專利名稱：通過(guò)引入熱水并攪拌從設(shè)備中清除在回收nmp的方法中積聚的沉積物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種從回收純化的N-甲基吡咯烷酮的工藝中除去沉積物并清洗設(shè)備的方法。
在工業(yè)上乙炔主要通過(guò)在高溫反應(yīng)中用氧氣部分氧化烴而生產(chǎn)。通過(guò)部分氧化烴而生產(chǎn)乙炔是已知的BASF方法(Sachsse-Bartholome)，并例如描述在Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry，第六版，2000電子版，第1-5頁(yè)中。
乙炔主要由部分氧化的反應(yīng)混合物通過(guò)用溶劑，尤其是N-甲基吡咯烷酮(簡(jiǎn)寫(xiě)為NMP)、甲醇、氨或二甲基甲酰胺選擇性吸收而獲得。在將乙炔以氣體從潛溶劑中驅(qū)出后，剩下溶劑料流，其通常以約0.1重量％的比例包含乙炔低聚物或聚合物作為雜質(zhì)。在Ullmann’s引用的對(duì)比文獻(xiàn)中，表明在用NMP萃取純化乙炔的工藝中，為了使NMP負(fù)載的乙炔聚合物最小化，從工藝中連續(xù)取出約2％的NMP料流并在減壓下蒸餾，剩余的聚合物事實(shí)上為干殘留物并除去。獲得純化的NMP并將其再循環(huán)至萃取純化。
在現(xiàn)有工藝中，首先將被約0.1重量％聚合物污染的NMP在減壓下在預(yù)蒸發(fā)中濃縮到例如聚合物含量約為3.5重量％，然后在外部加熱的攪拌容器中在約130-150℃下攪拌，直到不再能取出NMP蒸氣。糊狀至固體的殘留沉積物保留在攪拌容器中，其包含約65重量％固體，特別是乙炔聚合物，以及約35重量％NMP。
根據(jù)已知工藝，在NMP的蒸發(fā)結(jié)束時(shí)用氮?dú)馄瞥婵?，然后在大氣壓力下將冷水引入攪拌容器中。水從沉積物中萃取出NMP，并供入廢水處理。固體殘留物保留在設(shè)備中，必須人工除去，然后焚燒。
由于必須人工除去沉積物，這種方法有職業(yè)衛(wèi)生方面的缺點(diǎn)。而且，處理所得固體產(chǎn)生成本。
在替代的方法中，處理固體的問(wèn)題通過(guò)將受污染的NMP僅濃縮至沒(méi)有固體沉積物出現(xiàn)的程度而避免。然而，這種方法具有可回收的純化NMP比例較小的缺點(diǎn)。
因此，本發(fā)明的目的是改進(jìn)回收用于萃取乙炔的NMP的現(xiàn)有方法，特別是避免處理固體且同時(shí)回收高比例的純化的NMP。
該目的通過(guò)一種從經(jīng)由蒸發(fā)受污染的N-甲基吡咯烷酮(NMP)料流中的NMP而回收純化的NMP的工藝中除去沉積物而清潔設(shè)備的方法實(shí)現(xiàn)，其中將熱水輸入設(shè)備并攪拌，其中所述受污染的NMP料流在從烴的部分氧化的反應(yīng)混合物中萃取分離乙炔的工藝中在驅(qū)出作為氣體的乙炔之后得到。
令人驚訝地發(fā)現(xiàn)在蒸發(fā)NMP的攪拌釜中的糊狀至固體的沉積物可使用熱水而以簡(jiǎn)單方式溶解。特別有利的是本方法與沉積物稠度無(wú)關(guān)，稠度很大程度上取決于在系統(tǒng)中極大變化的pH值。
可將來(lái)自萃取分離乙炔的純化的NMP料流直接輸入攪拌釜中。然而，有利的是首先將所述料流在減壓下在一個(gè)或多個(gè)段中預(yù)蒸發(fā)，優(yōu)選到約3.5重量％的聚合物含量。
熱水主要定義為溫度為40-180℃，優(yōu)選50-150℃的水。特別優(yōu)選溫度為90℃的水。
關(guān)于水質(zhì)，原則上沒(méi)有限制；由于成本原因，優(yōu)選低質(zhì)水。
水在設(shè)備中在攪拌下的停留時(shí)間應(yīng)為至少5分鐘，有利的是5分鐘至1小時(shí)，特別優(yōu)選約半小時(shí)。
在設(shè)備中，蒸發(fā)NMP直到事實(shí)上測(cè)量不到蒸氣壓。在這些條件下，糊狀至固體的殘留沉積物保留在設(shè)備中，其仍包含約35重量％的NMP，余下是聚合物固體。這些沉積物通常形成0.1-30cm，尤其是1-10cm的層厚。
有利的是輸入設(shè)備的水的體積是沉積物體積的約2-30倍，優(yōu)選是沉積物體積的約15倍。
從設(shè)備中取出通過(guò)濾紙沒(méi)有留下殘留物而且在冷卻時(shí)保持穩(wěn)定且沒(méi)有聚合物沉淀出的溶液。取出的水溶液包含約2重量％的沉積物材料和2重量％的NMP，并具有1-5mPa·s與水類似的粘度。
回收NMP且隨后除去雜質(zhì)的設(shè)備優(yōu)選是攪拌釜。
因此，本方法的優(yōu)點(diǎn)為來(lái)自乙炔的萃取分離的受污染的NMP可以基本濃縮到約65重量％的固體含量，因此可以高比例回收純NMP，而不會(huì)產(chǎn)生處理固體，特別是手工除去沉積物并處理的問(wèn)題。
從設(shè)備中以水溶液取出沉積物，在將其與河水混合以冷卻到約40℃后也保持穩(wěn)定，即沒(méi)有顯示出聚合物沉淀，該溶液可排入廢水且易于在廢水處理裝置中降解。
在下文中參考附圖和實(shí)施例更詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。


圖1顯示了進(jìn)行NMP再生工藝裝置的圖，其中在附圖的描述中，提及了用于本發(fā)明方法的裝置與現(xiàn)有技術(shù)裝置相比的改進(jìn)。
將料流1(來(lái)自乙炔萃取分離的受污染的NMP)在減壓下于預(yù)蒸發(fā)管A中濃縮，收集于儲(chǔ)存池B中，隨后輸入具有外部示蹤加熱(tracer heating)的攪拌容器C中。從攪拌容器C中以蒸氣形式取出純化的NMP，料流3，并剩下糊狀至固體的殘留沉積物4。
同樣從預(yù)蒸發(fā)管A中取出純化的NMP，料流3。
在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的方法中，從攪拌容器C中人工除去作為固體的殘留物4。
與之相反，在根據(jù)本發(fā)明的方法中，將熱水，料流5，輸入攪拌容器C中，在攪拌下溶解剩余物并作為水溶液排出。
對(duì)比例如圖1所示，將包含0.1重量％雜質(zhì)，特別是乙炔低聚物和聚合物的來(lái)自乙炔萃取分離的受污染的NMP料流作為料流1供入裝置中，其中所述萃取分離中的乙炔來(lái)自烴的部分氧化的反應(yīng)混合物。將料流1在約200毫巴的減壓下于預(yù)蒸發(fā)管A中濃縮至約3.5重量％的固含量，并將其作為料流2取出。將純化的NMP，料流3經(jīng)由頂部取出并優(yōu)選再循環(huán)至乙炔的萃取分離中。
將料流2貯存于容量為3m3的儲(chǔ)存池中并分批供入攪拌釜C中，該攪拌釜通過(guò)用4巴的蒸汽外部示蹤加熱至約130-150℃的內(nèi)部溫度。所使用的圓柱形攪拌釜具有如下幾何結(jié)構(gòu)釜直徑2m，釜高2.6m，容量4m3。攪拌釜C由水平攪拌葉片攪拌，并該攪拌葉片離攪拌釜底部約2mm的小距離安裝。從攪拌釜C，將純化的NMP(同樣是料流3)以氣體的形式從攪拌釜C的上部區(qū)域取出，直到在攪拌釜C中不再測(cè)得蒸氣壓。
用氮?dú)馄瞥龜嚢韪狢中的真空，隨后輸入冷水用于冷卻，并在1小時(shí)后排出。聚合物碎片保留在攪拌釜C中且必須手工除去并焚燒。
對(duì)可認(rèn)為是碳類聚合物的沉積物進(jìn)行元素分析和熱值分析得到如下結(jié)果熱值 24870kJ/kg硫1重量％氫6重量％，和氮4.2重量％。
實(shí)施例(根據(jù)本發(fā)明)關(guān)于對(duì)攪拌釜C濃縮直到不再測(cè)得蒸氣壓，從來(lái)自萃取分離乙炔的受污染的NMP料流中回收NMP的本發(fā)明方法與描述于對(duì)比例中的現(xiàn)有技術(shù)方法并沒(méi)有不同。
然而，與對(duì)比例的方法相反，在濃縮NMP料流至殘留NMP含量為約35重量％之后，從攪拌釜C中除去沉積物按如下進(jìn)行將約2m3的90℃熱水輸入攪拌釜C至攪拌釜C中5cm高的沉積物上并攪拌約半小時(shí)。沉積物在該程序中溶解，并從攪拌釜C的底部取出包含約2重量％沉積物材料和約2重量％NMP的水溶液，其中該水溶液具有1-5mPa·s與水類似的粘度。
將該溶液引入需要處理的廢水中，并在污水處理裝置中無(wú)問(wèn)題地降解。
在實(shí)際操作程序中，甚至在20批相應(yīng)的上述實(shí)施例之后也沒(méi)有沉積物。
權(quán)利要求
1.一種從經(jīng)由蒸發(fā)受污染的N-甲基吡咯烷酮(NMP)料流(1)中的NMP而回收純化NMP(3)的工藝中除去沉積物而清潔設(shè)備(C)的方法，其中將熱水(5)輸入設(shè)備(C)中并攪拌，其中所述受污染的NMP料流在從烴的部分氧化的反應(yīng)混合物中萃取分離乙炔的工藝中在驅(qū)出作為氣體的乙炔之后得到。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中將來(lái)自萃取分離乙炔的工藝的受污染的NMP料流(1)在供入設(shè)備(C)之前輸入一個(gè)或多個(gè)預(yù)蒸發(fā)段(A)中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中所述熱水的溫度為40-180℃，優(yōu)選50-150℃，特別優(yōu)選約90℃。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)的方法，其中攪拌進(jìn)行至少5分鐘，優(yōu)選5分鐘至1小時(shí)，特別優(yōu)選約半小時(shí)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)的方法，包括層厚為0.1-30cm，尤其是1-10cm的沉積物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)的方法，包括所述沉積物中的殘留NMP含量為約35重量％。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)的方法，其中輸入設(shè)備(C)的水的體積是所述沉積物體積的約2-30倍，優(yōu)選是所述沉積物體積的約15倍。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)的方法，其中從設(shè)備(C)中取出包含約2重量％的沉積物材料和約2重量％NMP的水溶液，其中所述水溶液的粘度為1-5mPa·s。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)的方法，其中設(shè)備(C)為攪拌釜。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種從設(shè)備中除去經(jīng)由蒸發(fā)受污染的N－甲基吡咯烷酮(NMP)料流中的NMP而回收純化NMP的方法中積聚的沉積物的方法，其中將熱水(5)輸入設(shè)備(C)中并攪拌，其中所述受污染的NMP料流在從烴的部分氧化的反應(yīng)混合物中萃取分離乙炔的方法中在驅(qū)出乙炔之后得到。所述方法的特征在于將熱水引入設(shè)備中并攪拌。
文檔編號(hào)C07D207/26GK101080375SQ200580043387
公開(kāi)日2007年11月28日 申請(qǐng)日期2005年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月16日
發(fā)明者A·阿勒馬尼, M·威卡瑞, T·基希納, F·斯特格利希 申請(qǐng)人:巴斯福股份公司