一种聚苯硫醚生产中NMP和催化剂氯化锂的分离、回收方法

摘要

一种聚苯硫醚生产中溶剂NMP和催化剂氯化锂的分离、回收方法，它是将聚苯硫醚缩聚母液，直接进行减压蒸馏至干，回收溶剂N-吡咯烷酮，该吡咯烷酮可用于下一循环生产；将所得蒸馏渣加水，加热至40℃，搅拌，充分溶解蒸馏渣，过滤，洗涤滤渣，合并滤液和洗涤液，并分析溶液中的锂含量；将得到的溶液加入相当于溶液中锂反应当量105%-115%的磷酸或铝酸钠，充分搅拌，使磷酸锂或铝酸锂完全沉淀，过滤，洗涤，烘干，回收得到纯度高于97%的锂盐。本发明的方法操作简单，成本低，回收的N-吡咯烷酮和锂盐的纯度高。

说明书

技术领域

本发明涉及N-甲基吡咯烷酮和催化剂氯化锂的回收。

背景技术

聚苯硫醚( Polyphenylene Sulfide) 简称PPS，是一种耐热性工程塑料。机械强度高，有很好的耐热水性、耐燃性、耐化学品性能，有极好的粘合性能和优良的电绝缘性能，尺寸稳定性好。由于聚苯硫醚性能良好，用途广泛，国外近10年来需求量一直保持近两位数的增长速率。其中美国年均增长率为15%。日本为18%，西欧为15%。中国聚苯硫醚也在逐步发展，由于技术被西方国家垄断，其生产中溶剂和催化剂的回收成为技术难点。

聚苯硫醚采用“对二氯苯和硫化钠在N-甲基吡咯烷酮（NMP）中缩聚法”生产。生产中溶剂NMP和催化剂氯化锂回收率低，由于NMP和氯化锂的价格高，严重影响生产成本。

发明内容

聚苯硫醚缩聚母液主要成分为NMP、低聚物、氯化锂和微量氯化钠等。本发明提出了一种聚苯硫醚生产中溶剂NMP和催化剂氯化锂的分离、回收方法。

本发明的技术方案如下：

一种聚苯硫醚生产中溶剂NMP和催化剂氯化锂的分离、回收方法，它包括如下步骤：

步骤1. 取聚苯硫醚缩聚母液，其主要成分为N-甲基吡咯烷酮、低聚物、氯化锂和微量的氯化钠，直接进行减压蒸馏至干，回收溶剂N-吡咯烷酮，该吡咯烷酮可用于下一循环生产；

步骤2. 将步骤1的蒸馏渣加水，加水的量为步骤1所取的聚苯硫醚缩聚母液体积的1/4-1/5，加热至40℃，搅拌，充分溶解蒸馏渣；

步骤3. 将步骤2得到的溶液过滤，用1/3-4/3倍步骤2的加水量的水分两次洗涤滤渣，合并滤液和洗涤液，并分析溶液中的锂含量；

步骤4. 将步骤3得到的溶液加入相当于溶液中锂反应当量105%-115%的磷酸或铝酸钠（NaAlO₂），充分搅拌，使磷酸锂或铝酸锂完全沉淀，过滤，洗涤，烘干，回收得到纯度高于97%的锂盐。

上述的分离、回收方法，步骤3所述的分析溶液中的锂含量，可以采用原子吸收分光光度计测得。

本发明的方法操作简单，成本低，回收的N-吡咯烷酮和锂盐的纯度高。将所得的铝酸锂加盐酸酸化，可以生成氢氧化铝沉淀和氯化锂溶液，氯化锂溶液可重复作为催化剂，氢氧化铝沉淀加氢氧化钠溶液溶解，可生成铝酸钠，重复用作本发明方法步骤4的沉淀剂。

具体实施方式

下面通过实施例进一步说明。

实施例1

取600ml聚苯硫醚缩聚母液，在旋转蒸发器中，以-0.096MPa压力、130℃下进行减压蒸馏，直至完全蒸干，蒸出的溶剂NMP经20℃水冷凝，得到465.4gNMP和121.2g蒸馏渣，NMP总回收率为96.9%。

取120ml清水，加入蒸发器瓶，加热至40℃，搅拌，充分溶解蒸馏渣。将料液过滤，并用160ml清水水洗两遍滤饼，合并滤液和洗涤水为混合液，共222ml，用原子吸收分光光度计测得含Li浓度为3862mg/L。

取100ml混合液，滴入80%的磷酸2.3g，在搅拌下反应60min，生成白色磷酸锂沉淀，过滤、水洗并烘干，得到磷酸锂2.05g，纯度97.8%。滤液中Li浓度为320.5mg/L，Li总回收率为91.70%。

实施例2

        LiAlO₂+HCl+H₂O==LiCl+Al(OH)₃

氢氧化铝沉淀用清水洗涤两遍，烘干，得氢氧化铝8.94g，含量96.6%。滴加30%氢氧化钠，使其全溶，pH11-12.5，重复用作沉淀剂。滤液为氯化锂溶液，重复使用于聚苯硫醚缩聚反应。取600ml聚苯硫醚缩聚母液，在旋转蒸发器中，以-0.085MPa压力、160℃下进行减压蒸馏，直至完全蒸干，蒸出的溶剂NMP经20℃水冷凝，得到462.7gNMP和123.4g蒸馏渣，NMP总回收率为95.2%。

取120ml清水，加入蒸发器瓶，加热至40℃，搅拌，充分溶解渣。将料液过滤，并用160ml清水水洗两遍，合并滤液和洗涤水为混合液共227ml，用原子吸收分光光度计测得含Li浓度为3844mg/l。

取200ml混合液，滴入30%的铝酸钠（NaAlO₂）30ml，在搅拌下反应90min，生成白色铝酸锂沉淀，过滤、水洗并烘干，得到铝酸锂（LiAlO₂）6.95g，纯度97.7%。滤液中Li浓度为167.43mg/L，Li总回收率为95.6%。

取铝酸锂8.0g，加20%盐酸23ml，控制料液pH为6-7，搅拌反应60min，生成氯化锂和氢氧化铝沉淀，反应式如下：

        LiAlO₂+HCl+H₂O==LiCl+Al(OH)₃

氢氧化铝沉淀用清水洗涤两遍，烘干，得氢氧化铝8.94g，含量96.6%。滴加30%氢氧化钠至pH=11-12.5，使其全溶，重复用作沉淀剂。滤液为氯化锂溶液，重复使用于聚苯硫醚缩聚反应。

实施例3

取600ml聚苯硫醚缩聚母液，在旋转蒸发器中，以-0.085MPa压力、160℃下进行减压蒸馏，直至完全蒸干，蒸出的溶剂NMP经20℃水冷凝，得到462.7gNMP和123.4g蒸馏渣，NMP总回收率为95.2%。

取150ml清水，加入蒸发器瓶，加热至40℃，搅拌，充分溶解渣。将料液过滤，并用50ml清水水洗两遍滤饼，合并滤液和洗涤水为混合液共160ml，用原子吸收分光光度计测得含Li浓度为5453mg/L。

取200ml混合液，滴入30%的铝酸钠（NaAlO₂）30ml，在搅拌下反应90min，生成白色铝酸锂沉淀，过滤、水洗并烘干，得到铝酸锂（LiAlO₂）6.95g，纯度97.7%。滤液中Li浓度为167.43mg/L，Li总回收率为97%。

取铝酸锂8.0g，加20%盐酸23ml，控制料液pH为6-7，搅拌反应60min，生成氯化锂和氢氧化铝沉淀，反应式如下：

        LiAlO₂+HCl+H₂O==LiCl+Al(OH)₃

氢氧化铝沉淀用清水洗涤两遍，烘干，得氢氧化铝8.94g，含量96.6%。滴加30%氢氧化钠至pH=11-12.5，使其全溶，重复用作沉淀剂。滤液为氯化锂溶液，重复使用于聚苯硫醚缩聚反应。