[发明专利]一种低浓度醇的回收装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种有机溶剂的回收装置和方法，尤其涉及一种低浓度醇的回收装置和方法，属于环境和资源技术领域。

背景技术

随着经济的快速发展，对环境保护的要求越来越高，可用资源越来越少。在工业生产过程中，特别在石油化工、精细化工等行业，产生大量的工业副产物，其中具有很大利用价值的废有机溶剂，如低浓度含醇溶液等。如这些废水废液不加妥善处理直接排放，将对周围环境产生恶劣的影响，影响人体健康。同时，该类具有利用价值的有机溶剂的废弃或排放，也造成了资源的严重浪费。

对于有机溶剂，特别是含醇溶液的回收提浓，多采用蒸馏等传统工艺和设备。相比较，传统蒸馏技术应用较广，技术成熟稳定，但对于低浓度醇液进行提浓回收能耗较大、运行成本较高，且最终获得的醇产品纯度不高。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种低浓度醇的回收装置和方法，解决了现有技术能耗高、运行成本高、回收的有机溶剂浓度低等技术问题。

为达到上述目的，本发明提供了一种低浓度醇的回收装置，包括透醇膜系统、分离系统、蒸馏系统和分子筛膜系统，所述的透醇膜系统包括原料液槽、第一输送泵、第一加热器、透醇膜组件、第一冷凝器和第一真空泵，所述的分离系统包括液液分离器，所述的蒸馏系统包括第二输送泵、第二加热器、蒸馏塔、再沸器和第二冷凝器，所述的分子筛膜系统包括提浓液槽、第三输送泵、第三加热器、蒸汽渗透膜组件、第三冷凝器、第二真空泵和产品槽，其中，原料液槽通过第一输送泵连接第一加热器，第一加热器连接透醇膜组件的进料口，透醇膜组件的出料口连接第一冷凝器，第一冷凝器分别连接第一真空泵和液液分离器，液液分离器通过第二输送泵连接第二加热器，第二加热器连接蒸馏塔的进料口，蒸馏塔的出料口连接第二冷凝器，第二冷凝器连接提浓液槽，提浓液槽通过第三输送泵连接第三加热器，第三加热器连接蒸汽渗透膜组件，蒸汽渗透膜组件分别连接第三冷凝器和产品槽，第三冷凝器连接第二真空泵。

在上述的一种低浓度醇的回收装置中，所述的液液分离器还连接提浓液槽。

在上述的一种低浓度醇的回收装置中，所述的蒸馏塔上还设置有一个再沸器，所述的再沸器连接原料液槽。

在上述的一种低浓度醇的回收装置中，所述的透醇膜组件为卷式平板或中空纤维的有机复合膜。 

在上述的一种低浓度醇的回收装置中，所述的蒸汽渗透膜组件为板式或管式的无机复合膜。

在上述的一种低浓度醇的回收装置中，所述的无机复合膜为NaA型和/或NaY型。

本发明还提供了一种低浓度醇的回收方法，包括以下步骤：

（1）将质量浓度为1%-10%低浓度醇水溶液打入透醇膜系统的透醇膜组件进行渗透汽化，获得质量浓度为15%-40%的醇水溶液；

（2）将质量浓度为15%-40%的醇水溶液经过分离系统的液液分离器进行分层分离，分离得到低碳醇水溶液和高碳醇液，将低碳醇水溶液进入蒸馏塔蒸馏获得提浓液，再与分离系统分离的高碳醇液混合，获得质量浓度为70%-90%的混合醇液；

（3）将质量浓度为70%-90%的混合醇液通过分子筛膜系统的蒸汽渗透膜组件进行蒸汽渗透，获得质量浓度大于99.5%的混合醇液。

在上述的一种低浓度醇的回收方法中，在步骤（1）中，质量浓度为1%-10%低浓度醇水溶液用第一加热器加热至40-80℃后输送到透醇膜组件中，在步骤（2）中，质量浓度为15%-40%的醇水溶液通过第二加热器加热后输送到蒸馏塔，蒸馏塔的塔顶温度为80-100℃，在步骤（3）中，70%-90%的混合醇液通过第三加热器加热至110-140℃后输送到蒸汽渗透膜组件中。

在上述的一种低浓度醇的回收方法中，在步骤（1）中，所述的透醇膜组件的渗透汽化是在抽真空条件下进行的，在步骤（3）中，所述的蒸汽渗透膜组件的蒸汽渗透是在抽真空条件下进行的。

在上述的一种低浓度醇的回收方法中，在步骤（1）中，真空压力在200-2000Pa之间，在步骤（3）中，真空压力在100-1000Pa之间。

该技术方法的优势：

1、针对多组分、质量浓度不到10%的含醇水溶液，采用渗透汽化膜技术——透醇膜工艺进行有效分离，替代传统高能耗区的蒸馏工段，有效降低运行能耗，大大提升了低浓度醇回收的经济性； 

2、利用液液分离器，促使不溶于水的高碳醇液和低碳醇水溶液有效分离，利于后续单元的进一步处理；

3、利用传统蒸馏工艺的低能耗区进行低碳醇水溶液的提浓，有效减轻分子筛膜工艺的脱水负担；