[发明专利]带热泵的双效精馏法处理低浓度DMF废水的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种带热泵的双效精馏法处理低浓度N，N-二甲基甲酰胺(DMF)废水的工艺，具体是通过一步闪蒸结合减压精馏技术，利用减压精馏塔塔釜物料经过压缩机压缩后为闪蒸塔塔顶冷凝提供冷源，减压精馏塔塔顶物料为闪蒸塔塔釜物料提供热源，使能量得到有效利用，在处理废水的同时回收溶剂DMF的工艺。

背景技术

N，N-二甲基甲酰胺(DMF)是一种无色、透明液体，沸点426.15K(101.325kPa)，其极性强，毒性低，是一种优良的工业溶剂和重要的精细化工进料，广泛应用于合成革生产、聚丙烯腈抽丝、石油化工以及制药等行业，这造成了化工生产过程中DMF废水的大量排放，造成严重的环境污染。因此对DMF废水的处理工作显得十分必要。目前工业上对于高浓度废水一般采用双效精馏方式进行。但是，双效精馏过程对于低浓度DMF废水处理中会出现能耗高等问题，多采用碱性水解等方法易造成资源浪费和环境污染。

CN 103333080A公开了一种含DMF废水四效精馏回收方法，包括脱胺塔热量利用、一级减压精馏塔出料大循环技术、常压精馏塔气相出料至脱酸塔以及脱酸塔上下回流等技术的改进和创新方法。该工艺过程繁琐，难于控制，且设备投资大，故需要进行改进，本发明可以有效避免这些问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带热泵的双效精馏法处理低浓度DMF废水的工艺。本发明首先采用减压闪蒸将废水中大部分水除去，使废水浓缩，对闪蒸塔塔底物料进行加压、加热后通过减压精馏塔回收DMF。这样不仅使废水得到处理，还使得DMF得以回收利用，同时降低了处理过程能量消耗。本发明特别适用于低浓度DMF废水的处理过程，该工艺可以保证DMF收率同时降低能量消耗，具有显著的经济实用性及经济效益。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种带热泵的双效精馏法处理低浓度DMF废水的工艺，将低浓度DMF废水在闪蒸塔中减压闪蒸后进入减压精馏塔中减压精馏；所述减压精馏塔的塔顶物料通过第二换热器为闪蒸塔的塔釜物料提供热源，减压精馏塔的塔釜物料经压缩机压缩后为闪蒸塔塔顶物料的冷凝提供冷源；闪蒸塔的塔顶排出达到排放要求的废水。

一种带热泵的双效精馏法处理低浓度DMF废水的工艺，所述工艺包括以下步骤：

1)将低浓度DMF废水经过泵后与减压精馏塔的塔釜物料在第四换热器中进行换热后进入闪蒸塔；

2)废水在闪蒸塔中进行浓缩，塔顶排出达到排放要求的废水；塔釜物料与减压精馏塔的塔顶物料在第二换热器中换热后，经增压泵加压、第三换热器加热后进入减压精馏塔；

3)减压精馏塔的塔釜物料经压缩机压缩后与低浓度DMF废水在第四换热器中进行换热，然后进入闪蒸塔塔顶的第一换热器中为塔顶物料的冷凝提供冷量，最后连续采出DMF产品。

所述低浓度DMF废水中DMF的质量百分比≤40％。

所述低浓度DMF废水的进料量为1500-10000kg/hr。所述进料量可选择1500.2kg/hr，1750kg/hr，1904kg/hr，2830kg/hr，5000kg/hr，5874kg/hr，6380kg/hr，7100kg/hr，7950kg/hr，8300kg/hr，9000kg/hr，9985kg/hr等。

在进入闪蒸塔之前，将低浓度DMF废水用碱液中和，避免DMF在回收过程中分解。

所述闪蒸塔的塔板数为30块，进料位置为第19块板。

所述闪蒸塔的压力控制在8-15kPa。所述压力可选择8.02kPa，8.3kPa，8.8kPa，10.4kPa，12.5kPa，14kPa，14.89kPa等。

所述闪蒸塔的进料温度为298.15-338.15K。所述进料温度可选择299K，304.5K，312K，319K，324K，330K，338.4K，343K，349.6K等。

所述闪蒸塔的进料压力控制在15-20kPa。例如可选择15.1kPa，15.8kPa，17kPa，17.6kPa，18.2kPa，19.6kPa等。

所述减压精馏塔的塔板数为30块，进料位置为第17块板。

优选地，所述减压精馏塔的压力控制在30-50kPa。所述压力可选择30.03kPa，33kPa，35.8kPa，39kPa，43.5kPa，48kPa，49.6kPa等。

所述闪蒸塔的塔顶物料经过第一换热器部分冷凝回流；回流比优选为0.4-0.8。所述回流比可选择0.41，0.48，0.5，0.57，0.63，0.7，0.74，0.79等。