一种三氯蔗糖生产中废DMF的处理方法技术

本发明专利技术涉及一种三氯蔗糖生产中废DMF的处理方法，其特征在于：（1）将脱酸塔底排出的废DMF送入减压精馏塔进行减压精馏，精馏塔顶部采出的不凝气送入甲醇精馏塔再次精馏，精馏回收的甲醇送入反应精馏塔进行反应；（2）减压精馏塔下部采出的酸性共沸物送入反应精馏塔；控制酸性共沸物与甲醇的体积比为1:0.9

【技术实现步骤摘要】
一种三氯蔗糖生产中废DMF的处理方法


[0001]本专利技术属于化工生产
，具体涉及一种三氯蔗糖生产中废DMF的处理方法。

技术介绍

[0002]在三氯蔗糖的生产过程中，要用到DMF(N,N
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二甲基甲酰胺)来作为氯化过程的溶剂，而且三氯蔗糖的氯化过程中的威氏试剂需要DMF来形成，所以DMF也是氯化过程不可缺少的参与者。在现有的工艺条件下，难免会产生大量废DMF。三氯蔗糖DMF回收工段脱酸塔底排出的废DMF，因为其中含有的重要杂质乙酸使其呈酸性，也被称为酸性DMF。乙酸和DMF可以形成共沸混合物，其沸点高于纯DMF，所以无法简单地使用蒸馏的办法将其分离。废DMF中通常也含有一定比例的DMAC(N,N
‑
二甲基乙酰胺)和四甲基脲，因DMAC与DMF的结构性质接近，DMAC同样不易与乙酸分离。
[0003]专利公开号为CN106831471A中公开了采用精馏塔进行反应精馏来精制DMF，但是使用了NKC
‑
9催化剂，存在催化易失活问题。专利公开号为CN109503409A中使用硫酸作为催化剂，但是硫酸会加速DMF的分解，产生的二甲胺会和硫酸反应生成不具备催化能力的二甲胺硫酸盐，导致催化剂消耗多、DMF回收减少且生成无用的废盐。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了解决上述存在的不足，提供一种三氯蔗糖生产中废DMF的处理方法；本专利技术先通过精馏获得较纯（99.7
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99.9%）的DMF，随后通过反应精馏的方式将DMF和醋酸生成醋酸甲酯。
[0005]为了实现上述的专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种三氯蔗糖生产中废DMF的处理方法，其特征在于采用以下装置：减压精馏塔的共沸混合物的出料口和反应精馏塔的下部进料口相连，其中减压精馏塔顶部通过管道和甲醇精馏塔相连，甲醇精馏塔的底部通过管道和反应精馏塔相连，反应精馏塔的顶部通过管道和甲醇精馏塔入口相连，反应精馏塔的底部通过管道连至减压精馏塔的入口；包括如下步骤：（1）将三氯蔗糖DMF回收工段脱酸塔底排出的废DMF（乙酸5
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15%，含水、DMAC、四甲基脲均不超过1%，其余部分为DMF）送入减压精馏塔进行减压精馏，控制塔内压强在6
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40 kPa，温度在85
‑
90℃，精馏塔顶部采出的不凝气（乙酸甲酯 30
‑
60%、甲醇30
‑
60%， 其余为水）送入甲醇精馏塔再次精馏，精馏回收的甲醇送入反应精馏塔进行反应；（2）减压精馏塔下部采出的酸性共沸物(乙酸 29
‑
33%、DMAC 0
‑
5%、其余为DMF）送入反应精馏塔；控制酸性共沸物与甲醇的体积比为 1:0.9
‑
1.5，控制反应精馏塔的压强在7
‑
30kPa，温度在 85
‑
110℃，反应精馏塔塔底反应液返回减压精馏塔，反应精馏塔塔顶馏出甲醇和乙酸甲酯的混合物返回甲醇精馏塔。
[0006]进一步，所述减压精馏为单塔间歇精馏、多塔连续精馏或者单个较复杂的隔壁塔连续精馏。
[0007]进一步，所述反应精馏为间歇精馏或连续精馏。
[0008]若反应精馏为间歇操作，则酸性共沸物一次性加入，甲醇随着反应的进行分批陆续加入，先馏出甲醇和乙酸甲酯的共沸混合物，甲醇的重量含量约18%，一段时间后馏出物中甲醇比例上升，为非共沸混合物。若反应精馏为连续操作，则酸性共沸物从塔中部加入，甲醇从塔底加入，塔顶馏出非共沸混合物。
[0009]本专利技术利用甲醇和乙酸生成乙酸甲酯，由于乙酸甲酯的沸点低于甲醇，容易被蒸馏走从反应体系中移除，促进反应正向进行。甲醇的沸点低于水，且不和水共沸，使得甲醇容易去除并回收利用，不会使污水变得混有大量有机物而难以处理。反应不需要额外加酸催化，反应体系中的乙酸的酸性足以催化反应进行，避免出现强酸在高沸杂质中浓缩以及强酸催化DMF分解的问题。经过反应精馏塔之后，乙酸的含量已经被降低到只有原来的一半左右，返回去重新减压蒸馏，又能得到产品DMF。副产物是乙酸甲酯和甲醇的共沸混合物，虽然无法使用精馏方式分离，但是在不同的压强下共沸的比例不同，所以可以用两个压强不同的精馏塔来实现分离，得到纯的乙酸甲酯。
[0010]本专利技术的优点：1.本专利技术装置简单，易于操作；本专利技术通过反应精馏将生成的产物乙酸甲酯移走，从而促进反应的正向进行，提高了产率；本专利技术使用原料中含有的乙酸作为催化剂，无需担心失活问题，且乙酸的酸性适中，不会导致DMF过多分解；2.本专利技术制得的乙酸甲酯的纯度高（常压共沸比例，约83%，加上甲醇之后总含量为99.8
‑
99.9%），纯品乙酸甲酯和共沸混合物都具有良好的经济价值，可以改善废DMF处理过程的经济性（产品DMF纯度≥99.7%，回收率≥95%），最终降低三氯蔗糖的生产成本。
附图说明
[0011]图1是一种三氯蔗糖生产中废DMF的间歇精馏处理工艺简图；图2是一种三氯蔗糖生产中废DMF的连续精馏处理工艺简图。
具体实施方式
[0012]结合图1，对本专利技术作进一步说明：一种三氯蔗糖生产中废DMF的处理方法，具体实施步骤如下：实施例1在本实施例中减压精馏塔、甲醇精馏塔、反应精馏塔均使用单塔间歇精馏，填料高50 cm，直径4 cm，内填玻璃弹簧；（1）将三氯蔗糖DMF回收工段脱酸塔底排出的废DMF（乙酸10%，含水、DMAC、四甲基脲均不超过1%，其余部分为DMF）2500 mL送入减压精馏塔进行减压精馏，常压蒸馏出低沸杂质（乙酸甲酯、甲醇），釜温不变，塔内压强降至30 kPa，馏出水分，低沸杂质和水分体积共21 mL；塔内压强降至7～9 kPa，控制减压精馏塔塔顶温度75
‑
80℃馏出产品DMF共1700 mL（纯度99.8%），压强降至6～8 kPa，馏出酸性共沸物，成分为DMF:DMAC:乙酸=2.4:0.08:1（使用气相色谱法测定，简称GC），继续精馏，酸性共沸物中的DMAC含量先缓慢增加最后迅速升高，压强降至5 kPa塔底温度升至110℃时，达到DMF:DMAC:乙酸=1.01:1.08:1的比例，酸性共沸物共645 mL；停止精馏，剩余釜底液为高沸杂质87 mL；
（2）取酸性共沸物（GC：含乙酸 30%、DMAC 2%、其余为DMF）2000 mL送入反应精馏塔；再加入750 mL甲醇，在常压下进行反应精馏，控制反应精馏塔塔底温度94～95℃，塔顶温度48～50℃馏出甲醇和乙酸甲酯的共沸混合物（含甲醇18%），每馏出250 mL液体，补加250 mL甲醇，随着反应的进行，逐渐提高温度，馏出物的甲醇含量也随着提高；釜底温度98～105℃，塔顶温度65～71℃时馏出物甲醇含量70%(重量)，甲醇的累计添加量为1500mL，釜内剩余1850 mL反应精馏塔塔底馏分，DMF:DMAC:乙酸=4.3:0.2:1（GC)；（3）取甲醇和乙酸甲酯的非共沸混合物本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三氯蔗糖生产中废DMF的处理方法，其特征在于采用以下装置：减压精馏塔的共沸混合物的出料口和反应精馏塔的下部进料口相连，其中减压精馏塔顶部通过管道和甲醇精馏塔相连，甲醇精馏塔的底部通过管道和反应精馏塔相连，反应精馏塔的顶部通过管道和甲醇精馏塔入口相连，反应精馏塔的底部通过管道连至减压精馏塔的入口；包括如下步骤：（1）将三氯蔗糖DMF回收工段脱酸塔底排出的废DMF送入减压精馏塔进行减压精馏，精馏塔顶部采出的不凝气送入甲醇精馏塔再次精馏，精馏回收的甲醇送入反应精馏塔进行反应；（2）减压精馏塔下部采出的酸性共沸物送入反应精馏塔；控制酸性共沸物与甲醇的体积比为 1:0.9
‑
1.5，反应精馏塔塔底反应液返回减压精馏塔，反应精馏塔塔顶馏出甲醇和乙酸甲酯的混合物返回甲醇精馏塔。2.根据权利要求1所述一种三氯蔗糖生产中废DMF的处理方法，其特征在于：所述减压精的压强在6
‑
40 kPa，温度在85
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90℃。3.根据权利要求所述一种三氯蔗糖生产中废DMF的处理方法，其特征在于：所述反应精馏的压强在7<...

【专利技术属性】
技术研发人员：张正颂，沈东东，仇鑫，慈昊，
申请(专利权)人：安徽金禾实业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：