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溶劑法生產再生蛋白質纖維中N甲基嗎啉氧化物溶劑的回收方法.pdf

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溶劑 生產 再生 蛋白質 纖維 甲基 氧化物 回收 方法
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摘要
申請專利號:

CN200910088446.3

申請日:

2009.07.07

公開號:

CN101942713A

公開日:

2011.01.12

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):D01F 13/02申請日:20090707|||公開
IPC分類號: D01F13/02 主分類號: D01F13/02
申請人: 中國科學院化學研究所
發明人: 劉必前; 汪前東; 李蘭; 吳杰
地址: 100190 北京市海淀區中關村北一街2號
優先權:
專利代理機構: 上海智信專利代理有限公司 31002 代理人: 李柏
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法律狀態
申請(專利)號:

CN200910088446.3

授權公告號:

101942713B||||||

法律狀態公告日:

2012.07.04|||2011.03.09|||2011.01.12

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明涉及紡絲工藝中溶劑法生產再生蛋白質纖維過程中N-甲基嗎啉氧化物(NMMO)溶劑的回收方法。本發明的技術方案是通過設計以質量濃度為50%的NMMO水溶液為再生蛋白質纖維的凝固浴,優化控制凝固浴的循環,使裝載凝固浴容器中的NMMO水溶液凝固浴的質量濃度控制在50%,通過粗濾、微孔膜微濾、陰離子交換樹脂處理、陽離子交換樹脂處理、雙氧水氧化來去除回收液即凝固浴溶液中的多種雜質,從而實現NMMO溶劑的回收。

權利要求書

1: 一種溶劑法生產再生蛋白質纖維中 N- 甲基嗎啉氧化物溶劑的回收方法, 其特征是, 該方法包括以下步驟 : (1) 在溶劑法制備再生蛋白質纖維的紡絲工藝生產中, 以質量濃度為 50%的 N- 甲基嗎 啉氧化物水溶液為溶劑間接溶解再生蛋白質纖維原料制備再生蛋白質纖維 ; 以質量濃度為 50%的 N- 甲基嗎啉氧化物水溶液為再生蛋白質纖維的凝固浴 ; (2) 隨著紡絲工藝的進行, 往步驟 (1) 的凝固浴中加入質量濃度為 10 ~ 25%的 N- 甲 基嗎啉氧化物水溶液, 同時使含有質量濃度為 50%的 N- 甲基嗎啉氧化物水溶液凝固浴排 出裝載凝固浴的容器到接收槽中, 在使 N- 甲基嗎啉氧化物水溶液凝固浴有效循環下, 使裝 載凝固浴容器中的 N- 甲基嗎啉氧化物水溶液凝固浴的質量濃度控制在 50%, 在接收槽中 得到含有質量濃度為 50%的 N- 甲基嗎啉氧化物的回收液 ; 其中 : 往步驟 (1) 的凝固浴中加入質量濃度為 10 ~ 25%的 N- 甲基嗎啉氧化物水溶液 的流速為 0.44 ~ 140kg/h ; 使含有質量濃度為 50%的 N- 甲基嗎啉氧化物水溶液凝固浴排 出裝載凝固浴的容器的流速為 1.09 ~ 270kg/h ; (3) 將步驟 (2) 接收槽中得到的含有質量濃度為 50%的 N- 甲基嗎啉氧化物的回收液 經不銹鋼濾網粗濾, 除去粒徑大于 10μm 的固體懸浮雜質 ; (4) 將經步驟 (3) 處理得到的含有 N- 甲基嗎啉氧化物的回收液經微孔膜微濾除去粒徑 小于 10μm 的雜質 ; (5) 將步驟 (4) 得到的含有 N- 甲基嗎啉氧化物的回收液過填充有陰離子交換樹脂的 陰離子交換塔以除去回收液中的有色雜質, 然后再過填充有陽離子交換樹脂的陽離子交換 塔以除去回收液中的金屬離子及嗎啉, 得到含有 N- 甲基嗎啉和 N- 甲基嗎啉氧化物的回收 液; (6) 將步驟 (5) 得到的含有 N- 甲基嗎啉和 N- 甲基嗎啉氧化物的回收液經雙氧水氧化 后得到質量濃度為 50%的 N- 甲基嗎啉氧化物水溶液。
2: 根據權利要求 1 所述的回收方法, 其特征是 : 步驟 (6) 得到的質量濃度為 50 %的 N- 甲基嗎啉氧化物水溶液直接用于步驟 (1) 間接溶解再生蛋白質纖維原料制備再生蛋白 質纖維。
3: 根據權利要求 1 所述的回收方法, 其特征是 : 所述的不銹鋼濾網粗濾是將步驟 (2) 得到的含有質量濃度為 50%的 N- 甲基嗎啉氧化物的回收液以 5 ~ 20kg/h 的流速流過上、 中、 下層孔徑分別為 25 ~ 38μm、 15 ~ 24μm、 10μm 的不銹鋼濾網。
4: 根據權利要求 1 所述的回收方法, 其特征是 : 所述的微孔膜規格為 : 孔徑 0.1 ~ 2 0.6μm, 膜通量為 100 ~ 1000L/m ·h, 過濾壓力 0.01 ~ 0.3Mpa ; 所述的微孔膜是聚醚砜微孔膜、 聚氨酯微孔膜、 混合纖維素微孔膜、 聚乙烯微孔膜、 聚 丙烯微孔膜、 聚偏氟乙烯微孔膜、 聚四氟乙烯微孔膜、 陶瓷微孔膜或玻璃微孔膜中的一種。
5: 根據權利要求 1 所述的回收方法, 其特征是 : 所述的陰離子交換樹脂在陰離子交換 塔中的裝有量為該交換塔體積的 30 ~ 80%, 含有 N- 甲基嗎啉氧化物的回收液過填充有陰 離子交換樹脂的陰離子交換塔的流速為 3 ~ 6BV/h ; 所述的陽離子交換樹脂在陽離子交換 塔中的裝有量為該交換塔體積的 30 ~ 80%, 含有 N- 甲基嗎啉氧化物的回收液過填充有陽 離子交換樹脂的陽離子交換塔的流速為 3 ~ 6BV/h。
6: 根據權利要求 1 或 5 所述的回收方法, 其特征是 : 所述的陰離子交換樹脂為大孔弱 2 堿性帶伯胺基的環氧系陰離子交換樹脂, 所述的陰離子交換樹脂的粒度為 20 ~ 40 目 ; 所述 的陽離子交換樹脂為大孔弱酸性帶羧酸基的丙烯酸系陽離子交換樹脂, 所述的陽離子交換 樹脂的粒度為 20 ~ 40 目。
7: 根據權利要求 1 所述的回收方法, 其特征是 : 所述的雙氧水氧化工藝為 : 用質量濃度 為 20 ~ 60%的雙氧水水溶液氧化步驟 (5) 得到的含有 N- 甲基嗎啉和 N- 甲基嗎啉氧化物 的回收液, 其中 : 含有 N- 甲基嗎啉和 N- 甲基嗎啉氧化物的回收液與雙氧水水溶液的重量比 為 1 ∶ 700 ~ 1000, 氧化溫度為 50 ~ 90℃, 氧化時間為 1 ~ 5 小時。
8: 根據權利要求 1 或 2 所述的回收方法, 其特征是 : 所述的再生蛋白質纖維原料是絲 素、 動物毛或它們的混合物。
9: 根據權利要求 8 所述的回收方法, 其特征是 : 所述的絲素是絲素下腳料 ; 所述的動物 毛是動物毛下腳料、 破舊的動物毛衣物或它們的混合物。
10: 根據權利要求 9 所述的回收方法, 其特征是 : 所述的動物毛選自羊毛、 兔毛、 牛毛、 駝毛、 雞毛、 豬毛、 鴨毛、 鵝毛所組成的組中的至少一種。

說明書


溶劑法生產再生蛋白質纖維中 N- 甲基嗎啉氧化物溶劑的 回收方法

    【技術領域】
     本發明涉及紡絲工藝中溶劑法生產再生蛋白質纖維過程中 N- 甲基嗎啉氧化物 (NMMO) 溶劑的回收方法。技術背景
     隨著人口的增加, 經濟的增長, 對紡織材料需求將進一步增大, 而耕地資源有限, 糧棉爭地的矛盾更為突出, 為了解決紡織材料短缺問題, 除發展纖維素纖維及合成纖維外, 采用高科技發展再生蛋白質纖維意義重大。 再生蛋白質纖維可生物降解、 性能優良, 符合當 今消費者崇尚綠色、 自然的消費理念, 將有廣闊的市場前景。
     長期以來, 鮮見再生蛋白質纖維市場化報道, 這是因為沒有找到一種強溶劑溶解 絲素、 動物毛等原料制得具有一定流變性能、 熔體強度的紡絲溶液。國內外對以 N- 甲基嗎 啉氧化物 (NMMO) 為溶劑制備再生纖維素纖維的研究比較熱, 在再生蛋白質纖維的制備方 面還沒取得一定的進展。 N- 甲基嗎啉氧化物 (NMMO) 是一種無毒溶劑, 其是由 N- 甲基嗎啉經雙氧水氧化制 得, NMMO 極性 N-O 鍵的強溶劑化能力, 能夠打破絲素分子間的氫鍵網格或動物毛分子間的 二硫鍵、 鹽式鍵、 氫鍵網格, 并且在蛋白質分子與溶劑分子之間形成新的氫鍵, 使之形成蛋 白質 -NMMO-H2O 絡合物而溶解, 可基本視為沒有化學反應的物理溶解過程, 因此可維持原料 物質的高度聚合作用, 可制得一定粘度、 熔體強度的紡絲液, 經干濕法紡絲后制得的再生蛋 白質纖維, 其機械性能與天然蛋白質纖維相近。
     但 NMMO 價格很高, 國外生產廠家對回收 NMMO 相當重視, 提出了多種回收 NMMO 的 技術方案, 以尋找到對生產最為實用的技術方法。從理論上來說 NMMO 溶解絲素及動物毛原 料制備再生蛋白質纖維的過程為一純物理過程, 但在實際操作中會發生很多化學副反應, 如會導致纖維降解、 NMMO 分解, 甚至不可控的熱反應等, 因此在利用這種紡絲工藝生產再生 蛋白質纖維的凝固浴中會有很多雜質需要處理。 比如 : 微生物、 懸浮雜質 ( 再生蛋白質纖維 絲條及未溶解的纖維原料或降解產物 )、 NMMO、 有色雜質、 N- 甲基嗎啉、 嗎啉和金屬離子。
     一般紡絲工藝中, 凝固浴都為溶劑的稀溶液, 如若用質量濃度為 10 ~ 30%的 NMMO 水溶液為再生蛋白質纖維的凝固浴時, 要再利用 NMMO, 只能采用減壓蒸發濃縮技術來回收 NMMO, 采用減壓蒸發濃縮工藝技術不但對溫度及真空度的要求很高, 裝置投資還大, 需要耗 用大量的水、 電、 汽等。蒸發濃縮時會使冷凝水中含有一些易揮發物如胺類及溶劑等, 要采 用逆滲透法或陽離子交換樹脂有效分離殘余胺、 氧化胺及其它物質, 但冷凝水回收處理容 易使 NMMO 溶劑流失。 繁瑣復雜的工藝會致使 NMMO 溶劑法再生蛋白質纖維的生產成本提高, 而難以實現工業推廣。
     發明內容
     本發明的目的是提供一種適應于工業化生產, 操作更方便的溶劑法生產再生蛋白質纖維過程中 NMMO 溶劑的回收再利用的方法。
     本發明的技術方案是通過設計以質量濃度為 50%的 NMMO 水溶液為再生蛋白質纖 維的凝固浴, 優化控制凝固浴的循環, 使裝載凝固浴容器中的 NMMO 水溶液凝固浴的質量濃 度控制在 50%, 通過粗濾、 微孔膜微濾、 陰離子交換樹脂處理、 陽離子交換樹脂處理、 雙氧水 氧化來去除回收液即凝固浴溶液中的多種雜質, 從而實現 NMMO 溶劑的回收。
     本發明的溶劑法生產再生蛋白質纖維中 N- 甲基嗎啉氧化物 (NMMO) 溶劑的回收方 法包括以下步驟 :
     (1) 在溶劑法制備再生蛋白質纖維的紡絲工藝生產中, 以質量濃度為 50%的 N- 甲 基嗎啉氧化物水溶液 ( 即市售的 NMMO 溶劑 ) 為溶劑間接溶解再生蛋白質纖維原料制備再 生蛋白質纖維 (NMMO 水溶液和再生蛋白質纖維原料在 90 ~ 120℃下混合脫水至 NMMO 水溶 液的質量濃度為 85 ~ 90%時再生蛋白質纖維原料即溶解 ) ; 以質量濃度為 50%的 NMMO 水 溶液為再生蛋白質纖維的凝固浴 ;
     (2) 隨著紡絲工藝的進行, 往步驟 (1) 的凝固浴中加入質量濃度為 10 ~ 25%的 NMMO 水溶液, 同時使含有質量濃度為 50%的 NMMO 水溶液凝固浴排出裝載凝固浴的容器到 接收槽中, 在使 NMMO 水溶液凝固浴有效循環下, 使裝載凝固浴容器中的 NMMO 水溶液凝固浴 的質量濃度控制在 50% ( 通過控制往步驟 (1) 的凝固浴中加入質量濃度為 10 ~ 25%的 NMMO 水溶液的流速, 及使含有質量濃度為 50%的 NMMO 水溶液凝固浴排出裝載凝固浴的容 器的流速, 即可有效控制裝載凝固浴容器中的 NMMO 水溶液凝固浴的質量濃度在 50% ), 在 接收槽中得到含有質量濃度為 50%的 NMMO 水溶液的回收液 ;
     其中 : 往步驟 (1) 的凝固浴中加入質量濃度為 10 ~ 25%的 NMMO 水溶液的流速為 0.44 ~ 140kg/h ; 使含有質量濃度為 50%的 NMMO 水溶液凝固浴排出裝載凝固浴的容器的 流速為 1.09 ~ 270kg/h ;
     (3) 將步驟 (2) 接收槽中得到的含有質量濃度為 50%的 NMMO 水溶液的回收液經 不銹鋼濾網粗濾, 除去粒徑大于 10μm 的固體懸浮雜質 ;
     所述的不銹鋼濾網粗濾是將步驟 (2) 得到的含有質量濃度為 50%的 NMMO 水溶液 的回收液以 5 ~ 20kg/h 的流速流過上、 中、 下層孔徑分別為 25 ~ 38μm、 15 ~ 24μm、 10μm 的不銹鋼濾網 ;
     (4) 將經步驟 (3) 處理得到的含有 NMMO 水溶液的回收液經微孔膜微濾除去粒徑小 于 10μm 的雜質 ;
     所述的微孔膜規格為 : 孔徑 0.1 ~ 0.6μm, 膜通量為 100 ~ 1000L/m2·h, 過濾壓 力 0.01 ~ 0.3Mpa ;
     所述的微孔膜是聚醚砜微孔膜、 聚氨酯微孔膜、 混合纖維素微孔膜、 超高分子量聚 乙烯微孔膜、 聚丙烯微孔膜、 聚偏氟乙烯微孔膜、 聚四氟乙烯微孔膜、 陶瓷微孔膜或玻璃微 孔膜中的一種。
     (5) 將步驟 (4) 得到的含有 NMMO 的回收液過填充有陰離子交換樹脂的陰離子交換 塔以除去回收液中的有色雜質, 然后再過填充有陽離子交換樹脂的陽離子交換塔以除去回 收液中的金屬離子及嗎啉, 得到含有 N- 甲基嗎啉和 N- 甲基嗎啉氧化物的回收液 ;
     所述的陰離子交換樹脂為大孔弱堿性帶伯胺基的環氧系陰離子交換樹脂, 所述的 陰離子交換樹脂的粒度為 20 ~ 40 目, 陰離子交換樹脂在陰離子交換塔中的裝有量為該交換塔體積的 30 ~ 80%, 含有 N- 甲基嗎啉氧化物水溶液的回收液過填充有陰離子交換樹脂 的陰離子交換塔的流速為 3 ~ 6BV/h ; 所述的陽離子交換樹脂為大孔弱酸性帶羧酸基的丙 烯酸系陽離子交換樹脂, 所述的陽離子交換樹脂的粒度為 20 ~ 40 目, 陽離子交換樹脂在陽 離子交換塔中的裝有量為該交換塔體積的 30 ~ 80%, 含有 N- 甲基嗎啉氧化物水溶液的回 收液過填充有陽離子交換樹脂的陽離子交換塔的流速為 3 ~ 6BV/h ;
     (6) 將步驟 (5) 得到的含有 N- 甲基嗎啉和 N- 甲基嗎啉氧化物的回收液經雙氧水 氧化后得到質量濃度為 50%的 N- 甲基嗎啉氧化物水溶液 ; 得到的質量濃度為 50%的 N- 甲 基嗎啉氧化物水溶液可直接用于步驟 (1) 間接溶解再生蛋白質纖維原料制備再生蛋白質 纖維。
     所述的雙氧水氧化工藝為 : 用質量濃度為 20 ~ 60%的雙氧水水溶液氧化步驟 (5) 得到的含有 N- 甲基嗎啉和 N- 甲基嗎啉氧化物的回收液, 其中 : 含有 N- 甲基嗎啉和 N- 甲基 嗎啉氧化物的回收液與雙氧水水溶液的重量比為 1 ∶ 700 ~ 1000, 氧化溫度為 50 ~ 90℃, 氧化時間為 1 ~ 5 小時。
     所述的再生蛋白質纖維原料是絲素、 動物毛或它們的混合物。
     所述的絲素是絲素下腳料 ; 所述的動物毛是動物毛下腳料、 破舊的動物毛衣物或 它們的混合物。 所述的動物毛選自羊毛、 兔毛、 牛毛、 駝毛、 雞毛、 豬毛、 鴨毛、 鵝毛、 等所組成的組 中的至少一種。
     所述的再生蛋白質纖維是再生絲蛋白纖維、 再生動物毛纖維或再生絲蛋白與動物 毛復合纖維。
     本發明的溶劑法生產再生蛋白質纖維中 N- 甲基嗎啉氧化物 (NMMO) 溶劑的回收方 法節能、 簡單、 工藝流程短、 生產投入少。通過優化控制補充進凝固浴中稀 NMMO 水溶液的濃 度、 流速及排出的含有質量濃度為 50%的 NMMO 水溶液的流速來控制凝固浴中 NMMO 水溶液 的質量濃度為 50%。 利用質量濃度為 50% NMMO 水溶液作凝固浴, 不僅回收再利用該溶劑方 便, 還可以解決傳統的減壓蒸發濃縮裝置帶來高成本的問題。采用的濾網及微孔膜的孔徑 比凝固浴中的懸浮雜質及微生物的孔徑小, 可以有效去除固體懸浮雜質及微生物, 既沒有 引入絮凝劑之類的化學藥品, 又簡化了傳統的粗濾、 精濾回收工藝, 也減輕了后序處理的負 擔, 延長了離子交換樹脂的壽命 ; 通過合理選擇陰、 陽離子交換樹脂, 利用離子交換樹脂對 雜質的選擇交換吸附能力, 達到去除金屬離子、 嗎啉、 有色物質的目的, 阻止了 N- 亞硝基嗎 啉的生成 ; 最后利用雙氧水氧化回收液中的 N- 甲基嗎啉和 N- 甲基嗎啉氧化物生成 NMMO, 以完成 NMMO 溶劑的回收。整個工藝避免了減壓、 高溫的操作, NMMO 溶劑的回收率達到 95% 以上, 適應于工業化生產, 操作更方便。
     附圖說明
     圖 1. 包括本發明的溶劑法生產再生蛋白質纖維中 NMMO 溶劑的回收方法的紡絲工 藝流程示意圖。 具體實施方式
     實施例 1請參見圖 1。
     (1) 在溶劑法制備再生絲蛋白纖維的紡絲工藝生產中, 以市售的質量濃度為 50% 的 NMMO 水溶液為溶劑間接溶解絲素下腳料制備再生絲蛋白纖維 ; 以質量濃度為 50 %的 NMMO 水溶液為再生絲蛋白纖維的凝固浴 ;
     (2) 隨著紡絲工藝的進行, 以 140kg/h 的流速往步驟 (1) 的凝固浴中加入質量濃 度為 25%的 NMMO 水溶液, 同時以 270kg/h 的流速使含有質量濃度為 50%的 NMMO 水溶液排 出裝載凝固浴的容器到接收槽中, 在使 NMMO 水溶液凝固浴有效循環下, 使裝載凝固浴容器 中的 NMMO 水溶液凝固浴的質量濃度控制在 50%, 在接收槽中得到含有質量濃度為 50%的 NMMO 水溶液的回收液 ;
     (3) 將步驟 (2) 接收槽中得到的含有質量濃度為 50%的 NMMO 水溶液的回收液以 10kg/h 的流速通過上、 中、 下層規格分別為 38μm(400 目 )、 24μm(525 目 )、 10μm(1250 目 ) 的不銹鋼濾網, 除去粒徑大于 10μm 的固體懸浮雜質 ;
     (4) 將經步驟 (3) 處理得到的含有 NMMO 水溶液的回收液經超高分子量 (250 萬 ) 聚乙烯微孔膜 ( 平均孔徑 0.3μm, 膜通量 1000L/m2·h, 過濾壓力 0.3Mpa) 微濾除去粒徑小 于 10μm 的雜質 ; (5) 將步驟 (4) 得到的含有 NMMO 水溶液的回收液過填充有大孔弱堿性帶伯胺基 的環氧系陰離子交換樹脂 ( 粒度 30 目, 陰離子交換樹脂裝有量為該交換塔體積的 80%, 含 有 NMMO 水溶液的回收液過填充有陰離子交換樹脂的陰離子交換塔的流速為 6BV/h, 上海樹 脂廠有限公司產品 ) 的陰離子交換塔, 以除去回收液中的有色雜質, 然后再過填充有大孔 弱酸性帶羧酸基的丙烯酸系陽離子交換樹脂 ( 粒度 20 目, 陽離子交換樹脂裝有量為該交換 塔體積的 30%, 含有 NMMO 水溶液的回收液過填充有陽離子交換樹脂的陽離子交換塔的流 速為 3BV/h, 上海樹脂廠有限公司產品 ) 的陽離子交換塔, 以除去回收液中的金屬離子及嗎 啉, 得到含有 N- 甲基嗎啉和 N- 甲基嗎啉氧化物的回收液 ;
     (6) 將步驟 (5) 得到的含有 N- 甲基嗎啉和 N- 甲基嗎啉氧化物的回收液用質量濃 度為 60%的雙氧水水溶液氧化后即得到質量濃度為 50%的 NMMO 水溶液, 所得到的質量濃 度為 50%的 NMMO 水溶液可直接用于步驟 (1) 間接溶解絲素下腳料制備再生絲蛋白纖維 ;
     所述的雙氧水氧化工藝為 : 含有 N- 甲基嗎啉和 N- 甲基嗎啉氧化物的回收液與雙 氧水水溶液的重量比為 1 ∶ 1000, 氧化溫度為 90℃, 氧化時間為 5 小時。
     實施例 2
     (1) 在溶劑法制備再生動物毛纖維的紡絲工藝生產中, 以市售的質量濃度為 50% 的 NMMO 水溶液為溶劑間接溶解羊毛下腳料制備再生動物毛纖維 ; 以質量濃度為 50 %的 NMMO 水溶液為再生動物毛纖維的凝固浴 ;
     (2) 隨著紡絲工藝的進行, 以 0.44kg/h 的流速往步驟 (1) 的凝固浴中加入質量濃 度為 10%的 NMMO 水溶液, 同時以 1.09kg/h 的流速使含有質量濃度為 50%的 NMMO 水溶液 排出裝載凝固浴的容器到接收槽中, 在使 NMMO 水溶液凝固浴有效循環下, 使裝載凝固浴容 器中的 NMMO 水溶液凝固浴的質量濃度控制在 50%, 在接收槽中得到含有質量濃度為 50% 的 NMMO 水溶液的回收液 ;
     (3) 將步驟 (2) 接收槽中得到的含有質量濃度為 50 %的 NMMO 水溶液的回收 液以 20kg/h 的流速經三層不銹鋼濾網粗濾, 其上、 中、 下層規格分別為 25μm(500 目 )、
     15μm(1000 目 )、 10μm(1250 目 ) 的不銹鋼濾網, 除去粒徑大于 10μm 的固體懸浮雜質 ;
     (4) 將經步驟 (3) 處理得到的含有 NMMO 水溶液的回收液經聚丙烯微孔膜 ( 平均孔 徑 0.1μm, 膜通量 500L/m2·h, 過濾壓力 0.1Mpa) 微濾除去粒徑小于 10μm 的雜質 ;
     (5) 將步驟 (4) 得到的含有 NMMO 水溶液的回收液過填充有大孔弱堿性帶伯胺基 的環氧系陰離子交換樹脂 ( 粒度 20 目, 陰離子交換樹脂裝有量為該交換塔體積的 50%, 含 有 NMMO 水溶液的回收液過填充有陰離子交換樹脂的陰離子交換塔的流速為 4BV/h, 上海樹 脂廠有限公司產品 ) 的陰離子交換塔, 以除去回收液中的有色雜質 ; 然后再過填充有大孔 弱酸性帶羧酸基的丙烯酸系陽離子交換樹脂 ( 粒度 30 目, 陽離子交換樹脂裝有量為該交換 塔體積的 80%, 含有 NMMO 水溶液的回收液過填充有陽離子交換樹脂的陽離子交換塔的流 速為 6BV/h, 上海樹脂廠有限公司產品 ) 的陽離子交換塔, 以除去回收液中的金屬離子及嗎 啉, 得到含有 N- 甲基嗎啉和 N- 甲基嗎啉氧化物的回收液 ;
     (6) 將步驟 (5) 得到的含有 N- 甲基嗎啉和 N- 甲基嗎啉氧化物的回收液用質量濃 度為 40%的雙氧水水溶液氧化后即得到質量濃度為 50%的 NMMO 水溶液, 所得到的質量濃 度為 50%的 NMMO 水溶液可直接用于步驟 (1) 間接溶解羊毛下腳料制備再生動物毛纖維 ;
     所述的雙氧水氧化工藝為 : 含有 N- 甲基嗎啉和 N- 甲基嗎啉氧化物的回收液與雙 氧水水溶液的重量比為 1 ∶ 800, 氧化溫度為 50℃, 氧化時間為 1 小時。 實施例 3
     (1) 在溶劑法制備再生動物毛纖維的紡絲工藝生產中, 以市售的質量濃度為 50% 的 NMMO 水溶液為溶劑間接溶解破舊的動物毛衣物制備再生動物毛纖維 ; 以質量濃度為 50%的 NMMO 水溶液為再生動物毛纖維的凝固浴 ;
     (2) 隨著紡絲工藝的進行, 以 84.375kg/h 的流速往步驟 (1) 的凝固浴中加入質量 濃度為 18%的 NMMO 水溶液, 同時以 184.375kg/h 的流速使含有質量濃度為 50%的 NMMO 水 溶液排出裝載凝固浴的容器到接收槽中, 在使 NMMO 水溶液凝固浴有效循環下, 使裝載凝固 浴容器中的 NMMO 水溶液凝固浴的質量濃度控制在 50%, 在接收槽中得到含有質量濃度為 50%的 NMMO 水溶液的回收液 ;
     (3) 將步驟 (2) 接收槽中得到的含有質量濃度為 50%的 NMMO 水溶液的回收液以 5kg/h 的流速經三層不銹鋼濾網粗濾, 其上、 中、 下層規格分別為 33μm(425 目 )、 23μm(625 目 )、 10μm(1250 目 ) 不銹鋼濾網過濾, 除去粒徑大于 10μm 的固體懸浮雜質 ;
     (4) 將經步驟 (3) 處理得到的含有 NMMO 水溶液的回收液經陶瓷微孔膜 ( 平均孔徑 0.6μm, 膜通量 100L/m2·h, 過濾壓力 0.01Mpa) 微濾除去粒徑小于 10μm 的雜質 ;
     (5) 將步驟 (4) 得到的含有 NMMO 水溶液的回收液過填充有大孔弱堿性帶伯胺基 的環氧系陰離子交換樹脂 ( 粒度 40 目, 陰離子交換樹脂裝有量為該交換塔體積的 30%, 含 有 NMMO 水溶液的回收液過填充有陰離子交換樹脂的陰離子交換塔的流速為 3BV/h, 上海樹 脂廠有限公司產品 ) 的陰離子交換塔, 以除去回收液中的有色雜質 ; 然后再過填充有大孔 弱酸性帶羧酸基的丙烯酸系陽離子交換樹脂 ( 粒度 40 目, 陽離子交換樹脂裝有量為該交換 塔體積的 60%, 含有 NMMO 水溶液的回收液過填充有陽離子交換樹脂的陽離子交換塔的流 速為 4BV/h, 上海樹脂廠有限公司產品 ) 的陽離子交換塔, 以除去回收液中的金屬離子及嗎 啉, 得到含有 N- 甲基嗎啉和 N- 甲基嗎啉氧化物的回收液 ;
     (6) 將步驟 (5) 得到的含有 N- 甲基嗎啉和 N- 甲基嗎啉氧化物的回收液用質量濃
     度為 20%的雙氧水水溶液氧化后即得到質量濃度為 50%的 NMMO 水溶液, 所得到的質量濃 度為 50%的 NMMO 水溶液可直接用于步驟 (1) 間接溶解破舊的動物毛衣物制備再生動物毛 纖維 ;
     所述的雙氧水氧化工藝為 : 含有 N- 甲基嗎啉和 N- 甲基嗎啉氧化物的回收液與雙 氧水水溶液的重量比為 1 ∶ 700, 氧化溫度為 70℃, 氧化時間為 3 小時。

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本文標題:溶劑法生產再生蛋白質纖維中N甲基嗎啉氧化物溶劑的回收方法.pdf
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