【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及废液处理/回收工艺，尤其涉及一种芳纶生产废液中有机溶剂和碱土金属氯盐的回收方法。
技术介绍
1、在芳纶生产过程中会产生大量纺丝废液，该种废液中含有大量的有机溶剂和碱土金属氯盐。
2、其中n,n-二甲基乙酰胺(dmac)和n-甲基吡咯烷酮(nmp)是芳纶生产废液中最常见的有机溶剂，上述溶剂在芳纶纺丝工业生产中用量大，市场价格较高，其又具有一定毒性，在生产、使用和处置过程中如果排入水体会对水质环境造成很大的影响，危害人们的健康，同时造成浪费；氯化钙和氯化锂是芳纶生产废液中最常见的碱土金属氯盐，直接排放会污染环境、毒害动植物，回收利用有益于环境保护和节约生产成本。
3、目前，芳纶生产废液的回收的方法主要有萃取精馏法和蒸发精馏法。溶液萃取法是利用溶质在互不相溶的溶剂里溶解度的不同的原理，把溶质从用一种溶解度低溶剂转移到另一溶解度高的溶剂中，然后再精馏分离的操作方法。清华大学联合国家重点实验室曾模拟氯仿作萃取剂处理dmac废水。这种方法缺点是引入了萃取剂，萃取剂毒性较大，萃取剂容易造成对环境的二次污染；同时在萃取法回收中，没有提供碱土金属氯盐的回收方法。蒸发精馏是通过将所有废液蒸发然后精馏的方法分离和回收有机溶剂和碱土金属氯盐。该种处理工艺能耗巨大，分离效率不高，且仅适用于高浓度废液的处理，不适用于常见的芳纶生产废液的处理。
4、综上，开发一种适用于芳纶生产废液中有机溶剂和碱土金属氯盐的回收方法十分必要。
技术实现思路
1、鉴于上述的分析，本
2、本专利技术公开了一种芳纶生产废液中有机溶剂和碱土金属氯盐的回收方法，所述回收方法包括三个工艺段，依次为絮凝沉淀工艺段、共沸精馏工艺段、“精馏+蒸发结晶”工艺段，获得纯净的高浓有机溶剂和碱土金属氯盐结晶。
3、具体的，所述絮凝沉淀工艺段的具体工艺为：通过絮凝和过滤工艺，分离废液中的低聚物和机械杂质，得到滤渣和滤液。
4、具体的，所述共沸精馏工艺段的具体工艺为：在滤液中加入共沸剂，输送至一级共沸精馏塔中，通过共沸精馏工艺，除去废液中的水分，得到含有共沸剂和水的塔顶馏出物d1以及含有共沸剂、有机溶剂、碱土金属氯盐的塔釜混合液f1。
5、具体的，所述“精馏+蒸发结晶”工艺段的具体工艺为：通过“精馏+蒸发结晶”工艺将塔釜混合液f1中的共沸剂、有机溶剂、碱土金属氯盐分离，获得靠近塔釜的气相出料，冷凝后得到高纯度有机溶剂，以及浓缩碱土金属氯盐溶液，结晶后得到碱土金属氯盐产品。
6、具体的，所述芳纶生产废液的具体组成按质量计为：有机溶剂20％～40％，碱土金属氯盐0.2％～3％，低聚物0.1％～2％，其余为水。
7、具体的，所述有机溶剂为n,n-二甲基乙酰胺(dmac)或n-甲基吡咯烷酮(nmp)；所述碱土金属氯盐为氯化锂或氯化钙。
8、进一步的，所述共沸剂为异丁醇、正丁醇、异戊醇、正戊醇、二甲苯、二氯乙烷中的一种或多种。
9、进一步的，所述共沸剂与滤液的质量比为0.1～2∶1。
10、优选的，共沸精馏工艺段后还设置有“冷凝+油水分离”工艺段，将塔顶馏出物d1中的共沸剂和水相分离，共沸剂循环利用；所述“冷凝+油水分离”工艺段后，还设置有次级或多级共沸精馏塔，用于共沸剂的进一步分离回收。
11、进一步的，所述“精馏+蒸发结晶”工艺段(简称工艺段s3)包括以下具体环节：
12、s3-1：将塔釜混合液f1进行初级精馏，获得含有共沸剂和有机溶剂的塔顶馏出物d3以及含有有机溶剂和碱土金属氯盐的塔釜混合液f3：
13、s3-2：将塔釜混合液f3输送至蒸发器中，获得有机溶剂蒸汽及浓缩碱土金属氯盐溶液；
14、s3-3：将塔顶馏出物d3和有机溶剂蒸汽进行二级精馏，获得塔顶馏出物d4，即高浓度共沸剂；获得靠近塔釜的气相出料，冷凝后得到高纯度有机溶剂；
15、s3-4：将浓缩碱土金属氯盐溶液输送至结晶釜中，降温结晶，过滤后获得碱土金属氯盐产品。
16、与现有技术相比，本专利技术至少可实现如下有益效果之一：
17、1、本专利技术提供的回收方法回收效率高，产品纯度好；且能实现有机溶剂和碱土金属氯盐的同时回收。
18、本专利技术先用絮凝剂与废液中的低聚物作用，使得低聚物絮凝析出，然后过滤分离出低聚物和机械杂质，预防低聚物和机械杂质在废液进一步精馏时析出积累与堵塞设备，可以大幅度提高精馏效果；也预防低聚物进入浓缩与结晶处理单元，影响结晶盐的纯度，也预防低聚物进入到最后精馏塔塔釜，导致最后需要处理的塔釜残渣量数量庞大，成本大幅增加。系统中引入了共沸剂，降低物料沸点，同时待处理物料中只需要水与共沸剂按共沸比蒸出塔，不需要所有的物料达到沸点精馏，直接地减少了能源消耗和提高了处理效率，最后在精馏阶段主要是醇与有机溶剂的分离，两种物料沸点相差很大，分离容易，分离效果佳，产品纯度高；在系统中增加了盐溶液浓缩与结晶处理单元，实现了溶剂与盐同时回收，而盐的回收使用结晶操作方法，确保了最终产品的高纯度。
19、2、本专利技术提供的回收方法不引入萃取剂，所采用的共沸剂毒性低，且可以循环利用，二次污染风险低，环境友好。
20、现在较多使用的萃取精馏路线中，多使用萃取效果好的氯仿。但氯仿对人体和对环境都有害。首先它有较大毒性，对人类对动物有一定的致畸至突变性，是2b类致癌物清单中物质，可疑人类致癌物；其次它是有毒有害水污染物名录中的物质，在地下水中有蓄积作用，会污染饮用水，食品及疏菜，破坏敏感水生生物的呼吸系统；也易制毒化学品。在萃取操作萃余相中氯仿会有100～5000ppm残留量，对人类有害或致环境二次污染。本专利技术使用的共沸剂，如异丁醇毒性很低，甚至可用作食用香料，同时较易由生物降解。
21、现有技术中的蒸发-精馏工艺中，废水需要全部蒸发以分离溶解于废水中的高沸点物质(低聚物，盐和其他杂质)和低沸点物质(主要是水和溶剂)。因为溶剂的沸点高，而水的蒸发潜热大，含量也多，所以蒸发时间长，能源消耗大，经长时间的加热物料也会分解成小分子醋酸和二甲胺，降低了产品的质量和收率。
22、本专利技术中使用的共沸剂多数为含有3～6个碳原子的醇类，还有少数苯类和二氯乙烷。沸点在80～140度之间，在常态下稳定性好。它们与水共沸点都低于水的沸点，约在70～95度，共沸比例高(水含量在15～50％)，在操作时不需要使用蒸发，只需共沸带出混合物中的水或醇即可，同时与水共沸出来后共沸剂本身与水之间的相溶性低，利于后续分离再用(比如通过油水分离器简单分离)，而共沸剂进行不断循环使用，从而降低了能源消耗，提高了回收率。
23、从上述几个方面综合考虑，本专利技术所采用的共沸剂共沸比例较高，同时共沸点较低，能源消耗相对低，并且它本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种芳纶生产废液中有机溶剂和碱土金属氯盐的回收方法，其特征在于：所述回收方法包括三个工艺段，依次为絮凝沉淀工艺段、共沸精馏工艺段、“精馏+蒸发结晶”工艺段，获得纯净的高浓有机溶剂和碱土金属氯盐结晶。
2.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，所述絮凝沉淀工艺段的具体工艺为：通过絮凝和过滤工艺，分离废液中的低聚物和机械杂质，得到滤渣和滤液。
3.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，所述共沸精馏工艺段的具体工艺为：
4.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，所述“精馏+蒸发结晶”工艺段的具体工艺为：通过“精馏+蒸发结晶”工艺将塔釜混合液F1中的共沸剂、有机溶剂、碱土金属氯盐分离，获得靠近塔釜的气相出料，冷凝后得到高纯度有机溶剂，以及浓缩碱土金属氯盐溶液，结晶后得到碱土金属氯盐产品。
5.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于：所述芳纶生产废液的具体组成按质量计为：有机溶剂20％～40％，碱土金属氯盐0.2％～3％，低聚物0.1％～2％，其余为水。
6.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于：所述有机溶剂
7.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于：所述共沸剂为异丁醇、正丁醇、异戊醇、正戊醇、二甲苯、二氯乙烷中的一种或多种。
8.根据权利要求3所述的回收方法，其特征在于：所述共沸剂与滤液的质量比为0.1～2∶1。
9.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于：共沸精馏工艺段后还设置有“冷凝+油水分离”工艺段，将塔顶馏出物D1中的共沸剂和水相分离，共沸剂循环利用；所述“冷凝+油水分离”工艺段后，还设置有次级或多级共沸精馏塔，用于共沸剂的进一步分离回收。
10.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于：
...【技术特征摘要】
1.一种芳纶生产废液中有机溶剂和碱土金属氯盐的回收方法，其特征在于：所述回收方法包括三个工艺段，依次为絮凝沉淀工艺段、共沸精馏工艺段、“精馏+蒸发结晶”工艺段，获得纯净的高浓有机溶剂和碱土金属氯盐结晶。
2.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，所述絮凝沉淀工艺段的具体工艺为：通过絮凝和过滤工艺，分离废液中的低聚物和机械杂质，得到滤渣和滤液。
3.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，所述共沸精馏工艺段的具体工艺为：
4.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，所述“精馏+蒸发结晶”工艺段的具体工艺为：通过“精馏+蒸发结晶”工艺将塔釜混合液f1中的共沸剂、有机溶剂、碱土金属氯盐分离，获得靠近塔釜的气相出料，冷凝后得到高纯度有机溶剂，以及浓缩碱土金属氯盐溶液，结晶后得到碱土金属氯盐产品。
5.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于：所述芳纶生产废液的具体组...
【专利技术属性】
技术研发人员：梅李超，刘庆备，张林，王玉萍，高欢，赵润，朱啸寒，
申请(专利权)人：江苏新视界先进功能纤维创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：
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