申请日20200212
公开(公告)日20200519
IPC分类号C07C209/86; C07C211/09
摘要
本发明提供一种从甜菜碱废水中提取N，N‑二甲基‑1，3‑丙二胺的方法，包括以下步骤：将甜菜碱废水输送至精馏塔内，控制精馏塔的温度和压力，进行全回流;全回流3～4小时后，以回流比(2～5)∶3运行2～3小时，从收集前馏分;然后以回流比(6～8)∶3运行0.5～1小时，收集过渡馏分;最后从塔顶和侧线进行全采，收集得到N，N‑二甲基‑1，3‑丙二胺;所述精馏塔塔釜温度为80～150℃，塔中温度为80～145℃，塔顶温度为80～120℃;所述精馏塔塔顶压力为‑0.02～‑0.08MPaG。本发明中的方法操作弹性大、流程短、不引入第三方物质，且回收得到的N，N‑二甲基‑1，3‑丙二胺纯度高，收率高。
权利要求书
1.一种从甜菜碱废水中提取N，N-二甲基-1，3-丙二胺的方法，包括以下步骤：
将甜菜碱废水输送至精馏塔内，控制精馏塔的温度和压力，进行全回流;全回流3～4小时后，以回流比(2～5)∶3运行2～3小时，收集前馏分;然后以回流比(6～8)∶3运行0.5～1小时，收集过渡馏分;最后从塔顶和侧线进行全采，收集得到N，N-二甲基-1，3-丙二胺;
所述甜菜碱废水为椰油酰胺丙基二甲基叔胺生产过程中，蒸馏产生的废水;
所述精馏塔的塔釜温度为80～150℃，塔中温度为80～145℃，塔顶温度为80～120℃;所述精馏塔的塔顶压力为-0.02～-0.08MPaG。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述甜菜碱废水中N，N-二甲基-1，3-丙二胺的质量分数为5～80%，杂质的质量分数为5～15%，余量为水。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述杂质为小分子醇、醛、脂肪酸、十二烷基酰胺基丙基二甲基叔胺、脂肪醇和有机聚合物。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述回流液的温度为80～120℃。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述精馏塔包括精馏釜和精馏塔柱，所述精馏塔柱的顶部设置有塔顶冷凝器，所述精馏塔柱的中部和所述塔顶冷凝器通过侧线采集管相连通;
所述塔顶冷凝器的出口处设置有回流比控制器，并通过管线分别与前馏分储罐、过渡馏分储罐和产品储罐并联连通。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述塔顶冷凝器的顶部出口依次与气液分离器和真空泵相连通。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述精馏塔为间歇填料塔或间歇板式塔;
所述精馏塔内部设置有液体分布器，所述液体分布器为槽式分布器、管式分布器或盘式分布器;
所述精馏塔内部设置有液体再分布器，所述液体再分布器为槽式分布器、管式分布器或盘式分布器。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，精馏塔的实际塔板数或填料高度按照以下步骤确定：
1)根据甜菜碱废水中杂质的含量，确定N，N二甲基1，3丙二胺中的关键杂质;
2)根据以下公式计算相对挥发度α：
α=重组分的饱和蒸汽压/轻组分的饱和蒸汽压;
其中，将所述关键杂质与N，N-二甲基-1，3-丙二胺相比，沸点较低的为轻组分，沸点较高的为重组分;
3)根据αn=ω/ω0计算理论塔板数n，其中ω0是关键杂质的最初含量，ω是关键杂质的最终要求含量;
4)根据N=n/b计算板式塔的实际塔板数，其中b是塔板效率;或根据M=n*c计算填料塔的填料高度M，其中c是等板高度。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤1)中按照清晰分割原则，确定水为轻关键组分，N，N二甲基1，3丙二胺为重关键组分。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在全采阶段，同时抽取塔顶不凝气，所述塔顶不凝气进行气液分离后，使用弱酸性溶液进行吸收。
说明书
一种从甜菜碱废水中提取N，N-二甲基-1，3-丙二胺的方法
技术领域
本发明属于环保回收技术领域，尤其涉及一种从甜菜碱废水中提取N，N-二甲基-1，3-丙二胺的方法。
背景技术
N，N-二甲基-1，3-丙二胺主要用作有机合成中间体，用来制取染料、离子交换树酯、环氧树脂固化剂、油料和无氰电镀锌添加剂、纤维及皮革处理剂和杀菌剂，与椰油酯、油酸甲酯及硬脂酸甲酯等反应，可制得相应的烷基酰胺丙基甜菜碱类产品，用于织物柔软整理及民用清洗剂。
N，N-二甲基-1，3-丙二胺的最大市场是用于生产表面活性剂甜菜碱;甜菜碱系列产品属于两性离子表面活性剂，由于具有优良的表面活性、乳化性、分散性、润湿、抗静电、起泡、驱油等特性，广泛用于农化、石化、皮革、印染、涂料、消防等行业，市场前景光明;但在生产甜菜碱表面活性剂过程中会大量产生含有N，N二甲基1，3丙二胺的废水，每吨产品约产生150-200kg左右废水。废水COD往往高达上百万，污水处理厂根本无法接收，企业只能当做危废送危废处理厂进行焚烧处理;这样，一方面造成环境污染，增加环保压力，另一方面也造成了资源浪费同时也制约了甜菜碱系列产品的发展。
目前，常见的DMAPA(N，N-二甲基-1，3-丙二胺)废液处理通常交由危废处理厂进行吹脱、焚烧处理。送危废处理厂焚烧，一方面造成环境污染，另一方面也造成资源浪费，不利于资源的可持续发展。
因此，一种高效、低能耗、流程短，易操作、不带入第三方杂质的DMAPA废液处理方法，就显得非常迫切了。
发明内容
本发明的目的在于提供一种从甜菜碱废水中提取N，N-二甲基-1，3-丙二胺的方法，本发明中的方法操作弹性大、流程短、不引入第三方物质，且回收得到的N，N-二甲基-1，3-丙二胺纯度高，收率高。
本发明提供一种从甜菜碱废水中提取N，N-二甲基-1，3-丙二胺的方法，包括以下步骤：
将甜菜碱废水输送至精馏塔内，控制精馏塔的温度和压力，进行全回流;全回流3～4小时后，以回流比(2～5)：3运行2～3小时，收集前馏分;然后以回流比(6～8)：3运行0.5～1小时，收集过渡馏分;最后从塔顶和侧线进行全采，收集得到N，N-二甲基-1，3-丙二胺;
所述甜菜碱废水为椰油酰胺丙基二甲基叔胺生产过程中，蒸馏产生的废水;
所述精馏塔的塔釜温度为80～150℃，塔中温度为80～145℃，塔顶温度为80～120℃;所述精馏塔的塔顶压力为-0.02～-0.08MPaG。
优选的，所述甜菜碱废水中N，N-二甲基-1，3-丙二胺的质量分数为5～80%，杂质的质量分数为5～10%，余量为水。
优选的，所述杂质为小分子醇、醛、脂肪酸、十二烷基酰胺基丙基二甲基叔胺、脂肪醇和有机聚合物。
优选的，所述回流液的温度为80～120℃。
优选的，所述精馏塔包括精馏釜和精馏塔柱，所述精馏塔柱的顶部设置有塔顶冷凝器，所述精馏塔柱的中部和所述塔顶冷凝器通过侧线采集管相连通：
所述塔顶冷凝器的出口处设置有回流比控制器，并通过管线分别与前馏分储罐、过渡馏分储罐和产品储罐并联连通。
优选的，所述塔顶冷凝器的顶部出口依次与气液分离器和真空泵相连通。
优选的，所述精馏塔为间歇填料塔或间歇板式塔;
所述精馏塔内部设置有液体分布器，所述液体分布器为槽式分布器、管式分布器或盘式分布器;
所述精馏塔内部设置有液体再分布器，所述液体再分布器为槽式分布器、管式分布器或盘式分布器。
优选的，精馏塔的实际塔板数或填料高度按照以下步骤确定：
1)根据甜菜碱废水中杂质的含量，确定N，N二甲基1，3丙二胺中的关键杂质;
2)根据以下公式计算相对挥发度α：
α=重组分的饱和蒸汽压/轻组分的饱和蒸汽压;
其中，将所述关键杂质与N，N-二甲基-1，3-丙二胺相比，沸点较低的为轻组分，沸点较高的为重组分;
3)根据αn=ω/ω0计算理论塔板数n，其中ω0是关键杂质的最初含量，ω是关键杂质的最终要求含量;
4)根据N=n/b计算板式塔的实际塔板数，其中b是塔板效率;或根据M=n*c计算填料塔的填料高度M，其中c是等板高度。
优选的，所述步骤1)中按照清晰分割原则，确定水为轻关键组分，N，N二甲基1，3丙二胺为重关键组分。
优选的，在全采阶段，同时抽取塔顶不凝气，所述塔顶不凝气进行气液分离后，使用弱酸性溶液进行吸收。
本发明提供一种从甜菜碱废水中提取N，N-二甲基-1，3-丙二胺的方法，包括以下步骤：将甜菜碱废水输送至精馏塔内，控制精馏塔的温度和压力，进行全回流;全回流3～4小时后，以回流比(2～5)：3运行2～3小时，从收集前馏分;然后以回流比(6～8)：3运行0.5～1小时，收集过渡馏分;最后从塔顶和侧线进行全采，收集得到N，N-二甲基-1，3-丙二胺;所述甜菜碱废水为椰油酰胺丙基二甲基叔胺生产过程中，蒸馏产生的废水;所述精馏塔的塔釜温度为80～150℃，塔中温度为80～145℃，塔顶温度为80～120℃;所述精馏塔的塔顶压力为-0.02～-0.08MPaG。本发明中的方法采用采用负压单塔间歇精馏的方式处理DMAPA废液，具有如下优点：
1)不引入第三方物质，无需对第三方杂质再建立流程进行分离。
2)设备简单，投资少，流程短，分离效率高。
3)整个塔在负压下操作，体系沸点低，物料不会分解和聚合，在分离提纯的过程中能保证物料原有的物理化学特性不变;负压操作，能有效的防止物料蒸汽外溢，与空气形成燃爆混合物，安全系数高。
4)该间歇精馏塔设置了侧线采出，过渡馏分采出完毕后，根据检测分析结果，可通过侧线直接采出丙二胺蒸汽经塔顶冷凝器冷凝后回收，极大的降低塔釜能耗，节省操作时间。
5)该间歇精馏设备可处理含量为5～80%丙二胺废液，操作弹性大。最终丙二胺回收率不低于95%，纯度不低于99.99%，属优等品序列，塔顶废水中丙二胺含量小于1‰，满足废水排放要求。
6)该方法的提出创新性的解决了上述问题，为完善甜菜碱系列产品工艺包具有巨大意义，对企业节能降耗、降本增效意义明显，具有很强的环保、资源、市场前景。（发明人姚永毅;陈建;余泽东;张豫红）
