CN104724841A - 一种从聚酰胺水萃液的馏液中回收低聚物和单体以及工艺水回用的方法 - Google Patents

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刘耀驰
王春志
旷志刚
李先华
曹琼
黄敬
刘浩
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Abstract

本发明公开一种聚酰胺切片水萃取水蒸馏冷凝液中己内酰胺回收与工艺水回用的方法。聚合工序制备的聚酰胺切片用脱盐水水萃取后得到的水萃取水经蒸馏产生的冷凝液，经贮水箱缓冲与均质，经增压泵增压后进入精密过滤器过滤，精密过滤器过滤产生的滤渣返合聚合工序，滤液采用三级反渗透膜（RO膜）处理，三级RO膜处理中的第一级膜处理滤液经滤液收集池收集后，回用于水萃取及用作膜清洗水，第三级浓液返回聚合工序，同时实现单体回收与工艺水回用，达到节能、减排、增效等多重效果，可获得较高的环境与经济效益。

Description

一种从聚酰胺水萃液的馏液中回收低聚物和单体以及工艺水回用的方法
技术领域
本发明专利涉及一种从聚酰胺水萃液的馏液中回收低聚物和单体以及工艺水回用的方法，属于资源回收技术领域。
背景技术
在聚酰胺（尼龙）生产过程中，为了提高聚酰胺切片的质量及光洁度，对切片进行水萃取处理，以脱盐水作为水萃取剂与尼龙切片沸腾萃取，去除切片中的低分子聚酰胺及单体（如己二酸、己二胺、己内酰胺等等）。在水萃取过程完成后，水相含有大量低聚体与单体，这部分水相进入蒸馏工序进行蒸馏浓缩，浓缩物回用于聚合；蒸馏产生的冷凝液中单体含量为0.15%-0.5%。
目前，对于上述蒸馏冷凝液大都将其作为废水排放，然后进入生化系统处理，造成低分子聚酰胺及单体的极大浪费，同时，由于废水中除含有较高质量浓度的单体外，还含有聚酰胺低聚物，不仅NH3-N含量高而且难以降解，因此会对生化处理系统造成了较大冲击。蒸馏冷凝液pH一般为7.0-8.3，化学需氧量（COD）通常大于2500mg/L，最高时可达6500mg/L、NH3-N大于200mg/L，采用缺氧/好氧（A/O）、A2/O及改进的A2/O工艺进行处理时需要较大的污泥回流量，动力消耗高，且由于NH3-N浓度高而难以保障处理效果，影响废水达标排放。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种零排放、资源利用率高的从聚酰胺水萃液的馏液中回收低聚物和单体以及工艺水回用的方法。
本发明一种从聚酰胺水萃液的馏液中回收低聚物和单体以及工艺水回用的方法，其实施方案为：
聚酰胺切片用脱盐水萃取所得萃取液的馏液经贮水箱缓冲与均质后，由增压泵增压送入精密过滤器过滤，所得滤渣用来制备聚酰胺切片，所得滤液经增压进入三级反渗透膜处理，所述的三级反渗透膜采用串联连接；三级反渗透膜处理中的第一级膜处理所得透过液回用于萃取和/或用于膜的清洗，所得浓液增压后进入第二级膜处理，第二级膜处理浓液增压后进入第三级膜处理，第三级膜处理浓液用于制备聚酰胺切片，第二级、第三级膜处理的透过液返回贮水箱重复使用；三级反渗透膜处理所用渗透膜的材质为聚酰胺，所述渗透膜的孔径为50-300nm。
本发明所述聚酰胺选自聚酰胺-6、聚酰胺-6,6、聚酰胺-4,6、聚酰胺-11、聚酰胺-12、聚酰胺-6,10、聚酰胺-6,12中至少一种。
本发明所述馏液的pH值范围为5.0-11.5，优选为6.5-8.0。
本发明中，三级反渗透膜处理所用渗透膜的材质为聚酰胺，膜处理的温度为4-90℃，优选为40-70℃。
本发明所述过滤是将缓冲与均质后馏液经增压泵增压至0.15-0.45Mpa后送入精密过滤器中过滤。
本发明中，第一、二、三级反渗透膜采用串联形式连接；精密过滤后的滤液由高压泵增压至0.2-2.0Mpa后进入第一级膜处理；第一级膜处理所得浓液由高压泵增压至0.2-2.0Mpa后进入第二级膜处理，第二级膜处理所得浓液由高压泵增压至0.2-2.0Mpa后进入第三级膜处理。
本发明中，第一级膜处理所得透过液的电导率<30μs/cm。
本发明中，第一级膜处理所得透过液中，己内酰胺的含量<0.05%，COD<400mg/L。
本发明中，第三级膜处理所产生的浓液中单体的质量百分含量>5%。
优势
本发明采用反渗透技术从聚酰胺水萃液的馏液中回收低聚物和单体，并在回收过程实现了工艺水的循环利用，达到了达到了节能、减排、增效等多重效果；在整个过程中，不仅无废水排放，而且最大限度的利用了低聚物和单体。本发明通过三级反渗透膜处理，巧妙的利用了不同反渗透膜处理阶段所得透过液如将第一级膜处理所得透过液回用于萃取和/或用于膜的清洗、将第二级、第三级膜处理的透过液返回贮水箱重复使用，这不仅从源头上杜绝了废水的排放，而且为实现最大限度的利用了低聚物和单体提供了必要条件。本发明通过严格控制反渗透膜的材质与孔径以及不同反渗透膜处理阶段的条件参数，通过这些条件的协同作用，最大限度的利用了低聚物和单体，在实现污水零排放的同时减少了新水用量，而且由于透过液属于热水，从而减少能量消耗，可获得较高的环境与经济效益。
附图说明
附图1为本发明所用工艺的整体流程图；
附图2为本发明所用三级反渗透膜处理工艺的流程图；
具体实施方式
以中石化湖南某聚酰胺聚合车间产出的聚酰胺水萃液的馏液为原料，所述原料中单体的质量百分含量为0.10-0.45%、低聚物的质量百分含量为0.05-0.15%，馏液的温度为80℃左右，pH值约为7，COD值在2000-6000mg/L之间，电导率≤300μs/cm，蒸馏冷凝液固体悬浮物（SS）含量很低。
由于聚酰胺水萃液的馏液中单体含量和低聚物含量均很低，但COD值很高，该厂现有的处理方式是将馏液作为废水排放至生化处理系统中处理，这不仅造成单体和低聚物以及热水的大量浪费，还增大生化处理系统负荷，而且所排出的废水的质量很难控制，总体来说，现有处理方式不仅浪费资源而且处理成本很高。
本实施例以上述原料作为处理对象，以孔径为50-300nm的聚酰胺作为反渗透膜，设计采用三级串联的反渗透装置进行处理，其具体操作如下：
将馏液经贮水箱缓冲与均质后，经增压泵增压至0.15-0.25Mpa后送入精密过滤器中过滤，所得滤渣用来制备聚酰胺切片，所得滤液经高压泵增压值0.6-1.2Mpa后送入第一级膜处理装置，第一级膜处理所得透过液回用于萃取和/或用于膜的清洗，浓液经高压泵增压值0.6-1.2Mpa后送入第二级膜处理装置，第二级膜处理所得透过液送回贮水箱中重复利用，浓液经高压泵增压值0.6-1.2Mpa后送入第三级膜处理装置，第三级膜处理所得透过液送回贮水箱中重复利用，浓液送回聚合工序重复利用；第一级膜处理所得透过液的电导率<30μs/cm、该透过液中己内酰胺的含量<0.05%、其COD<400mg/L；第三级膜处理所产生的浓液中单体的质量百分含量>5%。
按该厂馏液年产生量为72000m3进行规划设计，采用本发明，前期工业装置共投入约为205万元，预计投产后，所回收的单体和低聚物的年产效益约为212.4万元，除去年运行费用约为60.3万元，年产生经济效益超过150万元，这不仅实现了零排放、减轻了环保压力，还能取得可观的经济效益。

Claims (9)

1.一种从聚酰胺水萃液的馏液中回收低聚物和单体以及工艺水回用的方法，其特征在于：聚酰胺切片用脱盐水萃取所得萃取液的馏液经贮水箱缓冲与均质后，由增压泵增压送入精密过滤器过滤，所得滤渣用来制备聚酰胺切片，所得滤液增压后进入三级反渗透膜处理，所述的三级反渗透膜采用串联连接；三级反渗透膜处理中的第一级膜处理所得透过液回用于萃取和/或用于膜的清洗，所得的浓液增压进入第二级膜处理；经第二级膜处理的浓液增压后继续进入第三级膜处理，第三级膜处理得到的浓液用于制备聚酰胺切片，第二级、第三级膜处理的透过液返回贮水箱重复使用；三级反渗透膜处理所用渗透膜的材质为聚酰胺，所述渗透膜的孔径为50-300nm。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述聚酰胺选自聚酰胺-6、聚酰胺-6,6、聚酰胺-4,6、聚酰胺-11、聚酰胺-12、聚酰胺-6,10、聚酰胺-6,12中至少一种。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述馏液的pH值范围为5.0-11.5。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：膜处理的温度为4-90℃。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：缓冲与均质后的馏液，由增压泵增压至0.15-0.45Mpa后，送入精密过滤器过滤。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：精密过滤后的滤液由高压泵增压至0.2-2.0Mpa后进入第一级膜处理；第一级膜处理所得浓液由高压泵增压至0.2-2.0Mpa后进入第二级膜处理，第二级膜处理所得浓液由高压泵增压至0.2-2.0Mpa后进入第三级膜处理。
7.权利要求6所述的方法，其特征在于：第一级膜处理所得透过液的电导率<30μs/cm。
8.权利要求7所述的方法，其特征在于：第一级膜处理所得透过液中，己内酰胺的含量<0.05%，COD<400mg/L。
9.权利要求6所述的方法，其特征在于，第三级膜处理所产生的浓液中单体的质量百分含量>5%。
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