蒸餾能耗高問題。并且膜可重復使用。
(3) 所采用的溶劑為離子液體，無毒、無揮發(fā)性，有利于環(huán)境保護和操作人 員健康；
(4) 由于離子液體無揮發(fā)性，蒸汽壓接近于零，所以回收工序簡單，降低了 生產(chǎn)成本，節(jié)約了資源和能源；(5) 離子液體回收率髙，重復利用率高。
具體實施例方式
下面結(jié)合具體實施方式
，進一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實施例僅用于 說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的 內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同 樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
實施例1
用質(zhì)量含量1009&的[BMIM]C1作為溶劑，配制棉漿質(zhì)量含量8%的紡絲液溶 液進行濕法紡絲，用水作凝固劑，紡絲一段時間后，從凝固水浴取出10000g 溫度為93'C含[BMIM]C1的溶液，化學滴定后得知此10000g溶液內(nèi)含離子液體 [BMIM]C1為2. 7g;
將10000g溶液過濾，去除其中的固體顆粒狀雜質(zhì)；
經(jīng)過濾后，液體溫度降到75'C，利用孔徑為20納米的反滲透膜進行3級 膜濃縮，得含離子液體的溶液質(zhì)量為U5g;
在300Pa的條件下，125'C減壓蒸餾2小時，最終得到水質(zhì)量含量為0. 8%的含離子液體溶液22. 5g，離子液體回收率為98. 33%。 實施例2
用[BMIM]C1和[AMIM]C1摩爾比為8: 2的離子液體混合液作為溶劑，配制 木漿質(zhì)量含量5%的紡絲液溶液進行濕法紡絲，用水作凝固劑，紡絲一段時間后， 從水浴取出10000g溫度為9(TC含[BMIM]C1和[AMIM]C1的溶液，化學滴定后得 知此10000g溶液內(nèi)含離子液體[BMIM]C130. 7g;
將10000g溶液經(jīng)濾材為1層的80支漂白府綢進行過濾，去除其中的固體 顆粒狀雜質(zhì)；
經(jīng)漂白府綢過濾后，溶液溫度降到7(TC，利用孔徑為16納米的反滲透膜 進行1級膜濃縮，含離子液體的溶液質(zhì)量為118g;
在70Pa的條件下，106。C減壓蒸餾4小時，最終得到水質(zhì)量含量為1. 5%的 含離子液體的溶液30. 9g，回收率為99. 14%。
實施例3
用質(zhì)量含量100% [AMIM]C1的離子液體作為溶劑，配制竹漿質(zhì)量含量9%的 紡絲液溶液進行濕法紡絲，用水作凝固劑，紡絲一段時間后，從水凝固浴取出 10000g溫度為90。C含[AMIM]C1的溶液，化學滴定后得知此10000g溶液內(nèi)含離 子液體[BMIM]C1為39. 5g;
將10000g溶液經(jīng)濾材為3層的80支漂白府綢進行過濾，去除其中的固體 顆粒狀雜質(zhì)；
經(jīng)漂白府綢過濾后，溶液溫度降到65'C，利用孔徑為40納米的膜進行3 級膜濃縮，含離子液體的溶液質(zhì)量為263g;
在800Pa的條件下，96。C減壓蒸餾5小時，最終得到含水為2%的含離子液 體的溶液39. 7g，回收率為98. 50%。
權(quán)利要求
1、以離子液體為溶劑的纖維素纖維制備中溶劑的回收方法，其特征在于該回收方法包括以下步驟1)將含有離子液體的溶液進行過濾，去除固體顆粒狀雜質(zhì)；2)利用反滲透膜進行至少一級膜濃縮，至含離子液體的溶液中水的質(zhì)量含量為70％～85％；3)對濃縮后的含離子液體的溶液進行減壓蒸餾，至含離子液體的溶液中水的質(zhì)量含量≤2％。
2、 如權(quán)利要求1所述的以離子液體為溶劑的纖維素纖維制備中溶劑的回收方法，其特征在于所述離子液體是指[BMIM]C1和[AMIM]C1中的至少一種。
3、 如權(quán)利要求1所述的以離子液體為溶劑的纖維素纖維制備中溶劑的回收方法，其特征在于在含有離子液體的溶液進行過濾時，使用的濾材為1 3層的80公支漂白府綢。
4、 如權(quán)利要求1所述的以離子液體為溶劑的纖維素纖維制備中溶劑的回收方法，其特征在于利用反滲透膜進行膜濃縮時，膜的孔徑為15.0 50.0納米，且溫度范圍為10°C 95°C。
5、 如權(quán)利要求1所述的以離子液體為溶劑的纖維素纖維制備中溶劑的回收方法，其特征在于對濃縮后的含離子液體的溶液進行減壓蒸餾，是在10 1000 Pa的壓力條件下進行。
6、 如權(quán)利要求1至5中任一項所述的以離子液體為溶劑的纖維素纖維制備中溶劑的回收方法，其特征在于對濃縮后的含離子液體的溶液進行減壓蒸餾，是在95 13(TC的溫度條件下進行。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種以離子液體為溶劑的纖維素纖維制備中溶劑的回收方法，采用將含有離子液體的溶液進行過濾，去除固體顆粒狀雜質(zhì)，之后利用反滲透膜進行膜濃縮，然后對濃縮后的含離子液體的溶液進行減壓蒸餾，使含離子液體的溶液中水的質(zhì)量含量≤2％，得回收的離子液體。本發(fā)明適合于回收較大濃度范圍內(nèi)的含離子液體的溶液，且能耗低，易實施。
文檔編號D21C11/00GK101503866SQ20091001455
公開日2009年8月12日 申請日期2009年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月7日
發(fā)明者劉建華, 姜明亮, 琳 李, 逄奉建, 馬君志, 馬峰剛 申請人:山東海龍股份有限公司