CN107382689B - 一种聚醚醚酮生产过程中丙酮、二苯砜的回收装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及废气、溶剂回收领域，具体是一种聚醚醚酮生产过程中丙酮、二苯砜的回收装置，包括依次连接的丙酮蒸馏釜、丙酮全凝器、丙酮尾冷器、丙酮尾气处理装置、以及分别与丙酮全凝器和丙酮尾冷器底部连接的丙酮收集罐，还包括依次连接的二苯砜离心机、二苯砜收集槽、中转罐、二苯砜蒸馏釜、二苯砜冷凝器、二苯砜收集罐、旋风除尘器、气体净化装置、真空泵、气液分离器；本发明最大程度的回收丙酮和二苯砜，能回用于聚醚醚酮生产过程中，既避免了资源浪费，又降低了生产成本，且能长期平稳运行；本发明工艺简单、易于操作，对于聚醚醚酮生产企业具有很强的实用性。

Description

一种聚醚醚酮生产过程中丙酮、二苯砜的回收装置及方法

技术领域

本发明涉及废气、溶剂回收领域，尤其是聚醚醚酮生产过程中丙酮、二苯砜的回收。

背景技术

目前，国内外聚醚醚酮生产工艺多采用以二苯砜为溶剂，4、4—二氟二苯甲酮和对苯二酚为原料，在碳酸钾存在下经亲核取代缩合反应而成，其产物的特点是反应结束后，产物、溶剂、副产物等掺杂在一起，常温下形成固体混合物，将混合固体粉碎后，用有机溶剂丙酮洗涤，浸出聚合反应时的溶剂二苯砜，用水浸出副产物氟盐及原料碳酸钾等，再经干燥得纯聚醚醚酮。

聚醚醚酮洗涤过程中将含二苯砜的聚醚醚酮物料气流输送到洗涤釜中，向洗涤釜中加入有机溶剂丙酮，通蒸汽搅拌，洗涤一段时间后，丙酮中二苯砜浓度接近饱和时，将釜内丙酮从洗涤釜中排出，再加入新鲜丙酮，进行第二次洗涤，反复洗涤5～6次，直到在一定洗涤时间内丙酮中二苯砜含量小于10ppm，则结束丙酮对聚醚醚酮物料中二苯砜的洗涤，再将丙酮从洗涤釜中排出后，聚醚醚酮物料输送至去离水子洗涤单元，对聚醚醚酮物料中副产物氟盐等进行洗涤。而在这一洗涤过程中，每生产100kg聚醚醚酮需用7～8吨丙酮进行洗涤，若不对该洗涤釜排出的丙酮进行回收，则丙酮及二苯砜的消耗均较大，进而造成聚醚醚酮生产成本较高。

现有技术对聚醚醚酮生产过程中的丙酮和二苯砜溶剂进行回收过程中，由于洗涤釜排出的丙酮中不仅含有二苯砜，同时还有微量的氟盐及钾盐，其中二苯砜、氟盐、钾盐熔点较高，在回收丙酮的过程中均以固态存在，若选用精馏塔对其进行回收，二苯砜、氟盐、钾盐会堵塞塔内填料或塔板，大大降低塔的效率；其次，二苯砜沸点高达379℃，在回收过程中，采用常用的蒸汽提供热源，其温度较低，不能对二苯砜进行精馏或蒸馏，达不到回收的目的。因此，开发一种聚醚醚酮生产过程中丙酮、溶剂的回收装置及方法，回收并且使丙酮和二苯砜达到工业级标准，是目前亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种聚醚醚酮生产过程中丙酮、二苯砜的回收装置及方法，该方法操作简单、成本低，回收的丙酮和二苯砜达到工业级标准，回用于聚醚醚酮生产过程中。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种聚醚醚酮生产过程中丙酮、二苯砜的回收装置，包括依次连接的丙酮蒸馏釜、丙酮全凝器、丙酮尾冷器、丙酮尾气处理装置、以及分别与丙酮全凝器和丙酮尾冷器底部连接的丙酮收集罐，还包括依次连接的二苯砜离心机、二苯砜收集槽、中转罐、二苯砜蒸馏釜、二苯砜冷凝器、二苯砜收集罐、旋风除尘器、气体净化装置、真空泵、气液分离器；所述二苯砜离心机与丙酮蒸馏釜底部连接，所述二苯砜收集罐底部连接有二苯砜造粒机，所述中转罐顶部与真空泵连接。

优选的，所述二苯砜离心机与丙酮蒸馏釜上部通过管道连接。

优选的，所述二苯砜蒸馏釜底部设有焚烧处理装置。

一种聚醚醚酮生产过程中丙酮、二苯砜的回收方法，提供上述的聚醚醚酮生产过程中丙酮、二苯砜的回收装置，包括以下步骤：

(a)将含有二苯砜、微量氟盐及钾盐的丙酮通入丙酮蒸馏釜中，丙酮形成丙酮蒸汽进入丙酮全凝器进行冷凝，丙酮全凝器中未被冷凝的丙酮送入丙酮尾冷器进行二级冷凝，未被冷凝的气体送入丙酮尾气处理装置；丙酮全凝器和丙酮尾冷器中冷凝下来的液相丙酮送入丙酮收集罐，返回聚醚醚酮洗涤单元再利用；

(b)丙酮蒸馏釜中未被蒸馏出的丙酮与二苯砜、氟盐及钾盐送入二苯砜离心机将丙酮脱除后返回丙酮蒸馏釜；而二苯砜、氟盐及钾盐通过真空泵送至中转罐，再放料至二苯砜蒸馏釜对二苯砜进行熔融、蒸馏，被蒸馏出的二苯砜蒸汽送入二苯砜冷凝器冷凝后进入二苯砜收集罐，再送入二苯砜造粒机进行造粒后回收供聚醚醚酮合成单元再利用；二苯砜蒸馏釜中未被汽化的氟盐及钾盐由底部排出；二苯砜收集罐中气体经旋风除尘器除尘后送入气体净化装置净化。

优选的，所述的真空泵还用于控制二苯砜蒸馏釜蒸馏过程中为负压操作，所述负压操作压力为-80～-90kPa；同时在负压操作的条件下气体净化装置净化后的尾气经真空泵送到气液分离器气液分离后排放。

优选的，所述丙酮蒸馏釜采用蒸汽加热，控制蒸馏釜塔釜温度为57-59℃，所述蒸汽压力≤0.6Mpa。

优选的，所述的丙酮全凝器采用常温循环水冷却，控制丙酮全凝器物料出口温度为30～35℃；丙酮尾冷器采用-25℃冷冻盐水冷却，控制丙酮尾冷器物料出口温度为-20～-18℃。

优选的，所述的二苯砜蒸馏釜采用远红外加热装置作为热源对二苯砜进行熔融、蒸馏，控制二苯砜蒸馏釜塔釜温度为380～400℃。

优选的，所述所述的二苯砜冷凝器采用导热油作为冷却介质，控制二苯砜冷凝器物料出口温度为150～155℃；所述二苯砜收集罐夹套采用导热油作为保温介质，控制二苯砜收集罐温度为150～155℃。

优选的，所述二苯砜收集槽至中转罐的物料输送方式采用真空泵真空输送，所述物料输送过程中的压力控制为-75～-80kPa。

本发明的有益效果是：本发明的聚醚醚酮生产过程中丙酮及二苯砜溶剂的回收装置及方法，最大程度的回收丙酮和二苯砜，回收的丙酮和二苯砜达到工业级标准，能回用于聚醚醚酮生产过程中，既避免了资源浪费，又降低了生产成本，且能长期平稳运行；本发明降低了丙酮尾气处理装置和氟盐、钾盐焚烧处理装置的负荷，减少了环境污染；本发明工艺简单、易于操作，对于聚醚醚酮生产企业具有很强的实用性。

附图说明

图1是本发明实施例的装置示意图；

图中标记为：1—丙酮蒸馏釜、2—丙酮全凝器、3—丙酮尾冷器、4—丙酮收集罐、5—丙酮尾气处理装置、6—二苯砜离心机、7—二苯砜收集槽、8—中转罐、9—二苯砜蒸馏釜、10—真空泵、11—气液分离器、12—二苯砜冷凝器、13—二苯砜收集罐、14—二苯砜造粒机、15—焚烧处理装置、16—旋风除尘器、17—气体净化装置。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1所示，本发明的一种聚醚醚酮生产过程中丙酮、二苯砜的回收装置，包括依次连接的丙酮蒸馏釜1、丙酮全凝器2、丙酮尾冷器3、丙酮尾气处理装置5、以及分别与丙酮全凝器2和丙酮尾冷器3底部连接的丙酮收集罐4，还包括依次连接的二苯砜离心机6、二苯砜收集槽7、中转罐8、二苯砜蒸馏釜9、二苯砜冷凝器12、二苯砜收集罐13、旋风除尘器16、气体净化装置17、真空泵10、气液分离器11；所述二苯砜离心机6与丙酮蒸馏釜1底部连接，所述二苯砜收集罐13底部连接有二苯砜造粒机14，所述中转罐8顶部与真空泵10连接。所述二苯砜离心机6与丙酮蒸馏釜1上部通过管道连接。所述二苯砜蒸馏釜1底部设有焚烧处理装置15。二苯砜离心机6和真空泵10根据实际处理量可配单台或多台。

一种聚醚醚酮生产过程中丙酮、二苯砜的回收方法，提供上述的聚醚醚酮生产过程中丙酮、二苯砜的回收装置，包括以下步骤：

(a)将含有二苯砜、微量氟盐及钾盐的丙酮通入丙酮蒸馏釜1中，丙酮形成丙酮蒸汽进入丙酮全凝器2进行冷凝，丙酮全凝器2中未被冷凝的丙酮送入丙酮尾冷器3进行二级冷凝，未被冷凝的气体送入丙酮尾气处理装置5；丙酮全凝器2和丙酮尾冷器3中冷凝下来的液相丙酮送入丙酮收集罐4，返回聚醚醚酮洗涤单元再利用；

(b)丙酮蒸馏釜1中未被蒸馏出的丙酮与二苯砜、氟盐及钾盐送入二苯砜离心机6将丙酮脱除后返回丙酮蒸馏釜1；而二苯砜、氟盐及钾盐通过真空泵10送至中转罐8，再放料至二苯砜蒸馏釜9对二苯砜进行熔融、蒸馏，被蒸馏出的二苯砜蒸汽送入二苯砜冷凝器12冷凝后进入二苯砜收集罐13，再送入二苯砜造粒机14进行造粒后回收供聚醚醚酮合成单元再利用；二苯砜蒸馏釜9中未被汽化的氟盐及钾盐由底部排出；二苯砜收集罐13中气体经旋风除尘器16除尘后送入气体净化装置17净化。二苯砜造粒采用一体化二苯砜造粒机14，用雾化造粒技术将液体二苯砜一次性固化成要求粒径，该装置与以往常规使用的结片机相比，不仅生产运行费用低、环境污染小，而且所得到的产品颗粒大小均匀，可直接回用于聚醚醚酮的合成单元。此外，该二苯砜造粒机14还配套有除尘系统，利用一级旋风分离器和二级旋风分离器，对干燥过程中空气所带出的粉尘进行处理、分离，避免二苯砜造粒对环境造成污染。

所述的真空泵10还用于控制二苯砜蒸馏釜9蒸馏过程中为负压操作，所述负压操作压力为-80～-90kPa；保证二苯砜蒸馏釜9蒸馏过程中为负压操作的真空系统包括真空泵10、旋风除尘器16、气体净化装置17，通过真空泵10将二苯砜收集槽7中气体抽至真空系统，进而保证二苯砜蒸馏釜9蒸馏过程为-80～-90kPa的负压操作，提高二苯砜蒸馏过程的速率和效率，又保证了二苯砜收集罐13中未冷凝气体的排放；利用真空系统，使二苯砜在负压下进行熔融、蒸馏，减压后降低了二苯砜的沸点，进而提高了二苯砜蒸馏及精制效率。

在抽真空过程中，二苯砜收集罐13中未冷凝气体中含有二苯砜蒸汽，真空系统为常温，未冷凝气体中少量二苯砜蒸汽冷凝为固体，会堵塞真空泵10，需经旋风除尘器16除去固体物再经气体净化装置17净化达标再经真空泵10送到气液分离器11气液分离后排放，气液分离器11中液体送PEEK生产装置的污水处理装置处理。

所述丙酮蒸馏釜1采用蒸汽加热，控制蒸馏釜塔釜温度为57-59℃，所述蒸汽压力≤0.6Mpa。所述丙酮蒸馏釜1内设有搅拌装置，控制搅拌转速50～100r/min。所述的丙酮全凝器2采用常温循环水冷却，控制丙酮全凝器2物料出口温度为30～35℃；丙酮尾冷器3采用-25℃冷冻盐水冷却，控制丙酮尾冷器3物料出口温度为-20～-18℃。在此条件下，丙酮的回收率达90％以上，纯度为98～99％。

所述的二苯砜蒸馏釜9采用远红外加热装置作为热源对二苯砜进行熔融、蒸馏，远红外加热装置分为上下两个加热段，可单段、单组、单相调节控制，控制二苯砜蒸馏釜9塔釜温度为380～400℃。所述所述的二苯砜冷凝器12采用导热油作为冷却介质，控制二苯砜冷凝器12物料出口温度为150～155℃；所述二苯砜收集罐13夹套采用导热油作为保温介质，控制二苯砜收集罐13温度为150～155℃。在此条件下，二苯砜的回收率达95％以上，纯度为98～99％。

由于二苯砜沸点高，在对其熔融、蒸馏时，其供热源的选择至关重要。常用于蒸馏或精馏的热源多选用蒸汽，但蒸汽达不到此装置所需要的温度，而电加热不稳定，对蒸馏过程的温冲较大。因此，本发明选用了远红外加热装置对二苯砜蒸馏釜供热，该加热装置配有可控硅调节电压、电流，可单段、单组、单相调节控制，并配备PID智能手动和全自动控制功能，确保控温精度为±1℃，提高了回收二苯砜的纯度。

所述二苯砜收集槽7至中转罐8的物料输送方式采用真空泵10真空输送，将二苯砜收集槽7中二苯砜、氟盐及钾盐等物料输送至中转罐8，所述物料输送过程中的压力控制为-75～-80kPa。二苯砜在负压下进行输送、熔融、蒸馏，降低了二苯砜的沸点，从而提高了二苯砜蒸馏效率。

实施例：

如图1所示，一种聚醚醚酮生产过程中丙酮、二苯砜的回收装置，包括依次连接的丙酮蒸馏釜1、丙酮全凝器2、丙酮尾冷器3、丙酮尾气处理装置5、以及分别与丙酮全凝器2和丙酮尾冷器3底部连接的丙酮收集罐4，还包括依次连接的二苯砜离心机6、二苯砜收集槽7、中转罐8、二苯砜蒸馏釜9、二苯砜冷凝器12、二苯砜收集罐13、旋风除尘器16、气体净化装置17、真空泵10、气液分离器11；所述二苯砜离心机6与丙酮蒸馏釜1底部连接，所述二苯砜收集罐13底部连接有二苯砜造粒机14，所述中转罐8顶部与真空泵10连接。所述二苯砜离心机6与丙酮蒸馏釜1上部通过管道连接。所述二苯砜蒸馏釜1底部设有焚烧处理装置15。所述丙酮蒸馏釜1内设有搅拌装置。

一种聚醚醚酮生产过程中丙酮、二苯砜的回收方法，提供上述的聚醚醚酮生产过程中丙酮、二苯砜的回收装置，包括以下步骤：

(a)将含有二苯砜、微量氟盐及钾盐的丙酮通入丙酮蒸馏釜1中，所述丙酮蒸馏釜1采用蒸汽加热，边加热边搅拌，控制搅拌转速50～100r/min；控制丙酮蒸馏釜1塔釜温度为57-59℃，所述蒸汽压力≤0.6Mpa。丙酮形成丙酮蒸汽进入丙酮全凝器2进行冷凝，所述的丙酮全凝器2采用常温循环水冷却，由丙酮全凝器2壳程进水调节阀自动控制丙酮全凝器温度，控制丙酮全凝器2物料出口温度为30～35℃；丙酮全凝器2中未被冷凝的丙酮送入丙酮尾冷器3进行二级冷凝，丙酮尾冷器3采用-25℃冷冻盐水冷却，丙酮尾冷器3壳程采用-25℃冷冻盐水冷却，由壳程进水调节阀自动控制丙酮尾冷器3温度，控制丙酮尾冷器3物料出口温度为-20～-18℃。未被冷凝的气体送入丙酮尾气处理装置5处理后达到国家标准排放；丙酮全凝器2和丙酮尾冷器3中冷凝下来的液相丙酮送入丙酮收集罐4，纯度达90％以上，返回聚醚醚酮洗涤单元再利用；

(b)丙酮蒸馏釜1中未被蒸馏出的丙酮与二苯砜、氟盐及钾盐送入二苯砜离心机6将丙酮脱除后返回丙酮蒸馏釜1；将二苯砜收集槽中二苯砜、氟盐及钾盐等物料采用真空泵10真空输送至中转罐8，所述物料输送过程中的压力控制为-75～-80kPa。再放料至二苯砜蒸馏釜9对二苯砜进行熔融、蒸馏，所述的二苯砜蒸馏釜9采用远红外加热装置作为热源对二苯砜进行熔融、蒸馏，远红外加热装置分为上下两个加热段，可单段、单组、单相调节控制，控制二苯砜蒸馏釜9塔釜温度为380～400℃。被蒸馏出的二苯砜蒸汽送入二苯砜冷凝器12冷凝后进入二苯砜收集罐13，所述所述的二苯砜冷凝器12壳程采用导热油作为冷却介质，由壳程进油调节阀自动控制二苯砜冷凝器12温度，控制二苯砜冷凝器12物料出口温度为150～155℃；所述二苯砜收集罐13夹套采用导热油作为保温介质，控制二苯砜收集罐13温度为150～155℃。当二苯砜收集罐13中二苯砜液体液位达60％后送入二苯砜造粒机14进行造粒，造粒后包装成袋，回收供聚醚醚酮合成单元再利用；二苯砜蒸馏釜9中未被汽化的氟盐及钾盐由底部排出，送入焚烧处理装15置处理；

用真空泵控制二苯砜蒸馏釜9蒸馏过程为-80～-90kPa的负压操作；保证二苯砜蒸馏釜9蒸馏过程中为负压操作的真空系统包括真空泵10、旋风除尘器16、气体净化装置17，通过真空泵10将二苯砜收集槽7中气体抽至真空系统，进而保证二苯砜蒸馏釜9蒸馏过程为-80～-90kPa的负压操作，在抽真空过程中，二苯砜收集罐13中未冷凝气体中含有二苯砜蒸汽，真空系统为常温，未冷凝气体中少量二苯砜蒸汽冷凝为固体，会堵塞真空泵10，需经旋风除尘器16除去固体物再经气体净化装置17净化达标再经真空泵10送到气液分离器11气液分离后排放，气液分离器11中液体送PEEK生产装置的污水处理装置处理。

Claims (8)

1.一种聚醚醚酮生产过程中丙酮、二苯砜的回收装置，其特征在于，包括依次连接的丙酮蒸馏釜、丙酮全凝器、丙酮尾冷器、丙酮尾气处理装置、以及分别与丙酮全凝器和丙酮尾冷器底部连接的丙酮收集罐，还包括依次连接的二苯砜离心机、二苯砜收集槽、中转罐、二苯砜蒸馏釜、二苯砜冷凝器、二苯砜收集罐、旋风除尘器、气体净化装置、真空泵、气液分离器；所述二苯砜离心机与丙酮蒸馏釜底部连接，所述二苯砜收集罐底部连接有二苯砜造粒机，所述中转罐顶部与真空泵连接；所述二苯砜离心机与丙酮蒸馏釜上部通过管道连接，所述二苯砜蒸馏釜底部设有焚烧处理装置。

2.一种聚醚醚酮生产过程中丙酮、二苯砜的回收方法，其特征在于，提供权利要求1所述的聚醚醚酮生产过程中丙酮、二苯砜的回收装置，包括以下步骤：

（a）将含有二苯砜、微量氟盐及钾盐的丙酮通入丙酮蒸馏釜中，丙酮形成丙酮蒸汽进入丙酮全凝器进行冷凝，丙酮全凝器中未被冷凝的丙酮送入丙酮尾冷器进行二级冷凝，未被冷凝的气体送入丙酮尾气处理装置；丙酮全凝器和丙酮尾冷器中冷凝下来的液相丙酮送入丙酮收集罐，返回聚醚醚酮洗涤单元再利用；

（b）丙酮蒸馏釜中未被蒸馏出的丙酮与二苯砜、氟盐及钾盐送入二苯砜离心机将丙酮脱除后返回丙酮蒸馏釜；而二苯砜、氟盐及钾盐通过真空泵送至中转罐，再放料至二苯砜蒸馏釜对二苯砜进行熔融、蒸馏，被蒸馏出的二苯砜蒸汽送入二苯砜冷凝器冷凝后进入二苯砜收集罐，再送入二苯砜造粒机进行造粒后回收供聚醚醚酮合成单元再利用；二苯砜蒸馏釜中未被汽化的氟盐及钾盐由底部排出；二苯砜收集罐中气体经旋风除尘器除尘后送入气体净化装置净化。

3.根据权利要求2所述的一种聚醚醚酮生产过程中丙酮、二苯砜的回收方法，其特征在于，所述的真空泵还用于控制二苯砜蒸馏釜蒸馏过程中为负压操作，所述负压操作压力为-80～-90kPa；同时在负压操作的条件下气体净化装置净化后的尾气经真空泵送到气液分离器气液分离后排放。

4.根据权利要求3所述的一种聚醚醚酮生产过程中丙酮、二苯砜的回收方法，其特征在于，所述丙酮蒸馏釜采用蒸汽加热，控制蒸馏釜塔釜温度为57-59℃，所述蒸汽压力≤0.6Mpa。

5.根据权利要求3所述的一种聚醚醚酮生产过程中丙酮、二苯砜的回收方法，其特征在于，所述的丙酮全凝器采用常温循环水冷却，控制丙酮全凝器物料出口温度为30～35℃；丙酮尾冷器采用-25℃冷冻盐水冷却，控制丙酮尾冷器物料出口温度为-20～-18℃。

6.根据权利要求3所述的一种聚醚醚酮生产过程中丙酮、二苯砜的回收方法，其特征在于，所述的二苯砜蒸馏釜采用远红外加热装置作为热源对二苯砜进行熔融、蒸馏，控制二苯砜蒸馏釜塔釜温度为380～400℃。

7.根据权利要求3或6所述的一种聚醚醚酮生产过程中丙酮、二苯砜的回收方法，其特征在于，所述所述的二苯砜冷凝器采用导热油作为冷却介质，控制二苯砜冷凝器物料出口温度为150～155℃；所述二苯砜收集罐夹套采用导热油作为保温介质，控制二苯砜收集罐温度为150～155℃。

8.根据权利要求2所述的一种聚醚醚酮生产过程中丙酮、二苯砜的回收方法，其特征在于，所述二苯砜收集槽至中转罐的物料输送方式采用真空泵真空输送，所述物料输送过程中的压力控制为-75～-80kPa。

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