專利名稱：聚苯硫醚生產(chǎn)中的釜內(nèi)脫水方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于聚苯硫醚生產(chǎn)工藝中的脫水方法，特別是一種將含水硫化鈉、溶劑N-甲基-2-吡咯烷酮(簡稱NMP)、助劑加入到反應(yīng)釜內(nèi)，在加熱的條件下進(jìn)行釜內(nèi)脫水的方法，背景技術(shù)聚苯硫醚合成工藝過程中，在加入對二氯苯進(jìn)行縮聚反應(yīng)前應(yīng)將原料硫化鈉中的結(jié)晶水脫除。常規(guī)的脫水方法有兩種，一是釜外脫水，一是釜內(nèi)脫水。前者是將硫化鈉在釜外脫去結(jié)晶水而制成無水硫化鈉后，再與對二氯苯反應(yīng)生產(chǎn)聚苯硫醚。采用此種方法雖然所得到的硫化鈉品質(zhì)較好，進(jìn)料計量方便、準(zhǔn)確；但卻存在工藝控制復(fù)雜、脫水時間長，存儲不方便，而且由于無水硫化鈉在NMP溶劑中的溶解度不高，反應(yīng)初期只有極少部分無水硫化鈉溶解，絕大部分與對二氯苯的反應(yīng)只能在其表面上進(jìn)行，因而還存在反應(yīng)活性較差，生產(chǎn)出的產(chǎn)品分子量亦較低，其熔融粘度一般小于100Pa·s等缺陷。而釜內(nèi)脫水則是首先將含結(jié)晶水的硫化鈉、NMP溶劑、助劑加入到反應(yīng)釜中，在加熱的條件下共沸脫水，其脫水時間不到前者的一半，且在脫水的同時，還逐漸使硫化鈉、溶劑和助劑形成活性很高的絡(luò)合物體系。脫水完畢，加入對二氯苯，反應(yīng)便將在較快的速率下進(jìn)行，反應(yīng)時間亦相應(yīng)縮短，其產(chǎn)品分子量較高，熔融粘度可達(dá)200Pa·s左右。申請人在此前采用的工藝以及專利文獻(xiàn)CN1312306A所公開的技術(shù)均屬于此類方法。但該方法由于在加熱共沸脫水時將蒸餾出的水蒸汽連同隨之帶出的NMP溶劑直接送入冷凝裝置冷凝。其冷凝后的脫水液中NMP溶劑含量高達(dá)65％以上，致使大量的溶劑不能在此后的反應(yīng)中起作用，為了確保溶劑在此后反應(yīng)過程中的會含量，就必須加大溶劑的初始投入量，而溶劑又較昂貴，其用量及回收損耗等將直接影響產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。因此，該方法又存在溶劑用量(投入量)大(其投料的摩爾比為溶劑含水硫化鈉＝5.5～6∶1)，相應(yīng)溶劑的回收工作量大、能耗高，且回收過程中溶劑的損耗亦大，產(chǎn)品的生產(chǎn)成本較高等缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對常規(guī)釜內(nèi)共沸脫水法所存在的弊病，改進(jìn)設(shè)計一種釜內(nèi)脫水方法，以達(dá)到降低聚苯硫醚生產(chǎn)過程中NMP溶劑的初始投入量及回收工作量，降低溶劑回收的損耗及能耗和產(chǎn)品的生產(chǎn)成本等目的。
本發(fā)明的解決方案是在背景技術(shù)共沸蒸餾脫水反應(yīng)工序與冷凝工序之間增加一精餾工序，即將從反應(yīng)器中蒸餾出的含大量NMP溶劑的蒸汽，在輸入冷凝器前再經(jīng)精餾而將其中的絕大部分溶劑與水蒸汽分離，其分離出的溶劑返回反應(yīng)釜，而帶少量溶劑的水蒸汽再輸入冷凝器后按常規(guī)方法回收余下的NMP溶劑，從而實(shí)現(xiàn)其目的。因此，本發(fā)明方法包括A、首先將多水硫化鈉、助劑和溶劑NMP按重量百分比20～25∶2～6∶70～80的比例投入反應(yīng)器，在150～210℃溫度及攪拌條件下共沸蒸餾脫水；B、將由A蒸發(fā)出的混合蒸汽輸入精餾裝置，以分離出其中的NMP溶劑并將其返回反應(yīng)器繼續(xù)參與反應(yīng)，其余蒸汽則經(jīng)裝置出口輸入冷凝器冷卻為脫水液；C、當(dāng)脫水液的重量達(dá)到投入的有水硫化鈉中結(jié)晶水含量的0.83～1.03倍時，停止對反應(yīng)器加熱；脫水后的物料經(jīng)冷卻后進(jìn)入聚合反應(yīng)工序，而脫水液則輸入NMP溶劑回收裝置另行處理。
為了抑制共沸蒸餾脫水時原料硫化鈉的水解，在進(jìn)行共沸蒸餾脫水時按重量百分比加入總物料0.1～0.4％的NaOH。而為了防止在高溫環(huán)境下NMP溶劑氧化變質(zhì)，在共沸蒸餾和精餾分離初期應(yīng)在惰性氣體保護(hù)下進(jìn)行，直至反應(yīng)器和精餾裝置中的空氣排凈。而所述其余蒸汽則輸入冷凝器冷卻為脫水液，該脫水液中NMP溶劑含量為5～15％(重百分比)。
本發(fā)明由于在共沸脫水工序后增加了一精餾工序，其分離出的NMP溶劑直接返回反應(yīng)器內(nèi)，從而可減少溶劑的初始投入量20～30％，含NMP溶劑的脫水液量減少70％左右，而脫水液中的溶劑含量亦由65％以上降為15％以下；溶劑的回收損耗亦由3％下降至0.2％左右；而且縮短后期從混合液中回收NMP溶劑的時間20～30％，能耗下降25％左右。因而，本發(fā)明具有可有效降低NMP溶劑的初始投入量及回收工作量和能耗，減少了溶劑回收中的損耗，從而可降低最終產(chǎn)品的生產(chǎn)成本5％左右等特點(diǎn)。
實(shí)施例1本實(shí)施例采用容積1升的帶攪拌器的三頸瓶作為反應(yīng)器，而采用柱高為22cm、直徑為φ3cm的精餾柱作為精餾裝置。其工藝方法為A、首先將工業(yè)純?nèi)蚧c(平均含H2O40％)100g、抑制劑NaOH1.0g，NMP溶劑400ml加入三頸瓶后，在瓶口裝上精餾柱，精餾柱出口通過冷凝管與接受瓶接通；然后在開啟攪拌器、通入N2保護(hù)的條件下加熱至200℃共沸脫水；攪拌器轉(zhuǎn)速本實(shí)施例為100轉(zhuǎn)/分；B、共沸后的混合蒸汽，經(jīng)精餾柱分離出的NMP溶劑流回三頸瓶內(nèi)，繼續(xù)參與反應(yīng)，其余蒸汽通過其出口經(jīng)冷凝管冷卻后輸入接受瓶，得脫水液；C、當(dāng)接受瓶中脫水液量達(dá)到37.0ml(重約37.0)時，停止加熱，并通入N2冷卻至100℃，脫水后的物料(約470g)既可直接進(jìn)入聚合反應(yīng)工序，亦可盛入容器在惰性氣體保護(hù)下待用；脫水液則按常規(guī)方法精餾分離；以回收其中剩余的NMP溶劑。
本實(shí)施例NMP溶劑在脫水液中的含量12.42％(4.6g)，共脫去結(jié)晶水32.4g，脫水率81.0％。
實(shí)施例2本實(shí)施例的精餾裝置，改用柱高25cm，直徑為3cm的精餾柱，其余裝置、物料的投入量及工藝參數(shù)均與實(shí)施例1同。接受瓶中得脫水液37.2ml，其中NMP在脫水液中的含量9.6％(3.6g)，共脫去結(jié)晶水33.6g，脫水率84.0％。
權(quán)利要求
1.一種聚苯硫醚生產(chǎn)中的釜內(nèi)脫水方法；其特征在于該方法包括A、首先將多水硫化鈉、助劑和溶劑NMP按重量百分比20～25∶2～6∶70～80的比例投入反應(yīng)器，在150～210℃溫度及攪拌條件下共沸蒸餾脫水；B、將由A蒸發(fā)出的混合蒸汽輸入精餾裝置，以分離出其中的NMP溶劑并將其返回反應(yīng)器繼續(xù)參與反應(yīng)，其余蒸汽則經(jīng)裝置出口輸入冷凝器冷卻為脫水液；C、當(dāng)脫水液的重量達(dá)到投入的有水硫化鈉中結(jié)晶水含量的0.83～1.03倍時，停止對反應(yīng)器加熱；脫水后的物料經(jīng)冷卻后進(jìn)入聚合反應(yīng)工序，而脫水液則輸入NMP溶劑回收裝置另行處理。
2.按權(quán)利要求1所述聚苯硫醚生產(chǎn)中的釜內(nèi)脫水方法；其特征在于進(jìn)行共沸蒸餾脫水時按重百分比加入總物料0.1～0.4％的NaOH。
3.按權(quán)利要求1所述聚苯硫醚生產(chǎn)中的釜內(nèi)脫水方法；其特征在于共沸蒸餾和精餾分離初期應(yīng)在惰性氣體保護(hù)下進(jìn)行，直至反應(yīng)器和精餾裝置中的空氣排凈。
4.按權(quán)利要求1所述聚苯硫醚生產(chǎn)中的釜內(nèi)脫水方法；其特征在于所述脫水液中NMP溶劑的重量百分比含量為5～15％。
全文摘要
該發(fā)明屬于聚苯硫醚生產(chǎn)工藝中的釜內(nèi)脫水方法。包括將有水硫化鈉、NMP溶劑、助劑和堿加入到反應(yīng)器內(nèi)加熱共沸脫水；加熱后的混合蒸汽經(jīng)精餾分離出其中絕大部分NMP，并返回反應(yīng)器內(nèi)，其余的蒸汽經(jīng)冷凝后再按常規(guī)方法回收剩余的NMP溶劑。該方法可減少溶劑的初始投入量20～30％，脫水液量減少70％左右，其中溶劑的含量亦由65％以上降至5～15％；能耗下降25％左右。因而本發(fā)明具有可有效降低NMP的初始投入量及回收工作量和能耗，大大減少了溶劑回收中的損耗，從而可有效降低最終產(chǎn)品的生產(chǎn)成本5％左右?？朔吮尘凹夹g(shù)溶劑初始投入量大，回收周期長且回收損耗大等弊病。
文檔編號C08G75/02GK1454918SQ0211367
公開日2003年11月12日 申請日期2002年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月29日
發(fā)明者唐良偉, 李洋, 喬昌兵 申請人:自貢鴻鶴化工股份有限公司