CN206304382U

CN206304382U - 一种芳纶纤维生产的溶剂dmac真空回收装置

Info

Publication number: CN206304382U
Application number: CN201621410103.6U
Authority: CN
Inventors: 韩和平; 杨开丛; 刘类华; 王坤涛
Original assignee: Sichuan Huiteng Technology Co Ltd
Current assignee: Sichuan Huiteng Technology Co Ltd
Priority date: 2016-12-21
Filing date: 2016-12-21
Publication date: 2017-07-07
Anticipated expiration: 2026-12-21

Abstract

本实用新型涉及纤维制造技术领域，具体为一种芳纶纤维生产的溶剂DMAC真空回收装置。该装置包括降膜蒸发器（1）、汽液分离器（2）、循环管蒸发器（3）和刮膜蒸发器（4）等，其降膜蒸发器（1）通过管道与汽液分离器（2）连接，汽液分离器（2）的顶端通过管道与蒸馏塔（6）连接，汽液分离器（2）的底端通过管道与循环管蒸发器（3）连接，循环管蒸发器（3）的顶端通过管道与蒸馏塔（6）连接，循环管蒸发器（3）的底端通过管道与刮膜蒸发器（4）连接等。本实用新型通过小回流比和塔顶负压操作，以实现塔釜重组分DMAC纯度为目标，放宽塔顶轻组分纯度，加快传质速率和溜出量，提高蒸（精）馏塔的单位时间物料分离处理能力。

Description

一种芳纶纤维生产的溶剂DMAC真空回收装置

技术领域

本实用新型涉及纤维制造技术领域，具体为一种芳纶纤维生产的溶剂DMAC真空回收装置。

背景技术

N，N-二甲基乙酰胺英文简称DMAC，分子式CH₃CON(CH3)₂，是一种强极性非质子化溶剂和化工原料，具有热稳定性高、不易水解、腐蚀性低、毒性小等特点，在合成材料、医药、农药、化纤、石油加工及有机颜料等领域有着广泛的应用。

DMAC作为溶剂在芳纶纤维生产过程中的典型特征是：配量占比大，纯度要求高，生产过程浓度稀释。稀释后的DMAC溶液不能够作为工业废水直接排放，区别于浓度区间，具有回收经济价值的溶液实施回收，循环使用，或采取环保处置措施，达标排放。

DMAC回收技术如精馏、蒸发、萃取、膜分离等方式多样，需要达到的目标包括纯度、收率、运行能耗(成本)、投资等多方面综合平衡。目前最为传统的回收方法是蒸发提浓+精馏，工艺成熟，DMAC浓度高回收的单位能耗越低；DMAC浓度越低，则增加的蒸发提浓塔数递增，单位能耗递升，专利文献可查已有四塔二效发展为七塔五效的回收装置。

传统的蒸发提浓+精馏工艺存在回收溶剂纯度、单位能耗两方面不能兼顾，特别是低浓度的溶剂回收，要实现回收溶剂纯度达到化纤级循环使用，往往存在单位能耗大，回收成本高的问题，甚至出现回收成本超出采购成本的倒挂，溶剂回收失去经济价值，只体现为环保效益。总体来说，DMAC回收的最终目标是在确保环保生产的基础上，以较少的投资、更低的单位能耗成本来实现回收的经济价值，为此在生产实践中开发的许多实用新型技术，如发明专利申请号201510254388.2采用的二次蒸汽加压升温技术、发明专利申请号CN102993039A的膜回收提浓技术，均有良好的节能效果，但都存在设备一次投资大的综合效益不佳问题。

发明内容

本实用新型正是针对以上技术问题，提供一种芳纶纤维生产的溶剂DMAC真空回收装置。该装置用于DMAC在真空负压操作下的精馏提纯节能回收工艺技术，区别于传统精馏塔顶微正压力平衡的回收技术，可通过提高精馏塔的单位时间物料处理能力，来降低单位能耗，从而实现DMAC的回收能耗成本下降的效果。

本实用新型的技术方案为：

一种芳纶纤维生产的溶剂DMAC真空回收装置，该装置包括降膜蒸发器、汽液分离器、循环管蒸发器、刮膜蒸发器、蒸馏塔和精馏塔，降膜蒸发器通过管道与汽液分离器连接，汽液分离器的顶端通过管道与蒸馏塔连接，汽液分离器的底端通过管道与循环管蒸发器连接，循环管蒸发器的顶端通过管道与蒸馏塔连接，循环管蒸发器的底端通过管道与刮膜蒸发器连接，蒸馏塔的底端通过管道与再沸器一连接后再与精馏塔连接。

该装置还包括盐膏收集罐，刮膜蒸发器与盐膏收集罐连接。

该装置还包括冷凝器一、回流罐和蒸馏水贮槽，蒸馏塔的顶端通过管道与冷凝器与回流罐连接，回流罐与蒸馏水贮槽连接。

该装置还包括冷凝器二，冷凝器一和回流罐通过管道均与冷凝器二连接，冷凝器二分别与精馏塔和回流塔连接，回流塔与精馏水贮槽连接。

该装置还包括再沸器二，再沸器二与精馏塔连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

(一)、针对芳纶纤维生产以DMAC为溶剂的传统蒸发提浓+精馏回收工艺装置，提供一种芳纶纤维生产化纤级的DMAC真空回收装置，通过小回流比和塔顶负压操作，以实现塔釜重组分DMAC纯度为目标，放宽塔顶轻组分纯度，加快传质速率和溜出量，提高蒸(精)馏塔的单位时间物料分离处理能力，来降低单位能耗，比较传统蒸馏生产降低能耗成本15％以上；

(二)塔顶取出的非纯轻组分(含部分重组分)产品，工艺优化回收利用于芳纶纤维生产环节的凝固液(浴)配置。

附图说明

图1为本实用新型所述芳纶纤维生产的溶剂DMAC真空回收装置的结构示意图。

其中，1——降膜蒸发器，2——汽液分离器，3——循环管蒸发器，4——刮膜蒸发器，5——盐膏收集罐，6——蒸馏塔，7——冷凝器一，8——回流罐，9——蒸馏水贮槽，10——再沸器一，11——精馏塔，12——冷凝器二，13——回流塔，14——精馏水贮槽，15——再沸器二。

具体实施方式

为了使本实用新型中的发明内容更加便于理解，下面将结合附图和具体实施方式对本实用新型中所述生产方法做进一步的阐述。但不应将此理解为本实用新型上述主题的范围仅限于下述实施例。

该装置还包括盐膏收集罐，刮膜蒸发器与盐膏收集罐连接。

该装置还包括再沸器二，再沸器二与精馏塔连接。

利用以上所述装置进行一种芳纶纤维生产的溶剂DMAC真空回收技术，包括以下工艺及技术步骤：

(1)、回收溶液蒸发提浓：收集的混合溶液(DMAC 5.0～50.0％、氯化盐0～5.0％、水45.0～95.0％)依次送入降膜蒸发器、汽液分离器、循环管蒸发器、刮膜蒸发器，经汽液分离后的含DMAC和水的气相物料送入蒸馏塔，含氯化盐结晶的液固相物料送氯化盐干燥回收。

(2)、DMAC与水蒸馏：气相DMAC和水送入蒸馏塔中部，在蒸馏塔中通过传热传质，利用沸点的差异分离，塔顶溜出物为轻组分水，塔底釜液为DMAC；塔顶溜出物连接冷凝器一间接冷凝后流入汽液分离器分离，冷凝液的回流比按塔顶冷凝液中DMAC含量调整，通过连通冷凝器一和分离器的真空抽气管保持塔顶负压操作，未回流的冷凝液送至蒸馏冷凝水贮桶作工艺用水，含量达到指标要求的塔釜液送至精馏塔。操作控制指标：塔顶压力-0.65～-0.9KPa(表压)，塔顶冷凝液组成H₂O≥99.0％、DMAC≤1.0％，塔釜液组成DMAC≥95.0％、H₂O≤5.0％。

(3)、DMAC精馏：蒸馏塔釜液送入精馏塔，通过传热传质，利用沸点的差异分离，塔顶溜出物为轻组分水，塔底釜液为DMAC；塔顶溜出物连接冷凝器二间接冷凝后流入汽液分离器分离，冷凝液的回流比按塔顶冷凝液中DMAC含量调整，通过连通冷凝器二和分离器的真空抽气管保持塔顶负压操作，未回流的冷凝液送至蒸馏冷凝水贮桶作工艺用水，含量达到指标要求的塔釜液出料经过滤干燥后贮存循环使用。精馏塔操作控制指标：塔顶压力-0.65～-0.09KPa(表压)，塔顶冷凝液组成H₂O≥99.0％、DMAC≤1.0％；塔釜液组成DMAC≥99.9％、H₂O≤100PPM。

实施例1：

采用实施方式中所述的芳纶纤维生产的溶剂DMAC真空回收装置，进行芳纶纤维生产的溶剂DMAC真空回收，包括以下步骤：

(1)、芳纶纤维生产过程收集的混合溶液其中DMAC 15％、氯化盐0.5％、水84.5％，依次送入降膜蒸发器、循环管蒸发器、刮膜蒸发器，汽液分离后的含DMAC和水的气相物料送入精馏塔，含氯化盐结晶的液固相物料送氯化盐干燥回收。

(2)、送入蒸馏塔的水和DMAC蒸汽，在蒸馏塔中通过传热传质，利用沸点的差异分离，塔顶溜出物为轻组分水，塔底釜液为DMAC；塔顶溜出物连接冷凝器间接冷凝后流入汽液分离器分离，冷凝液的回流比按塔顶冷凝液中DMAC含量≤1％调整，通过连接在冷凝器和分离器的真空抽气管保持塔顶负压操作，指标DMAC含量≤1％的未回流的冷凝液送至蒸馏冷凝水贮槽作工艺用水，塔釜液达到指标H₂O≤5％后连续或间断过料至精馏塔。操作控制指标：塔顶压力-0.65～-0.9KPa(表压)，塔顶取出冷凝液组成H₂O≥99％、DMAC≤1％，塔釜取出液组成DMAC≥99.0％、H₂O≤5.0％。

(3)、蒸馏塔釜液送入精馏塔，通过传热传质，利用沸点的差异分离提纯，塔顶溜出物为轻组分水，塔底釜液为DMAC；塔顶溜出物连接冷凝器间接冷凝后流入汽液分离器分离，冷凝液的回流比按塔顶冷凝液中DMAC含量≤1％调整，通过连接在冷凝器和分离器的真空抽气管保持塔顶负压操作，指标DMAC含量≤1％的未回流的冷凝液送至精馏冷凝水贮槽，塔釜液达到指标DMAC≥99.9％、H₂O≤100PPM要求后连续或间断出料，经过滤干燥后贮存循环使用。操作控制指标：塔顶压力-0.65～-0.9KPa(表压)，塔顶冷凝液组成H₂O≥99.0％、DMAC≤1.0％，塔釜液组成DMAC≥99.9％、H₂O≤100PPM。

(4)、48小时运行查定：回收DMAC产量：1.00t/h、蒸汽消耗5.50t/h、电耗300.0KWh/t、新鲜补充水10.0t/t；折DMAC回收成本(5.5*260+300*0.65+10*3.00)/1.00＝1655元/t。(按蒸汽260元/t、电0.65元/KWh、水3.00元/t)

实施例2：

(1)、芳纶纤维生产过程收集的混合溶液其中DMAC 15％、氯化盐0.5％、水84.5％，依次送入降膜蒸发器、循环管蒸发器、刮膜蒸发器，汽液分离后的含DMAC和水的汽相物料送入精馏塔，含氯化盐结晶的液固相物料送氯化盐干燥回收。

(2)、送入蒸馏塔的水和DMAC蒸汽，在蒸馏塔中通过传热传质，利用沸点的差异分离，塔顶溜出物为轻组分水，塔底釜液为DMAC；塔顶溜出物连接分冷凝器部分冷凝，冷凝后的冷凝液全回流调控组分，稳定指标DMAC含量≤1％，保持塔顶压力微正压，未冷凝的剩余溜出物连接塔顶全冷凝器，冷凝后的冷凝液送至蒸馏冷凝水贮槽作工艺用水，塔釜液达到指标H₂O≤5％后连续或间断过料至精馏塔。操作控制指标：塔顶压力微正压(表压)，塔顶取出冷凝液组成H₂O≥99.0％、DMAC≤1.0％，塔釜取出液组成DMAC≥99.0％、H₂O≤5.0％。

(3)、蒸馏塔釜液送入精馏塔，通过传热传质，利用沸点的差异分离提纯，塔顶溜出物为轻组分水，塔底釜液为DMAC；塔顶溜出物连接分冷凝器部分冷凝，冷凝后的冷凝液全回流调控组分，稳定指标DMAC含量≤1％，保持塔顶压力微正压，未冷凝的剩余溜出物连接塔顶全冷凝器，冷凝后的冷凝液送至蒸馏冷凝水贮槽作工艺用水，塔釜液达到指标DMAC≥99.9％、H₂O≤100PPM要求后连续或间断出料，经过滤干燥后贮存循环使用。操作控制指标：塔顶压力微正压(表压)，塔顶冷凝液组成H₂O≥99.0％、DMAC≤1.0％，塔釜液组成DMAC≥99.9％、H₂O≤100PPM。

(4)、48小时运行查定：回收DMAC产量：0.90t/h；生蒸汽消耗6.10t/h、电耗263.0KWh/t、新鲜水11.0t/t；折DMAC回收成本(6.10*260+266.0*0.65+11*3.00)/0.90＝1991元/t。(按蒸汽260元/t、电0.65元/KWh、水3.00元/t)

实施例比较表

Claims

1.一种芳纶纤维生产的溶剂DMAC真空回收装置，该装置包括降膜蒸发器（1）、汽液分离器（2）、循环管蒸发器（3）、刮膜蒸发器（4）、蒸馏塔（6）和精馏塔（11），其特征在于：降膜蒸发器（1）通过管道与汽液分离器（2）连接，汽液分离器（2）的顶端通过管道与蒸馏塔（6）连接，汽液分离器（2）的底端通过管道与循环管蒸发器（3）连接，循环管蒸发器（3）的顶端通过管道与蒸馏塔（6）连接，循环管蒸发器（3）的底端通过管道与刮膜蒸发器（4）连接，蒸馏塔（6）的底端通过管道与再沸器一（10）连接后再与精馏塔（11）连接。

2.根据权利要求1所述芳纶纤维生产的溶剂DMAC真空回收装置，其特征在于：该装置还包括盐膏收集罐（5），刮膜蒸发器（4）与盐膏收集罐（5）连接。

3.根据权利要求1所述芳纶纤维生产的溶剂DMAC真空回收装置，其特征在于：该装置还包括冷凝器一（7）、回流罐（8）和蒸馏水贮槽（9），蒸馏塔（6）的顶端通过管道与冷凝器一（7）与回流罐（8）连接，回流罐（8）与蒸馏水贮槽（9）连接。

4.根据权利要求1所述芳纶纤维生产的溶剂DMAC真空回收装置，其特征在于：该装置还包括冷凝器二（12），冷凝器一（7）和回流罐（8）通过管道均与冷凝器二（12）连接，冷凝器二（12）分别与精馏塔（11）和回流塔（13）连接，回流塔（13）与精馏水贮槽（14）连接。

5.根据权利要求1所述芳纶纤维生产的溶剂DMAC真空回收装置，其特征在于：该装置还包括再沸器二（15），再沸器二（15）与精馏塔（11）连接。