通过引入热水并搅拌从设备中清除在回收NMP的方法中积聚的沉积物的方法

摘要

本发明涉及一种从设备中除去经由蒸发受污染的N-甲基吡咯烷酮(NMP)料流中的NMP而回收纯化NMP的方法中积聚的沉积物的方法，其中将热水(5)输入设备(C)中并搅拌，其中所述受污染的NMP料流在从烃的部分氧化的反应混合物中萃取分离乙炔的方法中在驱出乙炔之后得到。所述方法的特征在于将热水引入设备中并搅拌。

权利要求

1.一种从经由蒸发受污染的N-甲基吡咯烷酮料流(1)中的N-甲基吡咯烷酮而回收纯化N-甲基吡咯烷酮(3)的工艺中除去沉积物而清洁设备(C)的方法，其中将热水(5)输入设备(C)中并搅拌，其中所述受污染的N-甲基吡咯烷酮料流在从烃的部分氧化的反应混合物中萃取分离乙炔的工艺中在驱出作为气体的乙炔之后得到，其中所述热水的温度为40-180℃。

2.根据权利要求1的方法，其中将来自萃取分离乙炔的工艺的受污染的N-甲基吡咯烷酮料流(1)在供入设备(C)之前输入一个或多个预蒸发段(A)中。

3.根据权利要求1或2的方法，其中所述热水的温度为50-150℃。

4.根据权利要求1或2的方法，其中搅拌进行至少5分钟。

5.根据权利要求1或2的方法，包括层厚为0.1-30cm的沉积物。

6.根据权利要求1或2的方法，包括所述沉积物中的残留N-甲基吡咯烷酮含量为35重量％。

7.根据权利要求1或2的方法，其中输入设备(C)的水的体积是所述沉积物体积的2-30倍。

8.根据权利要求1或2的方法，其中从设备(C)中取出包含2重量％的沉积物材料和2重量％N-甲基吡咯烷酮的水溶液，其中所述水溶液的粘度为1-5mPa·s。

9.根据权利要求1或2的方法，其中设备(C)为搅拌釜。

说明书

本发明涉及一种从回收纯化的N-甲基吡咯烷酮的工艺中除去沉积物并清洗设备的方法。

在工业上乙炔主要通过在高温反应中用氧气部分氧化烃而生产。通过部分氧化烃而生产乙炔是已知的BASF方法(Sachsse-Bartholome)，并例如描述在Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry，第六版，2000电子版，第1-5页中。

乙炔主要由部分氧化的反应混合物通过用溶剂，尤其是N-甲基吡咯烷酮(简写为NMP)、甲醇、氨或二甲基甲酰胺选择性吸收而获得。在将乙炔以气体从潜溶剂中驱出后，剩下溶剂料流，其通常以约0.1重量％的比例包含乙炔低聚物或聚合物作为杂质。在Ullmann’s引用的对比文献中，表明在用NMP萃取纯化乙炔的工艺中，为了使NMP负载的乙炔聚合物最小化，从工艺中连续取出约2％的NMP料流并在减压下蒸馏，剩余的聚合物事实上为干残留物并除去。获得纯化的NMP并将其再循环至萃取纯化。

在现有工艺中，首先将被约0.1重量％聚合物污染的NMP在减压下在预蒸发中浓缩到例如聚合物含量约为3.5重量％，然后在外部加热的搅拌容器中在约130-150℃下搅拌，直到不再能取出NMP蒸气。糊状至固体的残留沉积物保留在搅拌容器中，其包含约65重量％固体，特别是乙炔聚合物，以及约35重量％NMP。

根据已知工艺，在NMP的蒸发结束时用氮气破除真空，然后在大气压力下将冷水引入搅拌容器中。水从沉积物中萃取出NMP，并供入废水处理。固体残留物保留在设备中，必须人工除去，然后焚烧。

由于必须人工除去沉积物，这种方法有职业卫生方面的缺点。而且，处理所得固体产生成本。

在替代的方法中，处理固体的问题通过将受污染的NMP仅浓缩至没有固体沉积物出现的程度而避免。然而，这种方法具有可回收的纯化NMP比例较小的缺点。

因此，本发明的目的是改进回收用于萃取乙炔的NMP的现有方法，特别是避免处理固体且同时回收高比例的纯化的NMP。

该目的通过一种从经由蒸发受污染的N-甲基吡咯烷酮(NMP)料流中的NMP而回收纯化的NMP的工艺中除去沉积物而清洁设备的方法实现，其中将热水输入设备并搅拌，其中所述受污染的NMP料流在从烃的部分氧化的反应混合物中萃取分离乙炔的工艺中在驱出作为气体的乙炔之后得到。

令人惊讶地发现在蒸发NMP的搅拌釜中的糊状至固体的沉积物可使用热水而以简单方式溶解。特别有利的是本方法与沉积物稠度无关，稠度很大程度上取决于在系统中极大变化的pH值。

可将来自萃取分离乙炔的纯化的NMP料流直接输入搅拌釜中。然而，有利的是首先将所述料流在减压下在一个或多个段中预蒸发，优选到约3.5重量％的聚合物含量。

热水主要定义为温度为40-180℃，优选50-150℃的水。特别优选温度为90℃的水。

关于水质，原则上没有限制；由于成本原因，优选低质水。

水在设备中在搅拌下的停留时间应为至少5分钟，有利的是5分钟至1小时，特别优选约半小时。

在设备中，蒸发NMP直到事实上测量不到蒸气压。在这些条件下，糊状至固体的残留沉积物保留在设备中，其仍包含约35重量％的NMP，余下是聚合物固体。这些沉积物通常形成0.1-30cm，尤其是1-10cm的层厚。

有利的是输入设备的水的体积是沉积物体积的约2-30倍，优选是沉积物体积的约15倍。

从设备中取出通过滤纸没有留下残留物而且在冷却时保持稳定且没有聚合物沉淀出的溶液。取出的水溶液包含约2重量％的沉积物材料和2重量％的NMP，并具有1-5mPa·s与水类似的粘度。

回收NMP且随后除去杂质的设备优选是搅拌釜。

因此，本方法的优点为来自乙炔的萃取分离的受污染的NMP可以基本浓缩到约65重量％的固体含量，因此可以高比例回收纯NMP，而不会产生处理固体，特别是手工除去沉积物并处理的问题。

从设备中以水溶液取出沉积物，在将其与河水混合以冷却到约40℃后也保持稳定，即没有显示出聚合物沉淀，该溶液可排入废水且易于在废水处理装置中降解。

在下文中参考附图和实施例更详细说明本发明。

图1显示了进行NMP再生工艺装置的图，其中在附图的描述中，提及了用于本发明方法的装置与现有技术装置相比的改进。

将料流1(来自乙炔萃取分离的受污染的NMP)在减压下于预蒸发管A中浓缩，收集于储存池B中，随后输入具有外部示踪加热(tracer heating)的搅拌容器C中。从搅拌容器C中以蒸气形式取出纯化的NMP，料流3，并剩下糊状至固体的残留沉积物4。

同样从预蒸发管A中取出纯化的NMP，料流3。

在根据现有技术的方法中，从搅拌容器C中人工除去作为固体的残留物4。

与之相反，在根据本发明的方法中，将热水，料流5，输入搅拌容器C中，在搅拌下溶解剩余物并作为水溶液排出。

对比例

如图1所示，将包含0.1重量％杂质，特别是乙炔低聚物和聚合物的来自乙炔萃取分离的受污染的NMP料流作为料流1供入装置中，其中所述萃取分离中的乙炔来自烃的部分氧化的反应混合物。将料流1在约200毫巴的减压下于预蒸发管A中浓缩至约3.5重量％的固含量，并将其作为料流2取出。将纯化的NMP，料流3经由顶部取出并优选再循环至乙炔的萃取分离中。

将料流2贮存于容量为3m3的储存池中并分批供入搅拌釜C中，该搅拌釜通过用4巴的蒸汽外部示踪加热至约130-150℃的内部温度。所使用的圆柱形搅拌釜具有如下几何结构：釜直径2m，釜高2.6m，容量4m3。搅拌釜C由水平搅拌叶片搅拌，并该搅拌叶片离搅拌釜底部约2mm的小距离安装。从搅拌釜C，将纯化的NMP(同样是料流3)以气体的形式从搅拌釜C的上部区域取出，直到在搅拌釜C中不再测得蒸气压。

用氮气破除搅拌釜C中的真空，随后输入冷水用于冷却，并在1小时后排出。聚合物碎片保留在搅拌釜C中且必须手工除去并焚烧。

对可认为是碳类聚合物的沉积物进行元素分析和热值分析得到如下结果：

热值  24870kJ/kg

硫    1重量％

氢    6重量％，和

氮    4.2重量％。

实施例(根据本发明)

关于对搅拌釜C浓缩直到不再测得蒸气压，从来自萃取分离乙炔的受污染的NMP料流中回收NMP的本发明方法与描述于对比例中的现有技术方法并没有不同。

然而，与对比例的方法相反，在浓缩NMP料流至残留NMP含量为约35重量％之后，从搅拌釜C中除去沉积物按如下进行：将约2m3的90℃热水输入搅拌釜C至搅拌釜C中5cm高的沉积物上并搅拌约半小时。沉积物在该程序中溶解，并从搅拌釜C的底部取出包含约2重量％沉积物材料和约2重量％NMP的水溶液，其中该水溶液具有1-5mPa·s与水类似的粘度。

将该溶液引入需要处理的废水中，并在污水处理装置中无问题地降解。

在实际操作程序中，甚至在20批相应的上述实施例之后也没有沉积物。