回收、提纯N-甲基吡咯烷酮的装置及方法制造方法及图纸

本申请提供一种回收、提纯N‑甲基吡咯烷酮的装置及方法，通过设置至少三级循环冷却装置以获得含高浓度N‑甲基吡咯烷酮的吸收液且达到尾气排放标准，每级循环冷却装置的冷却器还可以控制吸收温度，增加吸收效果。产品采用塔釜直接抽出的形式以获得高纯的N‑甲基吡咯烷酮产品，塔顶废水直接重复吸收利用以增加N‑甲基吡咯烷酮的收率并免除处理成本。

【技术实现步骤摘要】
回收、提纯N-甲基吡咯烷酮的装置及方法
本专利技术涉及化工行业
，特别是涉及一种回收、提纯N-甲基吡咯烷酮的装置及方法。
技术介绍
锂电池行业在对清洁能源强烈需求的背景下正高速发展。在制造锂电池时，需要在电池的正负极上涂布一层聚合物，该聚合物需要通过有机溶剂溶解后涂布在电极片的表面，然后经过干燥处理，使有机溶剂由正负极片上脱离出来。由于NMP（N-甲基吡咯烷酮）具有闪点高、热稳定性好、安全性好、溶解性好等诸多优点，因此被作为有机溶剂在锂电池制造行业中普遍采用。然而在使用过程中，NMP将气化随着干燥尾气排出。随着国家环保要求的逐渐增高，对尾气中的NMP进行有效回收并重复利用是不可避免的趋势。传统的对尾气中NMP进行回收的方法主要有：吸附法、多级冷凝法和喷淋法。吸附法通过吸附剂与介质极性的不同而进行分离，具有吸收率高、回收率高等特点，但由于吸附剂的定量损耗导致其成本较高；多级冷凝法通过压力、温度的变化使尾气中的NMP液化分离，但由于愈发严苛的环保要求，对NMP排放浓度限制不断增高，冷凝法已无法达到所需效果；喷淋法一般采用水对尾气进行喷淋吸收，以获得要求的排放浓度，但水消耗量并且很难获得高浓度的NMP回收液（一般仅50%~80%），导致其提纯精制成本较高。此外，由于NMP回收液中除了水之外，还含有一定量的杂质，如热风干燥中产生的不挥发物和设备管道上溶解的部分金属离子等，因此，对NMP回收液进行提纯势在必行。
技术实现思路
基于此，有必要针对
技术介绍
中存在的问题，提供一种回收、提纯N-甲基吡咯烷酮的装置及方法，该装置及方法可获得高浓度NMP产品并满足尾气排放指标，同时还具有较高收率和较低成本。一种回收、提纯N-甲基吡咯烷酮的装置，包括回收部分和提纯部分，所述回收部分包括吸收塔、与所述吸收塔下部连通的进料风机以及从上至下依次设置在所述吸收塔外的至少三级循环冷却装置，每级所述循环冷却装置包括循环泵和冷却器，每级所述循环冷却装置的循环泵、冷却器和吸收塔依次相连，构成一个循环冷却回路；所述提纯部分包括精馏塔、塔顶冷凝器、回流罐、回流泵、塔顶真空泵、再沸器、除沫器、产品分液罐、产品冷凝器、产品缓冲罐、产品泵和产品真空泵，所述塔顶冷凝器的一端与所述精馏塔的顶部连通，另一端依次通过回流罐、回流泵与所述精馏塔的上部连通，所述塔顶真空泵与所述回流罐连通，用于控制精馏塔内的真空度，所述产品分液罐的一端通过所述除沫器伸入所述精馏塔的塔釜中，另一端依次通过产品冷凝器、产品缓冲罐与所述产品泵连通，所述产品真空泵与所述产品缓冲罐连通，用于控制产品缓冲罐内的真空度；所述精馏塔的中部通过最后一级循环冷却装置的循环泵与所述吸收塔的底部连通。在其中一个实施例中，所述回收、提纯N-甲基吡咯烷酮的装置还包括进料换热器，所述精馏塔的中部依次通过所述进料换热器、最后一级循环冷却装置的循环泵与所述吸收塔的底部连通，所述产品分液罐通过所述进料换热器与所述产品冷凝器连通。在其中一个实施例中，所述回收、提纯N-甲基吡咯烷酮的装置还包括吸收液重复利用管线，所述吸收液重复利用管线的一端与所述回流泵连通，另一端与所述吸收塔的上部或中上部连通。在其中一个实施例中，所述回收、提纯N-甲基吡咯烷酮的装置还包括废液泵，所述废液泵与所述精馏塔的底部连通，用于将废液增压后排出。在其中一个实施例中，所述再沸器为内置釜式再沸器、外置热虹吸式再沸器或降膜式再沸器。在其中一个实施例中，所述吸收塔为填料塔或板式塔，所述精馏塔为填料塔或板式塔。一种回收、提纯N-甲基吡咯烷酮的方法，包括以下步骤：将含N-甲基吡咯烷酮的尾气经进料风机增压后送入吸收塔下部，与从吸收塔上部来的净化液逆向接触，经至少三级循环冷却吸收，得到达标排放尾气和含N-甲基吡咯烷酮的吸收液；将所述含N-甲基吡咯烷酮的吸收液送入精馏塔中部精馏，轻组分经精馏段向塔顶聚集，经塔顶冷凝器冷凝后进入回流罐，再由回流泵增压后返回精馏塔中，重组分经提馏段向塔底聚集，经除沫器脱除大液滴、产品分液罐脱除小液滴、产品冷凝器冷凝后进入产品缓冲罐，经产品泵增压后采出，得到N-甲基吡咯烷酮产品。在其中一个实施例中，所述净化液包括净化水和/或循环吸收液，所述循环回收液来自所述回流泵。在其中一个实施例中，所述回收、提纯N-甲基吡咯烷酮的方法还包括以下步骤：将所述含N-甲基吡咯烷酮的吸收液与来自产品分液罐的气相产品换热后送入精馏塔中部。在其中一个实施例中，所述精馏塔的塔顶压力为5kPa~20kPa，塔顶温度为40℃~100℃，回流进料比为2~6，理论板数为4~15。上述回收、提纯N-甲基吡咯烷酮的装置及方法，通过设置至少三级循环冷却装置以获得含高浓度N-甲基吡咯烷酮的吸收液且达到尾气排放标准，每级循环冷却装置的冷却器还可以控制吸收温度，增加吸收效果。产品采用塔釜直接抽出的形式以获得高纯的N-甲基吡咯烷酮产品，塔顶废水直接重复吸收利用以增加N-甲基吡咯烷酮的收率并免除处理成本。附图说明图1为一实施方式的回收、提纯N-甲基吡咯烷酮的装置的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术。但是本专利技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似改进，因此本专利技术不受下面公开的具体实施的限制。请参阅图1，一种回收、提纯N-甲基吡咯烷酮的装置，包括回收部分和提纯部分。其中，回收部分包括吸收塔10、与吸收塔10下部连通的进料风机20以及从上至下依次设置在吸收塔10外的至少三级循环冷却装置30。每级循环冷却装置30包括循环泵32和冷却器34。每级循环冷却装置30的循环泵32、冷却器34和吸收塔10依次相连，构成一个循环冷却回路。可以理解，每级循环冷却装置的循环泵与吸收塔连通的部位低于该级循环冷却装置的冷却器与吸收塔连通的部位。上述回收部分用于将含N-甲基吡咯烷酮的尾气经进料风机20增压后送入吸收塔10下部，与从吸收塔10上部来的净化液逆向接触，经至少三级循环冷却装置30的循环冷却吸收，得到达标排放尾气和含N-甲基吡咯烷酮的吸收液。在本实施方式中，吸收塔10的顶部通过管道直接与大气相连，实现达标尾气的排放。由于含N-甲基吡咯烷酮的尾气具有较高温度，而净化液随着温度的升高其吸收效果会逐渐下降，因此，通过设置至少三级循环冷却装置30以控制吸收温度，使吸收液中N-甲基吡咯烷酮的浓度达到85%以上。其中，提纯部分包括精馏塔40、塔顶冷凝器50、回流罐60、回流泵70、塔顶真空泵80、再沸器90、除沫器100、产品分液罐110、产品冷凝器120、产品缓冲罐130、产品泵140和产品真空泵150。精馏塔40采用填料塔或板式塔。塔顶冷凝器50的一端与精馏塔40的顶部连通，另一端依次通过回流罐60、回流泵70与精馏塔40的上部连通。塔顶真空泵80与回流罐60连通，用于控制精馏塔40内的真空度。产品分液罐110的一端通过除沫器100伸入精馏塔40的塔釜中，另一端依次通过产品冷凝器120、产品缓冲罐130与产品泵140连通，用于将N-甲基吡咯烷酮产品增压后采出。产品真空泵150与产品缓冲罐130连通，用于控制产品缓本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种回收、提纯N‑甲基吡咯烷酮的装置，包括回收部分和提纯部分，其特征在于，所述回收部分包括吸收塔、与所述吸收塔下部连通的进料风机以及从上至下依次设置在所述吸收塔外的至少三级循环冷却装置，每级所述循环冷却装置包括循环泵和冷却器，每级所述循环冷却装置的循环泵、冷却器和吸收塔依次相连，构成一个循环冷却回路；所述提纯部分包括精馏塔、塔顶冷凝器、回流罐、回流泵、塔顶真空泵、再沸器、除沫器、产品分液罐、产品冷凝器、产品缓冲罐、产品泵和产品真空泵，所述塔顶冷凝器的一端与所述精馏塔的顶部连通，另一端依次通过回流罐、回流泵与所述精馏塔的上部连通，所述塔顶真空泵与所述回流罐连通，用于控制精馏塔内的真空度，所述产品分液罐的一端通过所述除沫器伸入所述精馏塔的塔釜中，另一端依次通过产品冷凝器、产品缓冲罐与所述产品泵连通，所述产品真空泵与所述产品缓冲罐连通，用于控制产品缓冲罐内的真空度；所述精馏塔的中部通过最后一级循环冷却装置的循环泵与所述吸收塔的底部连通。

【技术特征摘要】
1.一种回收、提纯N-甲基吡咯烷酮的装置，包括回收部分和提纯部分，其特征在于，所述回收部分包括吸收塔、与所述吸收塔下部连通的进料风机以及从上至下依次设置在所述吸收塔外的至少三级循环冷却装置，每级所述循环冷却装置包括循环泵和冷却器，每级所述循环冷却装置的循环泵、冷却器和吸收塔依次相连，构成一个循环冷却回路；所述提纯部分包括精馏塔、塔顶冷凝器、回流罐、回流泵、塔顶真空泵、再沸器、除沫器、产品分液罐、产品冷凝器、产品缓冲罐、产品泵和产品真空泵，所述塔顶冷凝器的一端与所述精馏塔的顶部连通，另一端依次通过回流罐、回流泵与所述精馏塔的上部连通，所述塔顶真空泵与所述回流罐连通，用于控制精馏塔内的真空度，所述产品分液罐的一端通过所述除沫器伸入所述精馏塔的塔釜中，另一端依次通过产品冷凝器、产品缓冲罐与所述产品泵连通，所述产品真空泵与所述产品缓冲罐连通，用于控制产品缓冲罐内的真空度；所述精馏塔的中部通过最后一级循环冷却装置的循环泵与所述吸收塔的底部连通。2.根据权利要求1所述的回收、提纯N-甲基吡咯烷酮的装置，其特征在于，所述回收、提纯N-甲基吡咯烷酮的装置还包括进料换热器，所述精馏塔的中部依次通过所述进料换热器、最后一级循环冷却装置的循环泵与所述吸收塔的底部连通，所述产品分液罐通过所述进料换热器与所述产品冷凝器连通。3.根据权利要求1所述的回收、提纯N-甲基吡咯烷酮的装置，其特征在于，所述回收、提纯N-甲基吡咯烷酮的装置还包括吸收液重复利用管线，所述吸收液重复利用管线一端与所述回流泵连通，另一端与所述吸收塔的上部或中上部连通。4.根据权利要求1所述的回收、提纯N-甲基吡咯烷酮的装置，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张德亮，杨劲，张佳文，
申请(专利权)人：岳阳市德立机械设备有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43