技术领域
[0001] 本
发明涉及光固化材料技术领域，特别涉及一种UV光固化单体粗品中丙烯酸的回收方法和装置。
背景技术
[0002] UV光固化单体一般是单元醇、二元醇以及多元醇和丙烯酸酯化反应的产物，其主要成分为丙烯酸酯，如三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯等。在实际生产中，酯化反应后的出
水物料中除了含有丙烯酸酯外，还包括未能反应的丙烯酸、
溶剂(如环己烷)等物质，这些成为UV光固化单体粗品中主要的杂质成分。UV光固化单体粗品中存在丙烯酸，会使产品的酸值较高，直接对下游产品造成不利影响，如使下游产品在反应时发生爆聚反应等情况。因此，必须要对UV光固化单体粗品中的丙烯酸进行处理。
[0003] 目前，对UV光固化单体粗品进行处理的方法通常是先用大量清水洗涤，再用
碱水进行中和。这种处理方法会产生大量的
废水，极大地增加了环保压
力和资金投入，并且还使物料出现乳化、难分层、发浑和发黄等问题。
发明内容
[0004] 有鉴于此，本发明的目的在于提供一种UV光固化单体粗品中丙烯酸的
回收利用装置和方法。本发明提供的方法及装置可有效减少废水的产生，显著降低环保压力和资金投入；并解决了常规处理方法物料易出现乳化、难分层、发浑、发黄等问题。
[0005] 为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
[0006] 本发明提供了一种UV光固化单体粗品中丙烯酸的回收方法，包括以下步骤：
[0007] (1)将酯化反应后的UV光固化单体粗品物料与氢
氧化钠固体混合进行中和反应，得到中和反应液；
[0008] (2)将所述中和反应液进行固液分离，得到液体和丙烯酸钠固体；
[0009] (3)所述液体进行减压蒸馏，得到UV光固化单体成品和气态溶剂；
[0010] (4)将所述气态溶剂进行冷凝，得到液态溶剂。
[0011] 优选地，所述步骤(1)中中和反应的
温度为38～42℃，时间为2h。
[0012] 优选地，所述步骤(1)中中和反应液的酸值为0.2～0.5mgKOH/g，pH值为8.0～9.0。
[0013] 优选地，所述步骤(3)中减压蒸馏的温度为70～74℃，时间为6h。
[0014] 优选地，所述步骤(4)中液态溶剂的温度为20±1℃。
[0015] 本发明提供了一种UV光固化单体粗品中丙烯酸的回收装置，包括：
[0016] 中和洗涤釜1，所述中和洗涤釜1包括进料口1-1、出料口1-2和
搅拌机1-3，所述出料口1-2上还设置有取样口1-4；
[0017] 入口与所述中和洗涤釜1的出料口1-2连通的离心机2，所述离心机2包括液体出料口2-1和固体出料口2-2；
[0018] 入口与所述离心机2的液体出料口2-1连通的蒸馏釜3，所述蒸馏釜3包括搅拌机3-1、液体出口3-2、气体出口3-3和
真空泵接口3-4，所述
真空泵接口3-4与真空泵连接；
[0019] 入口与所述蒸馏釜3的气体出口3-3顺次连通的一级
冷凝器4和二级冷凝器5；
[0020] 和入口与所述二级冷凝器5连通的溶剂接收罐6。
[0021] 本发明还提供了利用以上方案所述回收装置对UV光固化单体粗品中丙烯酸进行回收的方法，包括以下步骤：
[0022] (a)酯化反应后的UV光固化单体粗品物料与氢氧化钠固体通过进料口1-1进入中和洗涤釜1，在搅拌条件下混合进行中和反应，得到中和反应液；在中和反应过程中，通过从取样口1-4取样分析对中和反应液的酸值和pH值进行监测；
[0023] (b)所述中和反应液通过出料口1-2进入离心机2进行固液分离，得到液体和丙烯酸钠固体；所述丙烯酸固体由固体出料口2-2排出；
[0024] (c)所述液体通过液体出料口2-1进入蒸馏釜3，在搅拌条件下进行减压蒸馏，得到UV光固化单体成品和气态溶剂；所述减压蒸馏的真空环境由真空泵接口3-4处连接的真空泵提供；所述UV光固化单体成品由液体出口3-2排出；
[0025] (d)所述气态溶剂通过气体出口3-3依次进入一级冷凝器4和二级冷凝器5进行冷凝，冷凝后得到的液态溶剂进入溶剂接收罐6。
[0026] 本发明提供了一种UV光固化单体粗品中丙烯酸的回收方法，本发明将酯化反应后的UV光固化单体粗品物料与氢氧化钠固体混合进行中和反应，得到中和反应液；然后将所述中和反应液进行固液分离，得到液体和丙烯酸钠固体；再将所述液体进行减压蒸馏，得到UV光固化单体成品和气态溶剂；最后将所述气态溶剂进行冷凝，得到液态溶剂。本发明采用氢氧化钠固体(干碱)对UV光固化单体粗品中的丙烯酸直接进行中和，有效减少了废水的产生，显著降低环保压力和资金投入；并解决了传统处理工艺中UV光固化单体在大量水洗、碱水洗涤过程中易乳化、难分层、发浑和发黄的问题，同时可提高亲水性UV光固化单体的收率；且中和后得到的丙烯酸钠可作为工业原料出售，为企业创收。
[0027] 本发明提供了一种UV光固化单体粗品中丙烯酸的回收装置，该装置流程简单、成本低，可对UV光固化单体粗品中的丙烯酸进行有效回收，具有广阔的应用前景。
附图说明
[0028] 图1为本发明提供的UV光固化单体粗品中丙烯酸的回收装置的示意图，图1中1表示中和洗涤釜，1-1表示进料口，1-2表示出料口、1-3表示搅拌机、1-4表示取样口，2表示离心机，2-1表示液体出料口，2-2表示固体出料口，3表示蒸馏釜，3-1表示搅拌机，3-2表示液体出口，3-3表示气体出口，3-4表示真空泵接口，4表示一级冷凝器，5表示二级冷凝器，6表示溶剂接收罐。
具体实施方式
[0029] 本发明提供了一种UV光固化单体粗品中丙烯酸的回收方法，包括以下步骤：
[0030] (1)将酯化反应后的UV光固化单体粗品物料与氢氧化钠固体混合进行中和反应，得到中和反应液；
[0031] (2)将所述中和反应液进行固液分离，得到液体和丙烯酸钠固体；
[0032] (3)所述液体进行减压蒸馏，得到UV光固化单体成品和气态溶剂；
[0033] (4)将所述气态溶剂进行冷凝，得到液态溶剂。
[0034] 本发明将酯化反应后的UV光固化单体粗品物料与氢氧化钠固体混合进行中和反应，得到中和反应液。在本发明中，所述中和反应的反应式如式1所示。在本发明中，所述中和反应的温度优选为38～42℃，更优选为40℃，具体地是将酯化反应后的UV光固化单体粗品物料降温至38～42℃范围内，然后与氢氧化钠固体混合进行中和反应。本发明对所述降温的方法没有特别的要求，采用本领域技术人员熟知的降温方法即可。在本发明中，所述中和反应的时间优选为2h；所述中和反应优选在搅拌的条件下进行。在本发明中，所述中和反应液的酸值优选为0.2～0.5mgKOH/g，pH值优选为8.0～9.0，即氢氧化钠固体的加入量要以中和反应液的酸值和pH值达到所述要求为宜。本发明对所述氢氧化钠固体的来源没有特别的要求，采用本领域常规的市售产品即可，如片碱。本发明改变了传统的将UV光固化单体粗品先用大量清水洗涤，再用碱水进行中和的工艺，采用氢氧化钠固体(干碱)对UV光固化单体粗品中未反应的丙烯酸直接进行中和，有效减少了废水的产生，显著降低环保压力和资金投入；并解决了传统处理工艺中UV光固化单体在大量水洗、碱水洗涤过程中易乳化、难分层、发浑和发黄的问题，同时可提高亲水性UV光固化单体的收率。
[0035] CH2＝CH-COOH+NaOH→CH2＝CHCOONa+H2O 式1。
[0036] 得到中和反应液后，本发明将所述中和反应液进行固液分离，得到液体和丙烯酸钠固体。本发明对所述固液分离的方法没有特别的要求，采用本领域技术人员熟知的方法即可，如离心分离。在本发明中，经过所述固液分离后得到的液体主要成分为UV光固化单体和溶剂；得到的丙烯酸钠固体可作为工业原料出售，为企业创收。
[0037] 固液分离完成后，本发明将所得液体进行减压蒸馏，得到UV光固化单体成品和气态溶剂。本发明对所述减压蒸馏的具体方法没有特别的要求，采用本领域技术人员熟知的减压蒸馏方法即可。在本发明中，所述减压蒸馏的温度优选为70～74℃，更优选为72℃，时间为6h。本发明通过减压蒸馏将溶剂从UV光固化单体中脱除，从而得到UV光固化单体成品。
[0038] 减压蒸馏完成后，本发明将所得气态溶剂进行冷凝，得到液态溶剂。本发明对所述冷凝的方法没有特别的要求，采用本领域熟知的冷凝方法即可，如采用
冷却水进行冷凝。在本发明中，所述液态溶剂的温度优选为20±1℃；得到的液态溶剂可再利用。
[0039] 本发明提供了一种UV光固化单体粗品中丙烯酸的回收装置，如图1所示，包括：
[0040] 中和洗涤釜1，所述中和洗涤釜1包括进料口1-1、出料口1-2和搅拌机1-3，所述出料口1-2上还设置有取样口1-4；
[0041] 入口与所述中和洗涤釜1的出料口1-2连通的离心机2，所述离心机2包括液体出料口2-1和固体出料口2-2；
[0042] 入口与所述离心机2的液体出料口2-1连通的蒸馏釜3，所述蒸馏釜3包括搅拌机3-1、液体出口3-2、气体出口3-3和真空泵接口3-4，所述真空泵接口3-4与真空泵连接；
[0043] 入口与所述蒸馏釜3的气体出口3-3顺次连通的一级冷凝器4和二级冷凝器5；
[0044] 和入口与所述二级冷凝器5连通的溶剂接收罐6。
[0045] 在本发明中，所述进料口1-1和出料口1-2分别位于中和洗涤釜1的上端和底端；所述液体出口3-2位于蒸馏釜3的底端，所述气体出口3-3和真空泵接口3-4均位于蒸馏釜3的上端。在本发明中，所述一级冷凝器4和二级冷凝器5均设置有冷却水进口和冷却水出口；所述冷却水在冷凝器中的流动方向优选与被冷却的气态溶剂的流动方向相反；本发明通过设置两级冷凝器使溶剂得到充分冷却。
[0046] 本发明对所述中和洗涤釜1、离心机2、蒸馏釜3、一级冷凝器4、二级冷凝器5和溶剂接收罐6的具体类型没有特殊要求，使用本领域技术人员熟知的上述设备按照上述方案所述的连通方式连通即可。在本发明中，所述连通通过管道实现，其中，中和洗涤釜1和离心机2的连通管道、离心机2和蒸馏釜3的连通管道上优选还设置有泵；本发明对所述泵没有特别的要求，采用本领域技术人员熟知的泵即可。本发明提供的装置流程简单、成本低，可对UV光固化单体粗品中的丙烯酸进行有效回收，具有广阔的应用前景。
[0047] 本发明还提供了一种利用上述回收装置对UV光固化单体粗品中丙烯酸进行回收的方法，包括以下步骤：
[0048] (a)酯化反应后的UV光固化单体粗品物料与氢氧化钠固体通过进料口1-1进入中和洗涤釜1，在搅拌条件下混合进行中和反应，得到中和反应液；在中和反应过程中，通过从取样口1-4取样分析对中和反应液的酸值和pH值进行监测；
[0049] (b)所述中和反应液通过出料口1-2进入离心机2进行固液分离，得到液体和丙烯酸钠固体；所述丙烯酸固体由固体出料口2-2排出；
[0050] (c)所述液体通过液体出料口2-1进入蒸馏釜3，在搅拌条件下进行减压蒸馏，得到UV光固化单体成品和气态溶剂；所述减压蒸馏的真空环境由真空泵接口3-4处连接的真空泵提供；所述UV光固化单体成品由液体出口3-2排出；
[0051] (d)所述气态溶剂通过气体出口3-3依次进入一级冷凝器4和二级冷凝器5进行冷凝，冷凝后得到的液态溶剂进入溶剂接收罐6。
[0052] 本发明将酯化反应后的UV光固化单体粗品物料与氢氧化钠固体通过进料口1-1进入中和洗涤釜1，在搅拌条件下混合进行中和反应，得到中和反应液。在本发明中，所述UV光固化单体粗品物料与氢氧化钠固体的加入顺序优选为：将UV光固化单体粗品物料先加入中和洗涤釜1中，开启搅拌机1-3，再将氢氧化钠固体加入中和洗涤釜1中。在本发明中，所述中和反应的温度、时间以及中和反应液的酸值和pH值范围与上述方案一致，在此不再赘述。在中和反应过程中，本发明通过从取样口1-4取样分析对中和反应液的酸值和pH值进行监测，当酸值和pH值达到所述要求后，即可结束中和反应过程。在中和洗涤釜中，本发明采用氢氧化钠固体(干碱)对UV光固化单体粗品中未反应的丙烯酸直接进行中和。
[0053] 得到中和反应液后，本发明将所述中和反应液通过出料口1-2进入离心机2进行固液分离，得到液体和丙烯酸钠固体。在本发明中，经过所述固液分离后得到的液体主要成分为UV光固化单体和溶剂；得到的丙烯酸钠固体由固体出料口2-2排出，可作为工业原料出售，为企业创收。
[0054] 固液分离完成后，本发明将所得液体通过液体出料口2-1进入蒸馏釜3，在搅拌条件下进行减压蒸馏，得到UV光固化单体成品和气态溶剂。在本发明中，所述减压蒸馏的真空环境由真空泵接口3-4处连接的真空泵提供；所述减压蒸馏的温度和时间与上述方案相同，在此不再赘述。本发明通过减压蒸馏将溶剂从UV光固化单体中脱除，从而得到UV光固化单体成品；所述UV光固化单体成品由液体出口3-2排出。
[0055] 减压蒸馏完成后，本发明将所述气态溶剂通过气体出口3-3依次进入一级冷凝器4和二级冷凝器5进行冷凝，冷凝后得到的液态溶剂进入溶剂接收罐6。在本发明中，所述冷凝后的液态溶剂的温度与上述方案相同，在此不再赘述，冷凝后的液态溶剂可再利用。
[0056] 本发明提供的装置和方法可对UV光固化单体粗品中的丙烯酸进行有效回收，回收过程中仅有氢氧化钠固体和丙烯酸中和产生少量的水，这一部分水可随溶剂进入溶剂收集罐，经静置分层后排出，显著减少了废水的产生。
[0057] 下面结合
实施例对本发明提供的UV光固化单体粗品中丙烯酸的回收方法和装置进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
[0058] 实施例1
[0059] 对UV光固化单体粗品中的丙烯酸进行回收，步骤如下：
[0060] (1)将酯化反应结束后的UV光固化单体粗品物料7000kg，酸值为22mgKOH/g，降温处理至40±2℃，通过进料口转入中和洗涤釜内，开启搅拌机，将根据粗品酸值计算好的氢氧化钠固体120kg投入中和洗涤釜内，保温搅拌两小时测定溶液酸值为0.25mgKOH/g、pH值为8.5；
[0061] (2)用送料泵将步骤(1)的溶液输送至离心机进行分离，分离出的固体物质为丙烯酸钠，作为副产品出售；
[0062] (3)将步骤(2)固液分离出的清液通过输送泵输送至蒸馏釜进行减压蒸馏，开真空泵拉真空进行脱溶剂；溶剂经两级冷凝器冷却后进入溶剂接收罐内，UV光固化单体成品从蒸馏釜底部产出。
[0063] 经过步骤(1)～(3)处理后产生的废水量约为50kg(氢氧化钠和丙烯酸中和产生的水，随溶剂进入溶剂收集罐内经静置分层后可排出)，经过步骤(1)～(3)处理得到的UV光固化单体成品收率≥97.5％、酯含量:≥97％、色号:≤20#、酸值:≤0.2mgKOH/g、
粘度:20～30CPS(25℃)。
[0064] 对比例
[0065] 采用常规方法对UV光固化单体粗品进行处理，步骤如下：
[0066] 将酯化反应结束后的UV光固化单体粗品物料7000kg，酸值为22mgKOH/g，降温处理至40±2℃，先用清水洗涤两次，每次水量2000kg；再用纯碱水溶液(
质量浓度16％，1050kg清水配纯碱200kg)中和，中和处理后，静置一小时后，进行分层，排出下层水层，将上层有机层转入蒸馏釜进行脱溶，溶剂进入溶剂接受罐，UV光固化单体成品从蒸馏釜底部产出通过
压滤机压滤进行
包装。
[0067] 经该对比例处理后产生的废水量为5050kg(清水洗涤4000kg+纯碱水溶液中的水1050kg)，处理得到的UV光固化单体成品收率≤97.5％、酯含量:≥97％、色号:33～50#、粘度:20～30CPS(25℃)。
[0068] 由以上实施例可知，本发明提供的方法及装置可有效减少废水的产生，从而显著降低环保压力和资金投入；并解决了常规处理方法物料易出现发浑、发黄等问题。
[0069] 本发明以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
