CN115636748A - 一种乙酸丁酯的回收方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种乙酸丁酯的回收方法，其可有效用于半导体清洗废水的乙酸丁酯回收处理，回收稳定、回收率高，回收产品纯度和经济效益好；其包括以下步骤，将半导体清洗废水输入粗蒸釜，加入酸溶液调节pH至偏酸性，在常压或减压条件下进行粗蒸蒸馏；将粗蒸釜釜顶得到的混合物输入脱轻塔，在常压或减压条件下进行脱轻精馏；将脱轻塔塔顶得到的共沸物输入分水罐，分水罐中的下层水相累积排出、并送至污水处理系统后，将上层有机相返回至脱轻塔内；当脱轻塔釜液含水量不高于0.1%时，将脱轻塔釜液输入脱重塔，在常压或减压条件下进行脱重精馏；将脱重塔塔顶得到的乙酸丁酯回收品输入成品罐，脱重塔釜液返回至粗蒸釜内，粗蒸釜釜残累积后定期排出。

Description

一种乙酸丁酯的回收方法

技术领域

本发明涉及工业废水处理技术领域，特别涉及半导体清洗废水处理技术领域，具体为一种乙酸丁酯的回收方法。

背景技术

乙酸丁酯是一种重要的有机化工产品，广泛用于有机合成、塑料涂料、制药等工业，其也是一种优良的有机溶剂，目前常用于半导体生产制造过程中的清洗、光刻等工序；随着近年来半导体行业的快速发展，富含乙酸丁酯的半导体清洗废水量逐渐增多，若将这些废水直接排放，会给生态环境带来不可逆的危害，同时，由于半导体器件具有精密性的特点，因而通常使用的是高纯电子级乙酸丁酯，即使使用后含量、浓度也较高，具有重要的回收价值，直接排放也会造成资源浪费。

现有乙酸丁酯的回收方法主要是从医药工业废水中进行回收，如公开号为CN109970127A的“一种从抗生素生产废水中回收乙酸丁酯的方法”，其通过将抗生素生产废水与蒸汽直接混合加热后进入刮板薄膜蒸发器进行减压蒸馏分离回收乙酸丁酯，相比较传统抗生素生产废水的精馏塔回收法，该方法虽然可以降低回收过程的加热能耗、并解决回收过程中的料液结垢堵塔问题，然而该方法是对乙酸丁酯含量不到1%、即乙酸丁酯含量极低的抗生素生产废水处理，且达到的回收率为84%～98%以上，因此该方法不仅回收经济效益差，而且回收率不稳定、影响乙酸丁酯的回收纯度，还因半导体生产制造过程较为复杂，产生的废水成分也会比较复杂，其中除了乙酸丁酯之外，还含有一定量的水、胺类杂质，以及少量的高沸点有机杂质和固体杂质，导致该方法难以用于处理半导体清洗废水的乙酸丁酯回收，且由于这些杂质的存在，若采用传统精馏则会存在以下问题：乙酸丁酯和水存在共沸现象，直接精馏很难将其分开，胺类杂质在精馏高温环境下也会发生分解，分解产物会随着乙酸丁酯一起被蒸出来，从而影响乙酸丁酯成品的品质。

发明内容

针对现有工业废水回收乙酸丁酯的处理方法无法适用于半导体清洗废水回收乙酸丁酯，且回收不稳定、影响回收产品纯度，回收经济效益差的技术问题，本发明提供了一种乙酸丁酯的回收方法，其可有效用于半导体清洗废水的乙酸丁酯回收处理，回收稳定、回收率高，回收产品纯度和经济效益好。

本发明采用如下技术方案：一种乙酸丁酯的回收方法，具体包括以下步骤，

S1：将半导体清洗废水输入粗蒸釜，并加入酸溶液调节pH至偏酸性，然后在常压或减压条件下进行粗蒸蒸馏；

S2：将所述粗蒸釜釜顶得到的混合物输入脱轻塔，在常压或减压条件下进行脱轻精馏；

S3：将所述脱轻塔塔顶得到的共沸物输入分水罐，所述分水罐中的下层水相累积排出、并送至污水处理系统后，将上层有机相返回至所述脱轻塔内；

S4：当所述脱轻塔的釜液含水量不高于0.1%时，将所述脱轻塔的釜液输入脱重塔，在常压或减压条件下进行脱重精馏；

S5：将所述脱重塔塔顶得到的乙酸丁酯回收品输入成品罐，所述脱重塔的釜液返回至所述粗蒸釜内，粗蒸釜釜残累积后定期排出。

其进一步特征在于：

S1中，所述粗蒸蒸馏的温度为120～140℃；pH值为4～7；

所述酸溶液是浓度为10～60%的硫酸溶液；

S2中，所述脱轻精馏的温度为100～120℃；所述脱轻塔的回流比1:1～3:1；

S4中，所述脱重精馏的温度为120～140℃；所述脱重塔的回流比1:1～3:1；

所述粗蒸釜的材质为不锈钢或者搪玻璃与碳钢的混合材质；

所述粗蒸釜为夹套式粗蒸釜；

所述粗蒸釜内设有搅拌装置；

所述搅拌装置为搅拌桨。

本发明的有益效果是，首先，通过加入酸溶液调节半导体清洗废水的pH值至偏酸性，以此将其中低沸点的胺类杂质转化为高沸点盐类物质，然后经粗蒸釜粗蒸蒸馏去除，避免了后续精馏过程中胺类杂质分解混入到乙酸丁酯成品中，保证乙酸丁酯回收品的纯度；其次，利用乙酸丁酯和水会共沸的特点，采用脱轻塔通过共沸精馏除去溶液中的水；并利用乙酸丁酯和水不互溶的特点，通过分水罐及时将水排出，最后，采用脱重塔进一步提纯乙酸丁酯，从而回收其中的乙酸丁酯，整个过程大大增加了乙酸丁酯的回收率，也相对应地降低了热损失，回收得到的乙酸丁酯含量在99.5%以上，回收率可稳定在99%以上。

附图说明

图1为本发明工艺流程的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

如图1所示，本发明提供一种乙酸丁酯的回收方法，具体包括以下步骤，

S1：将半导体清洗废水通过管道7输入粗蒸釜1，并通过管道8加入酸溶液调节pH呈偏酸性，即pH=4～7，然后在常压或减压、温度为120～140℃条件下进行粗蒸蒸馏；酸溶液是浓度为10～60%的硫酸溶液，优选的，硫酸溶液采用申请人从半导体硫酸废液中回收的硫酸配制而成，可降低成本并提高硫酸废液回收利用的效果；粗蒸釜1釜顶得到乙酸丁酯和水的混合物，釜残主要是胺类杂质以及与硫酸反应生成的盐类物质和高沸点残渣等，累积后通过粗蒸釜1底部连接的管道16定期排出；

S2：将粗蒸釜1釜顶得到的乙酸丁酯和水混合物通过管道9输入脱轻塔2，在常压或减压、温度为100～120℃条件下进行脱轻精馏；脱轻塔2的回流比1:1～3:1；脱轻塔2塔顶得到乙酸丁酯和水的共沸物；

S3：将脱轻塔2塔顶得到的乙酸丁酯和水共沸物通过管道10输入分水罐3，分水罐3中的下层水相累积排出、并通过管道12送至污水处理系统后，将上层有机相通过管道11返回至脱轻塔2内继续处理，一方面返回脱轻塔的有机相可用作共沸剂，节省物料，另一方面分水罐的分水过程可将水及时排出，从而快速降低脱轻塔塔釜液的含水量，有效提高回收率和乙酸丁酯回收品的纯度；

S4：当脱轻塔2的塔釜液含水量不高于0.1%时，将脱轻塔2的塔釜液通过管道13输入脱重塔4，在常压或减压、温度为120～140℃条件下进行脱重精馏；脱重塔4的回流比1:1～3:1；脱重塔4塔顶可得到乙酸丁酯回收品；

S5：将脱重塔4塔顶得到的乙酸丁酯回收品通过管道14输入成品罐5，脱重塔4的塔釜液通过管道15返回至粗蒸釜1内，一方面可提高乙酸丁酯的回收率，另一方面可减少粗蒸釜1的热能耗。

优选的，粗蒸釜1的材质为不锈钢或者搪玻璃与碳钢的混合材质，与加入的酸溶液或碱性胺类杂质长期接触、即与物料接触的部分采用不锈钢或者搪玻璃的材质，以提高粗蒸釜的耐酸碱、防腐蚀性能，而不与物料直接接触的部分，如设备支座、法兰基体则采用碳钢材质，可以降低设备的成本；粗蒸釜1为夹套式粗蒸釜，可保证粗蒸蒸馏的温度；粗蒸釜1内设有搅拌装置，搅拌装置为搅拌桨101，可加快酸碱反应并保证反应均匀，提高除杂效果。

优选的，连接粗蒸釜1釜顶和脱轻塔2的管道9、连接脱轻塔2塔顶和分水罐3的管道10、以及连接脱重塔4塔顶和成品罐5的管道14均设有冷凝器6，不仅可降低物料的温度，保证物料以最佳状态，如以最适宜的温度、形态等进入下一工序，进一步提高回收物纯度和回收率等处理效果，还可保证生产安全。

实施例1

将含有93%乙酸丁酯、5%水、1.5%乙醇胺、0.5%高沸及固杂的半导体清洗废水通过管道7输入粗蒸釜1，向粗蒸釜1中加入10%硫酸溶液调节pH至溶液呈偏酸性，即pH为6，然后在120℃、-0.07MPa下进行粗蒸蒸馏，釜顶得到乙酸丁酯和水的混合物，釜残累积后定期排出；乙酸丁酯和水的混合物通过管道9输入脱轻塔2，在100℃、-0.07MPa下进行脱轻精馏，塔顶得到乙酸丁酯和水的共沸物；乙酸丁酯和水的共沸物通过管道10输入分水罐3，下层水相累积后排出，送至污水处理系统进行处理，然后将上层有机相返回至脱轻塔2继续处理；脱轻塔2的塔釜液通过管道13输入脱重塔4，在120℃、-0.07MPa下进行脱重精馏，塔顶得到乙酸丁酯含量为99.5%、水含量为0.09%的回收品，乙酸丁酯回收品通过管道14输入成品罐5，脱重塔4的塔釜液返回至粗蒸釜1继续处理，半导体清洗废水的乙酸丁酯回收率为99.3%。

实施例2

将含有94%乙酸丁酯、4%水、1.5%乙醇胺、0.5%高沸及固杂的半导体清洗废水通过管道7输入粗蒸釜1，向粗蒸釜1中加入30%硫酸溶液调节pH至溶液呈偏酸性，即pH为5，然后在130℃、-0.04MPa下进行粗蒸蒸馏，釜顶得到乙酸丁酯和水的混合物，釜残累积后定期排出；乙酸丁酯和水的混合物通过管道9输入脱轻塔2，在110℃、-0.04MPa下进行脱轻精馏，塔顶得到乙酸丁酯和水的共沸物；乙酸丁酯和水的共沸物通过管道10输入分水罐3，下层水相累积后排出，送至污水处理系统进行处理，然后将上层有机相返回至脱轻塔2继续处理；脱轻塔2的塔釜液通过管道13输入脱重塔4，在130℃、-0.04MPa下进行脱重精馏，塔顶得到乙酸丁酯含量为99.7%、水含量为0.06%的回收品，乙酸丁酯回收品通过管道14输入成品罐5，脱重塔4的塔釜液返回至粗蒸釜1继续处理，半导体清洗废水的乙酸丁酯回收率为99.4%。

实施例3

将含有95%乙酸丁酯、3%水、1.5%乙醇胺、0.5%高沸及固杂的半导体清洗废水通过管道7输入粗蒸釜1，向粗蒸釜1中加入50%硫酸溶液调节pH至溶液呈偏酸性，即pH为4，然后在140℃、常压下进行粗蒸蒸馏，釜顶得到乙酸丁酯和水的混合物，釜残累积后定期排出；乙酸丁酯和水的混合物通过管道9输入脱轻塔2，在120℃、常压下进行脱轻精馏，塔顶得到乙酸丁酯和水的共沸物；乙酸丁酯和水的共沸物通过管道10输入分水罐3，下层水相累积后排出，送至污水处理系统进行处理，然后将上层有机相返回至脱轻塔2继续处理；脱轻塔2的塔釜液通过管道13输入脱重塔4，在140℃、常压下进行脱重精馏，塔顶得到乙酸丁酯含量为99.9%、水含量为0.08%的回收品，乙酸丁酯回收品通过管道14输入成品罐5，脱重塔4的塔釜液返回至粗蒸釜1继续处理，半导体清洗废水的乙酸丁酯回收率为99.6%。

Claims (9)

1.一种乙酸丁酯的回收方法，其特征在于：具体包括以下步骤，

S1：将半导体清洗废水输入粗蒸釜，并加入酸溶液调节pH至偏酸性，然后在常压或减压条件下进行粗蒸蒸馏；

S2：将所述粗蒸釜釜顶得到的混合物输入脱轻塔，在常压或减压条件下进行脱轻精馏；

S3：将所述脱轻塔塔顶得到的共沸物输入分水罐，所述分水罐中的下层水相累积排出、并送至污水处理系统后，将上层有机相返回至所述脱轻塔内；

S4：当所述脱轻塔的釜液含水量不高于0.1%时，将所述脱轻塔的釜液输入脱重塔，在常压或减压条件下进行脱重精馏；

S5：将所述脱重塔塔顶得到的乙酸丁酯回收品输入成品罐，所述脱重塔的釜液返回至所述粗蒸釜内，粗蒸釜釜残累积后定期排出。

2.根据权利要求1所述的一种乙酸丁酯的回收方法，其特征在于：S1中，所述粗蒸蒸馏的温度为120～140℃；pH值为4～7。

3.根据权利要求1所述的一种乙酸丁酯的回收方法，其特征在于：所述酸溶液是浓度为10～60%的硫酸溶液。

4.根据权利要求1所述的一种乙酸丁酯的回收方法，其特征在于：S2中，所述脱轻精馏的温度为100～120℃；所述脱轻塔的回流比1:1～3:1。

5.根据权利要求1所述的一种乙酸丁酯的回收方法，其特征在于：S4中，所述脱重精馏的温度为120～140℃；所述脱重塔的回流比1:1～3:1。

6.根据权利要求1所述的一种乙酸丁酯的回收方法，其特征在于：所述粗蒸釜的材质为不锈钢或者搪玻璃与碳钢的混合材质。

7.根据权利要求1所述的一种乙酸丁酯的回收方法，其特征在于：所述粗蒸釜为夹套式粗蒸釜。

8.根据权利要求1所述的一种乙酸丁酯的回收方法，其特征在于：所述粗蒸釜内设有搅拌装置。

9.根据权利要求8所述的一种乙酸丁酯的回收方法，其特征在于：所述搅拌装置为搅拌桨。

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