[发明专利]二甲基亚砜的回收精制方法和系统

说明书

本发明涉及二甲基亚砜回收精制的技术领域，具体涉及一种二甲基亚砜的回收精制方法和系统。该方法包括：1)将二甲基亚砜水溶液进行第一精馏，得到水含量为5‑15wt％的第一浓缩液和第一轻馏分；2)将所述第一浓缩液与第一处理液进行第一混合，得到pH值为8‑11的第一混合液，其中，所述第一处理液为不含金属离子的碱液；3)将所述第一混合液进行第二精馏，得到水含量≤1000ppm的第二浓缩液和第二轻馏分；4)将所述第二浓缩液进行第三精馏，得到二甲基亚砜回收产品。本发明提供的回收方法，主要以精馏为主，尤其引入第一处理液，并限定第一混合液的pH值，有效抑制第一混合液中DMSO的分解，提高DMSO回收产品的纯度。

技术领域

本发明涉及二甲基亚砜回收精制的技术领域，具体涉及一种二甲基亚砜的回收精制方法和系统。

背景技术

聚丙烯腈基碳纤维是一种力学性能优异的新材料，是航空航天、国防军事工业不可缺少的工程材料，同时在体育用品、交通运输、医疗器械和土木建筑等民用领域也有着广泛应用。在聚丙烯腈基碳纤维原丝生产过程中，丙烯腈单体以二甲基亚砜为溶剂进行聚合反应，所得聚合物经分离后用于生产碳纤维原丝。二甲基亚砜(DMSO)作为聚丙烯腈基碳纤维的良好溶剂，在碳纤维原丝的生产过程中起着举足轻重的作用，在聚合反应和凝固浴抽丝过程中使用大量的DMSO。

溶剂回收是碳纤维装置内重要的生产单元，回收分离DMSO循环使用，可大大提高原料使用效率，降低生产成本，产生巨大的经济效益，工业装置中回用的二甲基亚砜占溶剂需求总量的90％以上，直接影响生产成本，同时也减少废弃溶剂对环境的污染，缓解环保的压力。二甲基亚砜溶剂在聚合过程中引入了金属离子、丙烯腈聚合物、有机物及水等杂质，无法直接循环使用，必须对其进行精制，除去杂质。二甲基亚砜的回收分离工艺过程，一般精馏塔脱水、精制等过程得到二甲基亚砜回收产品。

在二甲亚砜的精制的过程中，为防止二甲亚砜的分解，往往需要添加氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铷、氢氧化铯等碱金属氢氧化物作为抑制剂。根据文献记载，添加的氢氧化钠、氢氧化钾等碱金属氢氧化物的量较为苛刻，过多则DMSO的分解生成物增多。CN108686397A介绍了添加碳酸钠作为脱酸抑制剂的DMSO回收工艺及其设备。

然而，不论是碱金属氢氧化物还是碱金属的碳酸盐，在精馏过程中，随着DMSO产品的蒸出，添加的无机碱/盐在精制塔釜被浓缩，精制塔釜残液的碱/盐浓度变高，高浓度碱/盐的存在会促进二甲亚砜的热分解进行。由于无机碱/盐的加入，无机相混在有机相中，在对其分离过程中，分离困难，高浓度的碱/盐析出固体结晶，在精馏塔的再沸器传热面、塔盘、填充层等处均有可能发生结垢、结晶堆积，增加了分离的安全环保风险。

另一方面，无机碱/盐的加入，同时也引入了更多的金属离子，从DMSO对金属离子脱除需求的角度，更增加了分离的难度。

CN1887864A提出运用静态吸附交换的原理来去除二甲基亚砜中的金属杂质，以大孔强酸型阳离子交换树脂除去二甲基亚砜中的钙、镁、钠和钾离子，该方法虽然可以除去二甲基亚砜中金属离子，但由此生成的离子交换树脂成为新的固体废弃物，带来新的安全环保问题。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术二甲基亚砜水溶液回收精制过程中，由于引入含碱金属的抑制剂，存在促进DMSO热分解、碱金属离子分离难度增大、甚至沉积聚集在塔釜降低分离的安全性，以及DMSO回收产品纯度低等问题，提供一种二甲基亚砜的回收精制方法和系统，该方法避免了金属离子的加入，降低了金属离子的分离难度，提高了回收产品的纯度；同时，该方法提高了原料使用率，降低生产成本。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种二甲基亚砜的回收精制方法，该方法包括以下步骤：

(1)将二甲基亚砜水溶液进行第一精馏，得到水含量为5-15wt％的第一浓缩液和第一轻馏分；

(2)将所述第一浓缩液与第一处理液进行第一混合，得到pH值为8-11的第一混合液，其中，所述第一处理液为不含金属离子的碱液；