CN101519362A - 一种回收二甲基甲酰胺的方法 - Google Patents
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Abstract
一种回收二甲基甲酰胺的方法，涉及到用全负压操作方法的从废水中回收二甲基甲酰胺的方法。利用导热油或低压蒸汽作为热源，将含有DMF的废水依次引入四个负压操作的塔器，实施一塔、二塔负压浓缩，三塔负压精馏，四塔脱酸的作业，从而获得成品DMF和甲酸。由于大幅度降低操作稳温度，DMF的回收率可达到99％以上，纯度达到99.99％；DMF的分解率和高酸DMF回蒸率明显降低，取消了甲酸分解塔，几乎没有含高酸的DMF，不需要重复精馏，节约能源10％以上；同时，分解产生的二甲胺量极少，完全被锅炉水幕除尘***吸收无排放。
Description
技术领域
本发明涉及到从废水中回收二甲基甲酰胺的方法，特别涉及到用全负压操作方法的从废水中回收二甲基甲酰胺的方法。
背景技术
在本发明提出之前，国内众多的合成革厂、晴纶纤维厂、手套厂的生产过程都采用二甲基甲酰胺(简称：DMF，下同)作为溶剂来进行配料。为了降低生产成本，保护环境，保护人们的身体健康，这些生产厂都设置了回收装置，将DMF进行回收再利用。也有不少设备制造厂定型制造回收装置，提供给生产厂使用。一般说来，这些装置大多是四塔流程，即回收的废水首先在一塔和二塔中进行真空浓缩以除去水分，提高废水中DMF的浓度，然后进入三塔进行常压下的精馏，获得纯DMF和含有高浓度甲酸的DMF，最后含有高浓度甲酸的DMF进入四塔负压脱酸塔，获得纯DMF和甲酸。该类型的装置均采用导热油或低压蒸汽作为热源，热能重复利用的程度不高。装置中采用了常压精馏，在有水存在情况下，温度达到120～130℃时，DMF极易产生DMF和甲酸，而DMF和甲酸又会产生共沸，经过四塔负压脱酸塔后的甲酸中DMF的含量仍然很高必需进入甲酸分解塔进行部分分解，再经碱中和返还精馏塔反复精馏，能源的浪费很大。此外DMF分解出二甲胺，虽然可以经过脱胺塔脱出后进入锅炉水幕除尘中和酸性水，但由于分解量过大，导致二甲胺不能完全中和，对环境有污染，在这样的四塔回收装置中，成品的收率不足95％。尽管不少地方对四塔回收装置进行了改造，如回收塔数增加到五塔或六塔(即增设甲酸分解塔，蒸汽脱胺塔)，甚至由四塔回收改造成三塔回收，在能源利用上可以有所节省，但常压高温的精馏，促进DMF的分解，仍然不能很好地解决DMF回收率低和污染环境两大问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术中的不足，提出一种新的回收装置，降低作业温度从而提高DMF的回收率，降低DMF的分解率，进一步保护好环境，避免危害人体健康。
本发明是通过以下的技术措施来实现的。一种回收二甲基甲酰胺的方法，该方法包括下列步骤：
(1)将含有DMF的废水引入带有蒸发器的一塔，进行负压浓缩，并将离开二塔顶的水蒸汽引入一塔蒸发器作为热源；
(2)将离开一塔底部的物料引入带有蒸发器的二塔的蒸发器内，加热后进入二塔进行负压浓缩，并将离开三塔顶的水蒸汽引入二塔蒸发器作为热源；
(3)将离开二塔底部的物料引入带有蒸发器的三塔的蒸发器内，加热后进入三塔进行负压精馏，并将导热油引入三塔蒸发器作为热源；
(4)将离开三塔底部的物料引入带有蒸发器的四塔的蒸发器内，加热后进入四塔进行负压脱酸，并将导热油引入四塔蒸发器作为热源；
(5)在四塔顶部获得精制DMF，在四塔底部获得甲酸；在上述作业的同时由三塔顶部和四塔顶部分别接通真空设备，形成一塔～四塔的负压操作；
在此以(1)～(5)来表示这些步骤的先后次序。
所述的一塔负压浓缩的工艺条件是：压力为-0.08～0.1Mpa，温度为30～60℃；最佳工艺条件是：压力为-0.09～0.098Mpa，温度为50～55℃。
所述的二塔负压浓缩的工艺条件是：压力为-0.06～0.08Mpa，温度为60～80℃；最佳工艺条件是：压力为-0.07～0.075Mpa，温度为70～75℃。
所述的三塔负压精馏的工艺条件是：压力为-0.03～0.06Mpa，温度为95～120℃；最佳工艺条件是：压力为-0.035～0.045Mpa，温度为100～110℃。
所述的四塔负压脱酸的工艺条件是：压力为-0.07～0.09Mpa，温度为95～115℃；最佳工艺条件是：压力为-0.08～0.085Mpa，温度为100～105℃。
所述的热源是低压蒸汽。
本发明采用上述技术措施后，采用全负压作业的含DMF废水回收技术，特别是大幅度降低了精馏操作温度，DMF回收率可达到99％以上，纯度达到99.99％；DMF的分解率和高酸DMF回蒸率降低50倍，并且取消了甲酸分解塔，含高酸的DMF返蒸率大大降低，不需要重复精馏，节约能源10％以上；与此同时，二甲胺的排量大幅降低，进入锅炉水幕除尘中和酸性水，完全可以达到环保排放要求。
附图说明
附图为本发明的物料处理过程示意图。
图中：1，2，3，4分别为一塔、二塔、三塔和四塔；1-1，2-1，3-1，4-1分别为一塔蒸发器、二塔蒸发器、三塔蒸发器和四塔蒸发器；101为含DMF的废水，102为精制DMF，103为甲酸，104为导热油(或低压蒸汽)。1-105，2-105，3-105分别是一塔顶上、二塔顶上、三塔顶上的水蒸汽
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
实施例1 如附图所示，一种回收二甲基甲酰胺的方法在四个负压操作的带有蒸发器的塔器中进行。
含20％左右DMF的废水101被引入带有蒸发器1-2的一塔1进行负压浓缩，操作压力为-0.095Mpa，操作温度为40℃，可以将DMF的浓度浓缩到40％左右；同时离开二塔顶的水蒸汽2-105引入一塔蒸发器1-1作为热源加热一塔1内的废水；离开一塔顶的水蒸汽1-105则排向外界。
由一塔1的底部引出的含40％左右DMF的废水送入二塔2的蒸发器2-1中并与二塔2内的废水一起被加热，然后，进入二塔2进行负压浓缩，操作压力为-0.075Mpa，操作温度为65℃，可以将DMF的浓度浓缩到60％左右；同时离开三塔顶水蒸汽3-105引入二塔蒸发器2-1作为热源；
由二塔2的底部引出的含60％左右DMF的废水送入三塔3的蒸发器3-1中，利用导热油104进行加热，然后，进入三塔3的中部进行负压精馏，操作压力为-0.03Mpa，操作温度为103℃，在三塔底可获得DMF和少量甲酸的混合物；
将上述混合物送入四塔4的蒸发器4-1中并与四塔4内的物料一起被导热油104加热，然后，进入四塔4进行负压脱酸，操作压力为-0.083Mpa，操作温度为105℃，在四塔4顶上可以采集到成品DMF 102，在四塔4的底部则采集到甲酸103。
通过上述的方法，DMF的收率可达99％；成品DMF中含甲酸18ppm，含二甲胺8ppm，含水分280ppm；离开一塔1的再沸器1-2的水中含二甲胺<100ppm。
实施例2 如附图所示，一种回收二甲基甲酰胺的方法在四个负压操作的带有蒸发器的塔器中进行。整个物料的流动均与实施例1相同，差异在于操作条件及用低压蒸汽替代导热油104作为热源。
在本实施例中，一塔1进行负压浓缩，操作条件：压力为-0-08Mpa，温度为50℃，可将含20％左右DMF的废水101浓缩到含DMF的浓度为45％左右。
二塔2进行负压浓缩，操作条件：压力为-0.075Mpa，温度为70℃，可将含45％左右DMF的废水浓缩到含DMF的浓度为65％左右。
三塔3进行负压精馏，操作条件：压力为-0.04Mpa，温度为100℃，在三塔底可获得DMF和少量甲酸的混合物；
四塔4进行负压脱酸，操作条件：压力为-0.08Mpa，温度为103℃，在四塔4顶上可以采集到成品DMF102，在四塔4的底部则采集到甲酸103。
通过上述的方法，DMF的收率可达96％；成品DMF中含甲酸<30ppm，含二甲胺<10ppm，含水分<300ppm；离开一塔1的再沸器1-2的水中含二甲胺<100ppm。
实施例3(对比例)用现有技术的四塔回收方法来处理含有DMF的废水。即一塔，二塔负压浓缩；三塔常压精馏；四塔负压脱酸；物料的流动与上述实施例基本相同，唯一差异在于四塔底获得的含高甲酸的DMF需经过碱水中和后再去三塔精馏。
在本实施例中，一塔负压浓缩，操作条件：压力为-0.08～-0.085Mpa，温度为50～60℃，将含20％左右DMF的废水101浓缩到含DMF的浓度为40％左右。
二塔负压浓缩，操作条件：压力为-0.065～-0.07Mpa，温度为80～85℃，可将含40％左右DMF的废水浓缩到含DMF的浓度为60％左右。
三塔常压浓缩的操作条件：压力为0Mpa，温度为120～130℃，在三塔底可获得DMF和甲酸的混合物；
四塔负压脱酸，操作条件：压力为-0.075～-0.08Mpa，温度为105～110℃，在四塔的再沸器上可以采集到成品DMF，在四塔4的底部则采集到含高甲酸的DMF。
通过上述的方法，DMF的收率只有93％；成品DMF中含甲酸<48ppm，含二甲胺<15ppm，含水分<380ppm；离开一塔1的再沸器1-2的水中含二甲胺<3000ppm。
将上述实施例的操作条件及效果比较如下：
Claims (10)
1.一种回收二甲基甲酰胺的方法，该方法包括下列步骤：
(1)将含有DMF的废水(101)引入带有蒸发器(1-1)的一塔(1)，进行负压浓缩，并将离开二塔(2)顶的水蒸汽引入一塔(1)的蒸发器(1-1)作为热源；
(2)将离开一塔(1)底部的物料引入二塔(2)的蒸发器(2-1)内，加热后进入二塔(2)进行负压浓缩，并将离开三塔(3)顶的水蒸汽引入二塔(2)蒸发器(2-1)作为热源；
(3)将离开二塔(2)底部的物料引入三塔(3)的蒸发器(3-1)内，加热后进入三塔(3)进行负压精馏，并将导热油(104)引入三塔蒸发器(3-1)作为热源；
(4)将离开三塔(3)底部的物料引入四塔(4)的蒸发器(4-1)内，加热后进入四塔(4)进行负压脱酸，并将导热油(104)引入四塔蒸发器(4-1)作为热源；
(5)在四塔(4)顶部获得精制DMF(102)，在四塔底部获得甲酸(103)；在上述作业的同时由三塔(3)顶部和四塔(4)顶部分别接通真空设备，形成一塔～四塔的负压操作；
在此以(1)～(5)来表示这些步骤的先后次序。
2.根据权利要求1所述的一种回收二甲基甲酰胺的方法，其特征在于：所述的一塔(1)负压浓缩的工艺条件是：压力为-0.08～0.1Mpa，温度为30～60℃。
3.根据权利要求1所述的一种回收二甲基甲酰胺的方法，其特征在于：所述的一塔(1)负压浓缩的工艺条件是：压力为-0.09～0.098Mpa，温度为50～55℃。
4.根据权利要求1、2、3之一所述的一种回收二甲基甲酰胺的方法，其特征在于：所述的二塔(2)负压浓缩的工艺条件是：压力为-0.06～0.08Mpa，温度为60～80℃。
5。根据权利要求1、2、3之一所述的一种回收二甲基甲酰胺的方法，其特征在于：所述的二塔(2)负压浓缩的工艺条件是：压力为-0.07～0.075Mpa，温度为70～75℃。
6.根据权利要求1、2、3、4、5之一所述的一种回收二甲基甲酰胺的方法，其特征在于：所述的三塔(3)负压精馏的工艺条件是：压力为-0.03～0.06Mpa，温度为95～120℃。
7.根据权利要求1、2、3、4、5之一所述的一种回收二甲基甲酰胺的方法，其特征在于：所述的三塔(3)负压精馏的工艺条件是：压力为-0.035～0.045Mpa，温度为100～110℃。
8.根据权利要求1、2、3、4、5、6、7之一所述的一种回收二甲基甲酰胺的方法，其特征在于：所述的四塔(4)负压脱酸的工艺条件是：压力为-0.07～0.09Mpa，温度为95～115℃。
9.根据权利要求1、2、3、4、5、6、7之一所述的一种回收二甲基甲酰胺的方法，其特征在于：所述的四塔(4)负压脱酸的工艺条件是：压力为-0.08～0.085Mpa，温度为100～105℃。
10.根据权利要求1所述的一种回收二甲基甲酰胺的方法，其特征在于：所述的热源是低压蒸汽。
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