CN101703840B - 湿法合成革二甲基甲酰胺溶液四效精馏系统及回收方法 - Google Patents
湿法合成革二甲基甲酰胺溶液四效精馏系统及回收方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及湿法合成革二甲基甲酰胺溶液四效精馏系统及回收方法，包括减压浓缩塔、常压精馏塔、减压脱酸塔，其中在三效精馏回收系统中的两个减压浓缩塔之间增加了一个减压浓缩塔；常压精馏塔采用填料塔。工艺包括：进料、预热、经浓缩塔，采用一级减压浓缩、二级减压浓缩、三级减压浓缩、常压精馏、减压脱酸工艺，其中一级减压浓缩塔、二级减压浓缩塔、三级减压浓缩塔、常压精馏塔、减压脱酸塔均采用填料塔。回收工艺流程采用循环工艺，产生的热能在塔顶蒸汽、塔釜加热、进料预热、成品冷凝预热、精馏、再沸工序之间循环使用。比目前广泛应用的三效DMF回收工艺至少节能20％以上；回收的成品DMF的纯度达到99.99％，水含量低于200ppm，酸度低于20ppm，碱度低于10ppm。
Description
湿法合成革二甲基甲酰胺溶液四效精馏系统及回收方法
技术领域
[0001] 本发明涉及溶剂回收方法，特别是一种湿法合成革二甲基甲酰胺溶液四效精馏系统及回收方法，属于二甲基甲酰胺的分离纯化领域。
背景技术
[0002] N, N- 二甲基甲酰胺俗称DMF，是重要的有机化工原料和农药，医药中间体，又是性能优良的溶剂和各种气体的吸收剂，广泛用于有机合成，石油，人造革等行业。湿法合成革的过程中是以DMF作为有机溶剂，由于DMF作为溶剂不发生化学反应，因而量上几乎没有损耗，相应地产生大量含有DMF的废水，给环境造成极为严重的污染。如何经济有效的回收其中的DMF并处理伴随的废水，对提高企业整体经济效益，社会效益都是非常重要的。
[0003] 传统的三效DMF回收工艺，与双效DMF回收工艺相比，至少节能30%以上，效果明显。但国内尚无四效DMF回收装置，四效DMF回收工艺可进一步提高节能效果，开发其具有极大的经济价值和社会效益。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于克服上述存在的不足。提供一种在原有三效DMF回收工艺的基础上，能进一步降低能耗，节约能源的湿法合成革二甲基甲酰胺溶液四效精馏回收方法。
[0005] 本发明的目的是通过如下技术方案来完成的：
[0006] 本发明的一种湿法合成革二甲基甲酰胺溶液四效精馏系统，包括减压浓缩塔、常压精馏塔、减压脱酸塔，其中在三效精馏回收系统中的两个减压浓缩塔之间增加了一个减压浓缩塔；一级减压浓缩塔、二级减压浓缩塔、三级减压浓缩塔、常压精馏塔和减压脱酸塔均采用填料塔。
[0007] 采用本发明的一种湿法合成革二甲基甲酰胺溶液四效精馏系统的回收方法，需要回收的DMF废水原料，进入一级减压浓缩塔底部入口，水蒸汽从塔顶蒸出，一级减压浓缩塔塔底出料进入二级减压浓缩塔底部入口，水蒸汽从塔顶蒸出，并作为一级减压浓缩塔再沸器热源，二级减压浓缩塔塔底出料进入三级减压浓缩塔底部入口，水蒸汽从塔顶蒸出，并作为二级减压浓缩塔再沸器热源，三级减压浓缩塔塔底出料进入常压精馏塔，水蒸汽从塔顶蒸出，并作为三级减压浓缩塔再沸器热源，二甲基甲酰胺纯化后，常压精馏塔塔底出料进入脱酸塔，进一步纯化后，脱酸塔侧线出成品DMF，高酸物从塔底排除。
[0008] 具体操作条件为：一级减压浓缩塔塔顶操作压力为9. 7〜11. 2Kpa，塔底操作温度为49. 8〜50. 0°C，回流比为0. 40〜0. 43 ；二级减压浓缩塔塔顶操作压力为23. 0〜 26. 7Kpa，塔底操作温度为68. 0〜68. 6°C，回流比为0. 52〜0. 54 ；三级减压浓缩塔塔顶操作压力为44. 1〜48. 8Kpa，塔底操作温度为83. 2〜84. 3°C，回流比为0. 64〜0. 67。
[0009] 与三效精馏回收方法相比，四效精馏回收方法有两个重要不同点：一是主要设备连接上，四效精馏回收方法仅增加了一个减压浓缩塔，使得热量得到更有效的回收利用，优化了换热网络，达到了节能的目的；二是，三效精馏回收方法中常压精馏塔采用的是板式塔，而四效精馏回收方法中常压精馏塔采用的是填料塔，因填料塔具有压降小的优点，这样就大大的降低了塔压降，从而降低了能耗。同时，因在减压浓缩阶段增加了一个塔，使得减压浓缩阶段的各塔的操作温度和压力发生了相应变化；常压精馏塔采用填料塔也使得此塔塔釜操作温度降低，从而减少了 DMF分解。
[0010] 整个工艺流程包括：进料、预热、经浓缩塔，精馏塔和脱酸塔进行浓缩，分离和提纯、出料并构成回收工艺流程，它使用导热油为热媒，采用一级减压浓缩、二级减压浓缩、三级减压浓缩、常压精馏、减压脱酸工艺，其中一级减压浓缩塔、二级减压浓缩塔、三级减压浓缩塔、常压精馏塔、减压脱酸塔均采用填料塔。
[0011] 所述的回收工艺流程采用循环工艺，产生的热能在塔顶蒸汽、塔釜加热、进料预热、成品冷凝预热、精馏、再沸工序之间循环使用。
[0012] 本发明在三效DMF回收工艺的基础上，通过查阅大量国内外的文献报道，经过物料衡算，热量衡算等理论计算，设计出四效精馏回收方法，通过增加一个减压浓缩塔，并常压精馏塔由板式塔改为填料塔，提高了热利用率，减少了能耗，促进了可持续发展，有助于提高整个人造革行业的水平，具有极大的经济效益和社会效益。
[0013] 本发明比目前广泛应用的三效DMF回收工艺至少节能20%以上；回收的成品DMF 的纯度达到99. 99%，水含量低于200ppm，酸度低于20ppm，碱度低于lOppm。
附图说明
[0014] 图1 ：三效DMF回收工艺原理图。
[0015] 图2 ：四效DMF回收工艺原理图。
具体实施方式
[0016] 下面结合附图对本发明做进一步的详细说明：
[0017] 三效DMF回收工艺对比例：
[0018] 图1所示为传统的三效DMF回收工艺原理图，以每小时处理12吨的含18% (质量分数）的DMF的工艺过程为例，它包括进料、预热、经两级减压浓缩塔，一级常压精馏塔和一级脱酸塔进行浓缩和分离、出料并构成回收工艺流程；它使用导热油或低压蒸汽为热媒，采用一级减压浓缩、二级减压浓缩、常压精馏、减压脱酸工艺。上述的回收工艺流程采用循环工艺，产生的热能在塔顶蒸汽、塔釜加热、进料预热、成品冷凝预热、精馏、再沸工序之间循环使用。
[0019] 三效精馏流程各塔工艺操作条件
[0020]
一级减压浓缩塔 二级减压浓缩塔 常压精馏塔 脱酸塔塔类型 填料塔 填料塔 板式塔 填料塔塔顶操作压力 /Kpa 10. 0 35. 0 100. 0 11. 0
[0021 ] 四效DMF回收工艺对比例：
[0022] 图2所示，本发明的一种湿法合成革二甲基甲酰胺溶液四效精馏系统，包括减压浓缩塔、常压精馏塔、减压脱酸塔，其中在三效精馏回收系统中的两个减压浓缩塔之间增加了一个减压浓缩塔；一级减压浓缩塔、二级减压浓缩塔、三级减压浓缩塔、常压精馏塔和减压脱酸塔均采用填料塔。
[0023] 具体操作条件为：一级减压浓缩塔塔顶操作压力为9. 7〜11. 2Kpa，塔底操作温度为49. 8〜50. 0°C，回流比为0. 40〜0. 43 ；二级减压浓缩塔塔顶操作压力为23. 0〜 26. 7Kpa，塔底操作温度为68. 0〜68. 6°C，回流比为0. 52〜0. 54 ；三级减压浓缩塔塔顶操作压力为44. 1〜48. 8Kpa，塔底操作温度为83. 2〜84. 3°C，回流比为0. 64〜0. 67。
[0024] 将18% (质量分数）的DMF水溶液以每小时25吨的流量进入一级减压浓缩塔底部入口，水蒸汽从塔顶蒸出，DMF浓缩后，一级减压浓缩塔塔底出料（含DMF23% -质量分数）进入二级减压浓缩塔底部入口，水蒸汽从塔顶蒸出，并作为一级减压浓缩塔再沸器热源，DMF浓缩后，二级减压浓缩塔塔底出料（含DMF30% -质量分数）进入三级减压浓缩塔底部入口，水蒸汽从塔顶蒸出，并作为二级减压浓缩塔再沸器热源，DMF浓缩后，三级减压浓缩塔塔底出料（含DMF47%-质量分数）进入常压精馏塔，水蒸汽从塔顶蒸出，并作为三级减压浓缩塔再沸器热源，DMF纯化后，常压精馏塔塔底出料（含DMF99. 67%-质量分数）进入脱酸塔，进一步纯化后，脱酸塔侧线出质量分数为99. 99%，酸度低于20ppm的成品DMF， 高酸物从塔底排除，并进一步处理。
[0025] 四效精馏流程各塔工艺操作条件
[0026]
[0027] 效果对比：
[0028] 三效精馏回收和四效精馏回收能耗表
[0029]
[0030] 从上表可以看出，四效精馏回收比三效精馏回收节能大约24. 03%，达到了较大节能的目的，可以带来可观的经济效益和社会效益，具有重大的现实意义。
[0031] 本发明提出的湿法合成革二甲基甲酰胺溶液四效精馏系统及回收方法，已通过较佳实施例子进行了描述，相关技术人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的系统和回收方法进行改动或适当变更与组合来实现本发明技术。特别需要指出的是，所有相类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，他们都被视为包括在本发明精神、范围和内容中。
Claims (1)
1. 一种湿法合成革二甲基甲酰胺溶液四效精馏回收方法，其特征是含DMF的废水原料进入一级减压浓缩塔底部入口，水蒸汽从塔顶蒸出，一级减压浓缩塔塔底出料进入二级减压浓缩塔底部入口，水蒸汽从塔顶蒸出，并作为一级减压浓缩塔再沸器热源，二级减压浓缩塔塔底出料进入三级减压浓缩塔底部入口，水蒸汽从塔顶蒸出，并作为二级减压浓缩塔再沸器热源，三级减压浓缩塔塔底出料进入常压精馏塔，水蒸汽从塔顶蒸出，并作为三级减压浓缩塔再沸器热源，二甲基甲酰胺纯化后，常压精馏塔塔底出料进入脱酸塔，进一步纯化后，脱酸塔侧线出成品DMF，高酸物从塔底排除；一级减压浓缩塔塔顶操作压力为9. 7〜 11. 2KPa，塔底操作温度为49. 8〜50. 0°C，回流比为0. 40〜0. 43 ；二级减压浓缩塔塔顶操作压力为23. 0〜26. 7KPa，塔底操作温度为68. 0〜68. 6°C，回流比为0. 52〜0. 54 ；三级减压浓缩塔塔顶操作压力为44. 1〜48. 8KPa，塔底操作温度为83. 2〜84. 3°C，回流比为 0. 64 〜0. 67。
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