CN109550273A - 一种有机溶剂的提纯装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及环保技术领域，尤其涉及一种有机溶剂的提纯装置和方法。一种有机溶剂的提纯装置，包括处于真空条件下的低沸点溶剂分离器、第一冷却器、第一中继罐、高沸点物及残渣分离器、第二冷却器、第二中继罐；所述低沸点溶剂分离器的上段和下段分别与所述第一冷却器相连通和高沸点物及残渣分离器相连通；所述第一冷却器的下段与所述第一中继罐相连通；所述高沸点物及残渣分离器的上段与所述第二冷却器相连通，所述第二冷却器的下段与所述第二中继罐相连通。本发明公开的有机溶剂提纯装置和方法能够从原废液中分离出不同种类的有机溶剂，方法简单有效且节能环保。
Description
技术领域
本发明涉及环保技术领域，尤其涉及一种有机溶剂的提纯装置和方法。
背景技术
近年来，随着半导体产业和新能源的快速发展，生产上用的原材料使用量也在大幅递增，特别是半导体上用的有机溶剂类IPA(异丙醇)，Thinner-1(丙二醇甲醚乙酸酯+异丙醇甲醚)，NMP(N-甲基吡咯烷酮)，EKC270T(显影液)，Thinner-2(丙二醇甲醚乙酸酯+异丙醇甲醚)，Develop-2(环戊酮)以及锂离子电池上用的有机溶剂NMP，不但用量大而且品质要求高。由于IPA，Thinner-1，NMP，EKC270T，Thinner-2和Develop-2是一种含N的有机溶剂，特别是NMP，对水体的富营养化影响很大，随着国家对环保要求的提高，废液排放标准越来越严格，使得IPA，Thinner-1，NMP，EKC270T，Thinner-2和Develop-2的产量受到限制，IPA，Thinner-1，NMP，EKC270T，Thinner-2和Develop-2等溶剂的生产成本还会有继续上升的趋势，如何降低以上溶剂的使用成本以提高产品的竞争力已成为各个企业的迫于眉睫需要解决的难题。但是传统废液提纯方法是，回收后的IPA，Thinner-1，NMP，EKC270T，Thinner-2和Develop-2废液运送到溶剂生产厂家进行提纯，许多企业还委托第三方来回收处理，这样不仅处理成本高而且运输安全，对环境的污染很大。同时，也有的少数大型企业在自己工厂内进行蒸馏提纯。但蒸馏塔方式具有耗能大又不环保，废液量少时又不能满足设备运行的需要等缺点。因此，对于一些中小企业来说亟需一种新的技术的出现，为企业提供一种新型的既环保又能节省成本的溶剂提纯再利用设备。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种有机溶剂的提纯装置和方法，用以分离原废液中的低沸点成分和高沸点成分，除去原废液中的不纯物质和部分水分，解决了现有技术中能耗高和不环保等问题。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
本发明一方面公开了一种有机溶剂的提纯装置，包括处于真空条件下的低沸点溶剂分离器、第一冷却器、第一中继罐、高沸点物及残渣分离器、第二冷却器、第二中继罐；
所述低沸点溶剂分离器的上段和下段分别与所述第一冷却器相连通和高沸点物及残渣分离器相连通；
所述第一冷却器的下段与所述第一中继罐相连通；
所述高沸点物及残渣分离器的上段与所述第二冷却器相连通，所述第二冷却器的下段与所述第二中继罐相连通。
优选的，所述第二中继罐的下端出料口连通成品槽。
优选的，所述提纯装置还包括过滤器和与预加热器，待分离原废液通过过滤器后得到过滤后的液体，过滤后的液体经过预加热器后再进入低沸点溶剂分离器。
优选的，所述低沸点溶剂分离器内设置有第一加热器，所述高沸点物及残渣分离器内设置有第二加热器。
本发明第二个方面公开了上述的有机溶剂的提纯装置进行有机溶剂分离的方法，包括以下步骤：
S1：通过低沸点溶剂分离器和第一冷却器去除有机溶液中沸点较低的物质得到中间液体；
S2：通过高沸点物及残渣分离器和第二冷却器去除中间液体中沸点较高的物质和金属离子。
优选的，在S1之前还包括S0：待分离原废液首先进入过滤器得到过滤后的液体，过滤后的液体进入预加热器进行预热处理。
优选的，S1具体包括以下步骤：低沸点物质经过加热蒸发，以蒸汽的形式通过配管进入第一冷却器，经过第一冷却器的冰水冷却变成液体，通过调节阀门冷凝液进入第一中继罐中再排出。
优选的，低沸点溶剂分离器对沸点较低的物质进行分离，加热温度控制在60-100度，根据物质的种类进行温度的调整。
更优选的，待分离原废液通过泵从原液槽中移送至过滤器。
优选的，S2具体包括以下步骤：所述高沸点物及残渣分离器中要提纯的溶剂经过加热变成蒸汽，蒸汽通过配管进入第二冷却器，经过第二冷却器的冰水冷却变成液体，通过调节阀门冷凝液进入第二中继罐，然后再进入成品槽。
优选的，所述低沸点溶剂分离器的下段还连接有真空泵，为了防止废液在后续加温时发生化学反应，在处理过程中，99％以上的溶解在废液中的氧气通过真空泵被排出。
本发明第三个方面公开了上述的方法在半导体领域的应用。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明公开的有机溶剂提纯装置和方法能够从原废液中分离出不同种类的有机溶剂，方法简单有效且节能环保；其中，通过控制低沸点溶剂分离器的温度可以有效分离出不同沸点的有机溶剂；通过低沸点溶剂分离器内的循环脱气，减少了在加温条件下氧气对有机溶剂的影响，大大提高产品的回收率和纯度；通过第一中继罐和第二中级罐内的压力控制和阀门的开关实现了在真空条件下的不间断的自动运行。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制。
图1为本发明实施例中有机溶剂提纯装置的结构示意图；
图中：
1-待分离原废液，2-低沸点不纯物，3-残渣，11-原液槽，12-成品槽，21-低沸点溶剂分离器，22-第一冷却器，23-第一中继罐，24-高沸点物及残渣分离器，25-第二冷却器，26-第二中继罐，30-预加热器，31-第一加热器，32-冷却部分，33-第二加热器，34-第一冷却水进口，35-第一冷却水出口，36-第二冷却水进口，37-第二冷却水出口，38-泵，(52，53，54，55，56，57，58，59)-阀，71-过滤器，(91，92，93，94，95，96，97)-真空和N2连接。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1
如图1所示，本实施例公开了一种有机溶剂的提纯装置，包括处于真空条件下的低沸点溶剂分离器21、第一冷却器22、第一中继罐23、高沸点物及残渣分离器24、第二冷却器25、第二中继罐26；
所述低沸点溶剂分离器21的上段和下段分别与所述第一冷却器22相连通和高沸点物及残渣分离器24相连通；
所述第一冷却器22的下段与所述第一中继罐23相连通；
所述高沸点物及残渣分离器24的上段与所述第二冷却器25相连通，所述第二冷却器25的下段与所述第二中继罐26相连通。
所述第二中继罐26的下端出料口连通成品槽12。
所述提纯装置还包括过滤器71和与预加热器30，待分离原废液通过过滤器1后得到过滤后的液体，过滤后的液体经过预加热器30后再进入低沸点溶剂分离器21。
所述低沸点溶剂分离器21内设置有第一加热器31，所述高沸点物及残渣分离器24内设置有第二加热器33。
其中，为了防止原液槽中待分离原废液1与外界空气接触，加入N2，起到保护的作用。
待分离原废液1通过泵移送经过过滤器71，以去除待分离原废液1中的颗粒物。
有机洛剂通过泵38移送进行一个大循环，增加其与低沸点溶剂分离器21的内部空间接触机会，以高效的除去低沸点物质。
其中，第一冷却器22包括冷却部分32、第一冷却水进口34和第一冷却水出口35。
第二冷却器25包括第二冷却水进口36和第二冷却水出口37。
高沸点物及残渣分离器24中的残渣3主要成分包括使用过程中混入的杂质以及变异的溶剂等。
所述提纯装置的各个通路通过阀(52，53，54，55，56，57，58，59)调节，该提纯装置真空和N2连接(91，92，93，94，95，96，97)。
实施例2
本实施例公开了一种利用实施例1所述的有机溶剂的提纯装置进行有机溶剂分离的方法，包括以下步骤：
S1：通过低沸点溶剂分离器和第一冷却器去除有机溶液中沸点较低的物质得到中间液体；
S2：通过高沸点物及残渣分离器和第二冷却器去除中间液体中沸点较高的物质和金属离子。
在S1之前还包括S0：待分离原废液首先进入过滤器得到过滤后的液体，过滤后的液体进入预加热器进行预热处理。
S1具体包括以下步骤：低沸点物质经过加热蒸发，以蒸汽的形式通过配管进入第一冷却器，经过第一冷却器的冰水冷却变成液体，通过调节阀门冷凝液进入第一中继罐中再排出。
待分离原废液通过泵从原液槽中移送至过滤器。
S2具体包括以下步骤：所述高沸点物及残渣分离器中要提纯的溶剂经过加热变成蒸汽，蒸汽通过配管进入第二冷却器，经过第二冷却器的冰水冷却变成液体，通过调节阀门冷凝液进入第二中继罐，然后再进入成品槽。
本实施例中的有机溶剂回收方法能够从原废液中分离出不同种类的有机溶剂，节能环保；其中，通过控制低沸点溶剂分离器的温度可以有效分离出不同沸点的有机溶剂；通过低沸点溶剂分离器内的循环脱气，减少了在加温条件下氧气对有机溶剂的影响，大大提高产品的回收率和纯度；通过第一中继罐和第二中级罐内的压力控制和阀门的开关实现了在真空条件下的不间断的自动运行。
本实施例还包括以下技术点：
(1)通过温度控制分离不同沸点的有机溶剂，残渣通过罐的底部排出；
(2)通过在罐内的循环脱气，减少了在加温条件下氧气对有机溶剂的影响，提高产品的回用率和纯度；
(3)采用分步分离的方法可以节省后续分离程序中离子交换树脂使用量，减少了废弃物的排放；
(4)通过中继罐内的压力控制和阀门的开关实现了在真空条件下的不间断的自动运行。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。
Claims (10)
1.一种有机溶剂的提纯装置，其特征在于，包括处于真空条件下的低沸点溶剂分离器、第一冷却器、第一中继罐、高沸点物及残渣分离器、第二冷却器、第二中继罐；
所述低沸点溶剂分离器的上段和下段分别与所述第一冷却器相连通和高沸点物及残渣分离器相连通；
所述第一冷却器的下段与所述第一中继罐相连通；
所述高沸点物及残渣分离器的上段与所述第二冷却器相连通，所述第二冷却器的下段与所述第二中继罐相连通。
2.根据权利要求1所述的有机溶剂的提纯装置，其特征在于，所述第二中继罐的下端出料口连通成品槽。
3.根据权利要求1所述的有机溶剂的提纯装置，其特征在于，所述提纯装置还包括过滤器和与预加热器，待分离原废液通过过滤器后得到过滤后的液体，过滤后的液体经过预加热器后再进入低沸点溶剂分离器。
4.根据权利要求1所述的有机溶剂的提纯装置，其特征在于，所述低沸点溶剂分离器内设置有第一加热器，所述高沸点物及残渣分离器内设置有第二加热器。
5.一种利用权利要求1-4任意一项所述的有机溶剂的提纯装置进行有机溶剂分离的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：通过低沸点溶剂分离器和第一冷却器去除有机溶液中沸点较低的物质得到中间液体；
S2：通过高沸点物及残渣分离器和第二冷却器去除中间液体中沸点较高的物质和金属离子。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在S1之前还包括S0：待分离原废液首先进入过滤器得到过滤后的液体，过滤后的液体进入预加热器进行预热处理。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，S1具体包括以下步骤：低沸点物质经过加热蒸发，以蒸汽的形式通过配管进入第一冷却器，经过第一冷却器的冰水冷却变成液体，通过调节阀门冷凝液进入第一中继罐中再排出。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，待分离原废液通过泵从原液槽中移送至过滤器。
9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，S2具体包括以下步骤：所述高沸点物及残渣分离器中要提纯的溶剂经过加热变成蒸汽，蒸汽通过配管进入第二冷却器，经过第二冷却器的冰水冷却变成液体，通过调节阀门冷凝液进入第二中继罐，然后再进入成品槽。
10.根据权利要求5-9中任意一项所述的方法在半导体领域中的应用。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20190402 |
|
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |