CN108752192A - 一种氨纶含乙酸的DMAc废液处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种氨纶含乙酸的DMAc废液处理方法，包括下述步骤：含乙酸的DMAc废液送入低压塔中，低压塔塔顶采出DMAc气相，低压塔塔釜形成乙酸和DMAc共沸组成的低压混合液送入高压塔；高压塔塔顶采出乙酸气相，高压塔塔釜形成乙酸和DMAc共沸组成的高压混合液返回低压塔。本发明具有工艺过程简单、DMAc回收率高、处理成本低、不加入第三组分以保证DMAc可循环使用的特点。

Description

一种氨纶含乙酸的DMAc废液处理方法

技术领域

本发明属于工业废水处理技术领域，具体涉及一种氨纶DMAc废液处理的工艺方法，采用变压精馏的方式分离含高聚物的乙酸和DMAc的混合溶剂。

背景技术

氨纶干法纺丝工艺中，主要涉及聚合、纺丝及溶剂回收三个工艺过程。通常情况下，DMAc在聚合过程中将作为溶剂被用于聚合物的分散，并在纺丝过程中被分离收集后，送至溶剂回收装置。在溶剂回收过程中，大部分DMAc得以回收并被循环使用，少部分含高聚物的乙酸和DMAc混合溶剂将被作为危废品进行处理。随着环保法律法规的日趋完善、绿色化工概念被广泛的认可和接受，对含高聚物的乙酸和DMAc混合溶剂，以一种经济高效的方式进行分离回收并对回收溶剂加以利用，降低危废品的排放量及处理量，将显著提高企业的经济效益和社会效益。

由于DMAc和乙酸可以形成最高共沸物，这决定了难以采用普通精馏的方式将其彻底分开。

常规的分离工艺有三种。第一，采用间歇精馏的方式，将含高聚物的DMAc和乙酸的混合溶剂，加入蒸馏釜精馏处理，塔顶获得一部分含乙酸量较低的DMAc溶剂循环使用，大部分含高聚物的DMAc和乙酸的混合溶剂将在蒸馏釜底排放，作为危废处理，这导致大量DMAc溶剂被损失，收率低；第二，采用碱液中和的方式，向含高聚物的DMAc和乙酸的混合溶剂中加入一定量的碱液，以将混合溶剂中的乙酸中和，然后通过简单蒸馏，在塔顶获得水及DMAc，蒸馏釜底为高聚物及乙酸钠等盐分，此工艺方法虽可以显著提高DMAc回收率，但蒸汽消耗大，需要额外加入碱液，产生的乙酸钠等盐分难于处理，最终导致回收费用过高，并不经济。第三，为上述两种工艺的组合体，仍然存在上述两种工艺的缺陷。

一些新兴的分离工艺尝试提高DMAc的回收利用率。一种方法采用弱碱树脂类材料吸附乙酸，以达到分离乙酸及DMAc的目的，此工艺需要使用大量新鲜生产水，并产生大量有机废水，这在回收过程中能耗极高。一种方法通过向DMAc、乙酸体系中加入第三组分，如四氯乙烯、水等，采用共沸精馏的方式将DMAc与乙酸分别回收，第三组份的引入导致回收的DMAc含有第三组份杂质物，影响DMAc循环使用过程中氨纶产品质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种氨纶含乙酸的DMAc废液处理方法，具有工艺过程简单、DMAc回收率高、处理成本低、不加入第三组分以保证DMAc可循环使用的特点。

本发明的含乙酸的DMAc废液处理方法，采用变压精馏的方式分离DMAc和乙酸，通过改变精馏体系的操作压力，使DMAc和乙酸形成的二元共沸物在不同的操作压力下呈现不同的组成，达到回收DMAc和高纯度乙酸的目的。具体包括下述步骤：

(1)含乙酸的DMAc废液送入低压塔中，低压塔塔顶采出DMAc气相，低压塔塔釜形成乙酸和DMAc共沸组成的低压混合液送入高压塔；

(2)高压塔塔顶采出乙酸气相，高压塔塔釜形成乙酸和DMAc共沸组成的高压混合液返回低压塔。

其中，送入低压塔的所述含乙酸的DMAc废液的组成为：以质量计，DMAc70％-99.9％，乙酸0.1％-30％。该组成的物料可以通过对原始废液(一般为氨纶废液)的常规预处理获得。

其中，所述低压塔的操作压力为0.001MPaA-0.2MPaA，所述高压塔的操作压力为0.05MpaA-1.0MPaA，低压塔和高压塔的操作压力差不低于0.05MPaA。两塔的操作压力差的控制进一步提高了两塔二元共沸物的组成差异，有利于DMAc和乙酸纯相分别顺利采出。

其中，所述低压塔的全塔压力降不超过0.005MPaA，所述高压塔全塔压力降不超过0.05MPaA，有利于降低系统能耗。

其中，所述低压塔塔顶温度60-185℃，所述高压塔塔顶温度85-230℃。

其中，所述低压塔塔顶回流比为0.1-6，所述高压塔塔顶回流比为2-35。提高回流比有利于提高采出物料纯度。

其中，含乙酸的DMAc废液送入低压塔前，还包括将原始废液在预处理塔进行处理的过程，预处理塔的塔顶采出含乙酸的DMAc气相，调温后形成所述含乙酸的DMAc废液，塔釜采出主要含高聚物的残液，塔顶含乙酸的DMAc气相中高聚物含量优选地不超过1％。预处理塔的作用在于去除原始废液中的高聚物，获得送入低压塔的目标物料组成。

进一步，所述原始废液的组成为：以质量计，DMAc 70％-99％，乙酸0.1％-30％，高聚物0.001％-20％。该原始废液组成符合一般氨纶废液的常规组成。

进一步，所述预处理塔的操作压力为0.001MPaA-0.2MPaA，全塔压降不超过0.005MPaA，塔顶温度105-200℃，塔顶回流比为0.05-2。预处理塔的上述优选操作条件有利于提高高聚物的去除率，同时降低能耗。

本发明还提供了含乙酸的DMAc废液处理系统，包括预处理塔、低压塔和高压塔；所述预处理塔的塔顶通过管道与所述低压塔的物料进口连接，所述预处理塔的塔釜通过管道与塔顶回流连接；所述低压塔的塔顶通过管道与DMAc的后处理装置连接，所述低压塔的塔釜通过管道与所述高压塔的物料进口连接；所述高压塔的塔顶通过管道与乙酸的后处理装置连接，所述高压塔的塔釜通过管道与所述低压塔的物料进口连接。后处理装置是指与本发明处理工艺系统没有直接联系的其他后续处理装置设备，也可能仅是常规的一些储罐，表示该物料被送出本发明的系统进入其他工艺流程或设备之中；例如，作为回收的DMAc产品自低压塔的塔顶采出后，进入的DMAc的后处理装置可以为DMAc回收储罐或DMAc回收处理系统。

其中，所述预处理塔的塔釜与塔顶的回流连接的管道上设有第一调温装置，用于将回流液升温，该第一调温装置可以为热交换器。

其中，所述预处理塔的塔釜与塔顶回流连接的管道上连接有残液采出管道，用于采出含高聚物的残液。其中，所述预处理塔的塔顶与所述低压塔的物料进口之间的连接管道上设有进料缓冲罐，用于进料前的调整和缓冲，所述进料缓冲罐之前还设有第二调温装置，用于对物料进行进料前的调温，该第二调温装置可以为热交换器、冷凝器等。

其中，所述低压塔和/或高压塔的塔顶依次串联有第三调温装置和回流罐，所述回流罐的出料口连接两条支路：一条作为回流支路与该回流罐所在的低压塔或高压塔的塔顶连接，一条与相应的DMAc的后处理装置连接或乙酸的后处理装置连接。

其中，所述系统中物料输送动力由泵提供。

其中，所述低压塔和高压塔的塔底分别设有再沸器。

本发明通过预处理塔除去DMAc和乙酸混合溶剂中的高聚物，采用变压精馏法的分离技术，通过分别改变低压塔与高压塔操作压力，从而改变DMAc和乙酸的混合溶剂在两塔中共沸组成，达到彻底分离两种溶剂的目的。本发明采用的变压精馏法可以有效打破DMAc与乙酸的共沸，获得高纯DMAc和乙酸，低压塔塔顶DMAc质量分数可达99.5％以上，高压塔塔顶乙酸质量分数可达99％以上。本发明不必向体系内加入第三组分，从而保证DMAc在循环使用过程中不会影响氨纶产品质量，解决了氨纶行业普遍存在的含高聚物的乙酸和DMAc废液处理问题，在显著降低氨纶厂废液排放量的同时，提高了DMAc的回收率，DMAc一次回收率不低于90％，在保证氨纶产品质量的前提下，可将DMAc循环使用，为氨纶企业创造了良好的经济效益和社会效益。另外，本发明通过操作条件的优化设计，能够进一步降低能耗，DMAc回收蒸汽单耗较传统工艺可降低25％以上。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明的流程示意图。

其中，1-预处理塔；2-低压塔；3-高压塔；4-换热器；5-冷凝器A；6-进料缓冲罐；7-再沸器；8-冷凝器B；9-低压塔回流罐；10-冷凝器C；11-高压塔回流罐。

具体实施方式

为了更好的理解本发明，下面结合附图对本发明进行详细描述。

实施例1

以氨纶生产企业排放的废液为例，原始废液送入预处理塔1中，原始废液中各组分质量分数分别为85％DMAc，12％乙酸，3％高聚物，进料量为500Kg/h。预处理塔1操作压力0.02MPaA，全塔压力降0.002MPaA，塔顶温度130℃，回流比0.1。塔顶物料经冷凝器A 5调温后暂存于进料缓冲罐6中，物料组成为87％DMAc，13％乙酸。预处理塔1塔釜采出含高聚物的残液，一部分通过换热器4调温后作为回流液返回预处理塔1塔顶，一部分作为残液采出。

进料缓冲罐6中的物料由泵送入低压塔2中，低压塔2操作压力0.02MPaA，全塔压力降0.004MPaA，塔顶温度115℃，回流比4。塔顶采出的高纯DMAc气相经冷凝器B 8冷凝后进入低压塔回流罐9，然后分为两支：一支作为回流液返回低压塔2塔顶，另一支作为回收的DMAc产品采出。低压塔2塔底温度为132℃，低压塔2釜液通过泵送至高压塔3。

高压塔3操作压力0.25MPaA，全塔压力降0.008MPaA，塔顶温度150℃，回流比25。塔顶采出高纯乙酸气相经冷凝器C 10冷凝后进入高压塔回流罐11，然后分为两支：一支作为回流液返回高压塔3塔顶，一支作为回收的乙酸产品采出。高压塔3塔底温度为215℃，经高压塔3釜液釜液通过泵送回至低压塔2。

上述实施例系统中，低压塔塔顶DMAc质量分数≥99.5％，DMAc一次回收率≥90％，高压塔塔顶乙酸质量分数≥99％，DMAc回收蒸汽单耗为1.15吨蒸汽/吨DMAc成品。

实施例2

以氨纶生产企业排放的废液为例，原始废液送入预处理塔1中，原始废液中各组分质量分数分别为94％DMAc，4％乙酸，2％高聚物，进料量为1000Kg/h。预处理塔1操作压力0.01MPaA，全塔压力降0.002MPaA，塔顶温度125℃，回流比0.1。塔顶物料经冷凝器A 5调温后暂存于进料缓冲罐6中，物料组成为95.5％DMAc，4.5％乙酸。预处理塔1塔釜采出含高聚物的残液，一部分通过换热器4调温后作为回流液返回预处理塔1塔顶，一部分作为残液采出。

进料缓冲罐6中的物料由泵送入低压塔2中，低压塔2操作压力0.01MPaA，全塔压力降0.003MPaA，塔顶温度88℃，回流比2。塔顶采出的高纯DMAc气相经冷凝器B 8冷凝后进入低压塔回流罐9，然后分为两支：一支作为回流液返回低压塔2塔顶，另一支作为回收的DMAc产品采出。低压塔2塔底温度为110℃，低压塔2釜液通过泵送至高压塔3。

高压塔3操作压力0.3MPaA，全塔压力降0.008MPaA，塔顶温度165℃，回流比18。塔顶采出高纯乙酸气相经冷凝器C 10冷凝后进入高压塔回流罐11，然后分为两支：一支作为回流液返回高压塔3塔顶，一支作为回收的乙酸产品采出。高压塔3塔底温度为220℃，经高压塔3釜液釜液通过泵送回至低压塔2。

上述实施例系统中，低压塔塔顶DMAc质量分数≥99.8％，DMAc一次回收率≥92％，高压塔塔顶乙酸质量分数≥99.2％，DMAc回收蒸汽单耗为0.98吨蒸汽/吨DMAc产品。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种含乙酸的DMAc废液处理方法，包括下述步骤：

(1)含乙酸的DMAc废液送入低压塔中，低压塔塔顶采出DMAc气相，低压塔塔釜形成乙酸和DMAc共沸组成的低压混合液送入高压塔；

(2)高压塔塔顶采出乙酸气相，高压塔塔釜形成乙酸和DMAc共沸组成的高压混合液返回低压塔。

2.根据权利要求1所述的含乙酸的DMAc废液处理方法，其特征在于，送入低压塔的所述含乙酸的DMAc废液的组成为：以质量计，DMAc 70％-99.9％，乙酸0.1％-30％。

3.根据权利要求1所述的含乙酸的DMAc废液处理方法，其特征在于，所述低压塔的操作压力为0.001MPaA-0.2MPaA，所述高压塔的操作压力为0.05MpaA-1.0MPaA，低压塔和高压塔的操作压力差不低于0.05MPaA。

4.根据权利要求1所述的含乙酸的DMAc废液处理方法，其特征在于，所述低压塔的全塔压力降不超过0.005MPaA，所述高压塔全塔压力降不超过0.05MPaA。

5.根据权利要求1所述的含乙酸的DMAc废液处理方法，其特征在于，所述低压塔塔顶温度60-185℃，所述高压塔塔顶温度85-230℃。

6.根据权利要求1所述的含乙酸的DMAc废液处理方法，其特征在于，所述低压塔塔顶回流比为0.1-6，所述高压塔塔顶回流比为2-35。

7.根据权利要求1所述的含乙酸的DMAc废液处理方法，其特征在于，含乙酸的DMAc废液送入低压塔前，还包括将原始废液在预处理塔进行处理的过程，预处理塔的塔顶采出含乙酸的DMAc气相，调温后形成所述含乙酸的DMAc废液，塔釜采出主要含高聚物的残液。

8.根据权利要求7所述的含乙酸的DMAc废液处理方法，其特征在于，预处理塔塔顶含乙酸的DMAc气相中高聚物含量不超过1％；所述原始废液的组成为：以质量计，DMAc 70％-99％，乙酸0.1％-30％，高聚物0.001％-20％。

9.根据权利要求7所述的含乙酸的DMAc废液处理方法，其特征在于，所述预处理塔的操作压力为0.001MPaA-0.2MPaA，全塔压降不超过0.005MPaA，塔顶温度105-200℃，塔顶回流比为0.05-2。