專利名稱：一種回收n,n-二甲基甲酰胺廢氣的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬化工領(lǐng)域，具體涉及一種回收N，N-二甲基甲酰胺廢氣的方法。
背景技術(shù)：
N, N-二甲基甲酰胺(簡稱DMF)是一種性能優(yōu)良的化工原料，它被廣泛應(yīng)用于制革、制藥、石油、無機(jī)化工、催化劑、高分子、涂料、樹脂等行業(yè)。然而僅在制革生產(chǎn)過程中，由于使用大量DMF，特別是在生產(chǎn)表面處理過程中，涂有大量有機(jī)溶劑的制品在密閉烘箱中經(jīng) 60 (°C ) 170°C的高溫處理時，會產(chǎn)生大量可揮發(fā)性含N，N-二甲基甲酰胺(DMF)的廢氣， 干法生產(chǎn)線產(chǎn)生的廢氣量約占整個制革業(yè)中廢氣量的95%。若將其直接排放，將使環(huán)境空氣質(zhì)量下降，造成資源大量浪費(fèi)，并嚴(yán)重危害人體健康。目前治理N，N_ 二甲基甲酰胺(DMF)的方法主要有吸附法、吸收法和冷凝法。吸附法是處理低濃度有機(jī)廢氣方法中應(yīng)用最為廣泛的一種。吸附劑有天然或合成的、有機(jī)或無機(jī)的，種類繁多，而實(shí)用性高的吸附劑種類卻很少，吸附N，N-二甲基甲酰胺(DMF)所用的傳統(tǒng)吸附劑是活性炭，但是制備活性炭均存在原材料緊缺，導(dǎo)致活性炭生產(chǎn)成本較高，吸收 N，N-二甲基甲酰胺(DMF)廢氣的活性炭再生困難，能耗較高，且吸附法沒有從根本上處理 DMF，污染進(jìn)行了遷移，因而也存在更大的潛在環(huán)境風(fēng)險。冷凝法工藝原理簡單，可直接回收液態(tài)N，N-二甲基甲酰胺(DMF)，但是冷凝法要達(dá)標(biāo)需要降到很低的溫度，能耗非常高。吸收法的優(yōu)點(diǎn)是幾乎可以處理各種有害氣體，適用范圍很廣，并可回收有價值的產(chǎn)品，缺點(diǎn)是采用水來吸收處理N，N-二甲基甲酰胺(DMF)，直接吸收傳質(zhì)動力過小、回收過程中能源消耗高、吸收效率不高，會造成廢水污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，提供一種回收N，N-二甲基甲酰胺廢氣的方法， 該方法可提高N，N-二甲基甲酰胺(DMF)廢氣回收率，降低環(huán)境污染。本發(fā)明一種回收N，N-二甲基甲酰胺廢氣的方法，它包括以下步驟a.將咪唑類離子液體放置于吸收器中，在溫度范圍為-10°C 100°C、壓力范圍為
O.IMPa I. OMpa下，將含N，N-二甲基甲酰胺O. 01% 60% (與總氣體的質(zhì)量比)的廢氣氣體通入咪唑類離子液體中，吸收時間范圍為8h至36h ;得到N，N-二甲基甲酰胺離子液體溶液。b.將含N，N_ 二甲基甲酰胺的離子液體溶液在溫度范圍為100°C 200°C、真空度范圍O. OlMPa O. IMpa下，解吸N，N- 二甲基甲酰胺2h 12h，解吸的氣體N，N- 二甲基甲酰胺進(jìn)入冷凝器后冷凝得N，N- 二甲基甲酰胺產(chǎn)品，剩余離子液體再生循環(huán)利用。所述的一種回收N，N-二甲基甲酰胺廢氣的方法，所采用的離子液體為1，3_ 二甲基咪唑四氟硼酸鹽、1，3_ 二甲基咪唑六氟磷酸鹽、I-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽、I-乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽、I-丙基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽、I-丙基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽、I- 丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽、I-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽、I-己基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽、I-己基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽、I-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽、I-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽、I-癸基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽、I-癸基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽、I-十二烷基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽、I-十二烷基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽、I-十四烷基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽、I-十四烷基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽、I-十六烷基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽或I-十六烷基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽中的一種。所述的一種回收N，N-二甲基甲酰胺廢氣的方法，所述步驟b中N，N-二甲基甲酰胺離子液體溶液中，N，N- 二甲基甲酰胺與總液體的質(zhì)量比為5% 60%。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的優(yōu)點(diǎn)為本發(fā)明針對現(xiàn)有N，N- 二甲基甲酰胺(DMF)治理過程中能源消耗高、吸收效率低， 會造成廢水和廢氣二次污染等問題，根據(jù)N，N- 二甲基甲酰胺和離子液體特性，采用揮發(fā)性很低、熱穩(wěn)定性很好且與DMF混溶的咪唑類離子液體在較低溫度下吸收DMF廢氣，篩選出咪唑類系列離子液體吸收N，N- 二甲基甲酰胺(DMF)廢氣，并在高溫下蒸發(fā)冷凝回收N，N- 二甲基甲酰胺-離子液體溶液中N，N- 二甲基甲酰胺，離子液體循環(huán)利用。本發(fā)明方法可提高N，N-二甲基甲酰胺(DMF)廢氣回收率，降低環(huán)境污染，具有顯著經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明實(shí)施例I將I-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽離子液體放置于吸收器中，在22°C、0. IOMPa 下，將含10% N，N-二甲基甲酰胺的氣體(與總氣體的質(zhì)量比)通入I-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽離子液體中，吸收時間為32h，得到N，N-二甲基甲酰胺I-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽離子液體溶液。期間每隔時間Ih在氣體進(jìn)出口處取樣，用紫外分光光度法分析進(jìn)、出口 N，N- 二甲基甲酰胺濃度，N, N- 二甲基甲酰胺吸收率均可達(dá)95%以上。含N，N-二甲基甲酰胺35% (與總液體的質(zhì)量比)的N，N-二甲基甲酰胺_1_ 丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽離子液體溶液在溫度160°C，真空度O. OlMPa下，解吸N，N- 二甲基甲酰胺7h，解吸氣冷凝回收既得合格N，N-二甲基甲酰胺產(chǎn)品，I-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽離子液體再生循環(huán)利用。實(shí)施例2將I-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽離子液體放置于吸收器中，在-10°C、I. OMPa 下，將含60% N，N-二甲基甲酰胺的氣體(與總氣體的質(zhì)量比)通入I-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽離子液體中，吸收時間為36h，得到N，N-二甲基甲酰胺I-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽離子液體溶液。期間每隔Ih時間在氣體進(jìn)出口處取樣，用紫外分光光度法分析進(jìn)、出口 N，N- 二甲基甲酰胺濃度，N, N- 二甲基甲酰胺吸收率均可達(dá)98%以上。含N，N-二甲基甲酰胺60% (與總液體的質(zhì)量比)的N，N-二甲基甲酰胺_1_ 丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽離子液體溶液在溫度130°C，真空度O. IMPa下，解吸N，N- 二甲基甲酰胺12h，解吸氣冷凝回收既得合格N，N-二甲基甲酰胺產(chǎn)品，I-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽離子液體再生循環(huán)利用。實(shí)施例3
將I-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽離子液體放置于吸收器中，在100°C、0. IMPa 下，將含O. 01% N，N-二甲基甲酰胺的氣體(與總氣體的質(zhì)量比)通入I-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽離子液體中，吸收時間為10h，得到N，N-二甲基甲酰胺-I-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽離子液體溶液。期間每隔Ih時間在氣體進(jìn)出口處取樣，用紫外分光光度法分析進(jìn)、出口 N，N- 二甲基甲酰胺濃度，N, N- 二甲基甲酰胺吸收率均可達(dá)80%以上。將含N，N-二甲基甲酰胺5% (與總液體的質(zhì)量比)的N，N-二甲基甲酰胺-I-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽離子液體溶液在溫度160°C，真空度O. OlMPa下，解吸N，N- 二甲基甲酰胺2h，解吸氣冷凝回收既得合格N，N-二甲基甲酰胺產(chǎn)品，I-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽離子液體再生循環(huán)利用。實(shí)施例4將I-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽離子液體放置于吸收器中，在80°C、0. IMPa 下，將含30% N，N-二甲基甲酰胺的氣體(與總氣體的質(zhì)量比)通入I-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽離子液體中，吸收時間為18h得到N，N-二甲基甲酰胺-I-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽離子液體溶液。期間每隔時間Ih在氣體進(jìn)出口處取樣，用紫外分光光度法分析進(jìn)、出口 N，N- 二甲基甲酰胺濃度，N, N- 二甲基甲酰胺吸收率均可達(dá)93%以上。含N，N-二甲基甲酰胺25% (與總液體的質(zhì)量比)的N，N-二甲基甲酰胺_1_辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽離子液體溶液在溫度160°C，真空度O. OlMPa下，解吸N，N- 二甲基甲酰胺5h，解吸氣冷凝回收既得合格N，N-二甲基甲酰胺產(chǎn)品，I-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽離子液體再生循環(huán)利用。本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于實(shí)施例所述，任何與本發(fā)明的等效替換和相似變換都在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種回收N，N-二甲基甲酰胺廢氣的方法，其特征是，它包括以下步驟a.將咪唑類離子液體放置于吸收器中，在溫度范圍為-10°C 100°C、壓力范圍為O.IMPa I. OMpa下，將含N，N-二甲基甲酰胺O. 01% 60% (與總氣體的質(zhì)量比)的廢氣氣體通入咪唑類離子液體中，吸收時間范圍為8h至36h ;得到N，N-二甲基甲酰胺離子液體溶液；b.將含N，N-二甲基甲酰胺的離子液體溶液在溫度范圍為100°C 200°C、真空度范圍O.OlMPa O. IMpa下，解吸N，N- 二甲基甲酰胺2h 12h，解吸的氣體N，N- 二甲基甲酰胺進(jìn)入冷凝器后冷凝得N，N- 二甲基甲酰胺產(chǎn)品，剩余離子液體再生循環(huán)利用。
2.如權(quán)利要求I所述的一種回收N，N-二甲基甲酰胺廢氣的方法，其特征是，所采用的離子液體為I，3- 二甲基咪唑四氟硼酸鹽、I，3- 二甲基咪唑六氟磷酸鹽、I-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽、I-乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽、I-丙基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽、I-丙基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽、I-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽、I-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽、I-己基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽、I-己基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽、I-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽、I-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽、I-癸基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽、I-癸基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽、I-十二烷基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽、I-十二烷基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽、I-十四烷基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽、I-十四烷基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽、I-十六烷基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽或I-十六烷基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽中的一種。
3.如權(quán)利要求I所述的一種回收N，N-二甲基甲酰胺廢氣的方法，其特征是，所述步驟 b中N，N-二甲基甲酰胺離子液體溶液中，N, N-二甲基甲酰胺與總液體的質(zhì)量比為5% 60%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種回收N，N-二甲基甲酰胺廢氣的方法，它根據(jù)咪唑類離子液體揮發(fā)性低，熱穩(wěn)定性好且與N，N-二甲基甲酰胺混溶等特點(diǎn)，在溫度范圍為-10℃～100℃，壓力范圍為0.1MPa～1.0Mpa下，將含N，N-二甲基甲酰胺氣體通入咪唑類離子液體，咪唑類離子液體高效吸收N，N-二甲基甲酰胺氣體。含N，N-二甲基甲酰胺5％～60％的N，N-二甲基甲酰胺-離子液體溶液在溫度范圍為100℃～200℃，真空度范圍0.01MPa～0.1Mpa下，解吸回收得到合格N，N-二甲基甲酰胺產(chǎn)品，離子液體再生循環(huán)利用。本發(fā)明工藝簡單，吸收率較高，無污染，能耗低，適合于工業(yè)化生產(chǎn)，符合當(dāng)今社會綠色化學(xué)發(fā)展要求。
文檔編號B01D53/14GK102584619SQ20121000920
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月13日
發(fā)明者任愛玲, 段二紅, 郭斌, 高亮 申請人:河北科技大學(xué)