一种回收脱漆剂废液中N-甲基甲酰胺和二乙二醇单甲醚的方法与流程

本发明属于溶剂回收领域，具体涉及一种回收脱漆剂废液中n-甲基甲酰胺和二乙二醇单甲醚的方法。

背景技术：

脱漆剂是一种由高溶解力溶剂配制而成的混合液体，具有极强的溶解漆膜的能力，可用于醇酸、硝基、环氧、聚酯、聚氨酯等多种油漆，粉末涂料，外墙涂料等的脱除。

传统脱漆剂主要成分为氯代烷烃和苯类化合物，虽然能高效地脱除基体上的漆膜，但由于其高毒高污染，给环境造成污染并给操作人员造成身体伤害。近年来，已开发出多种新型的、低污染的环保型脱漆剂，其中以低毒低挥发性的二乙二醇单甲醚为主溶剂、n-甲基甲酰胺为第二溶剂的新型环保型脱漆剂，与传统的二氯甲烷型脱漆剂相比，不但具有低污染、环境友好等特点，而且保留了脱漆时间短、效率高及效果好等优点，广泛应用于工程塑料脱漆、玻璃脱漆和液晶面板脱漆等过程。

脱漆剂在脱漆工序完成之后，会产生大量的脱漆剂废液。以含二乙二醇单甲醚和n-甲基甲酰胺的脱漆剂为例，脱漆完后产生的脱漆剂废液主要含有n-甲基甲酰胺、二乙二醇单甲醚、少量的水和一甲胺以及微量的金属离子，不管是直接丢弃或者是焚烧处理，都会产生大量的二次污染和浪费。对脱漆剂废液进行回收是有效减少环境污染，实现资源回收的最好方法。n-甲基甲酰胺和二乙二醇单甲醚常压下沸点分别是199.5℃和193.6℃，两者不存在共沸，但沸点很接近，通过普通精馏难以实现分离，需采用特殊精馏，如萃取精馏、共沸精馏或加盐精馏等。然而萃取精馏、共沸精馏或者加盐精馏的分离效率都比较低，导致回收成本较高。

萃取隔壁精馏塔是在上世纪八十年代发展起来的一种新的精馏塔，通过在传统精馏塔的中间位置放置一块竖直的分隔板，使得其比传统精馏塔可节能30％，节省投资30％。

目前暂未有采用萃取隔壁精馏塔分别回收脱漆剂废液中n-甲基甲酰胺和二乙二醇单甲醚的报道。

技术实现要素：

(一)所要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种回收脱漆剂废液中n-甲基甲酰胺和二乙二醇单甲醚的方法。

(二)技术方案

为了实现上述目的，本发明采用如下方案：

一种回收脱漆剂废液中n-甲基甲酰胺和二乙二醇单甲醚的方法，包括以下步骤，

s1：将脱漆剂废液泵入萃取隔壁精馏塔4的主塔1精馏段下部进料口，萃取剂泵入所述萃取隔壁精馏塔4的主塔1精馏段的上部进料口，在操作条件下气液在所述萃取隔壁精馏塔4内进行传质，所述主塔1顶部上升的蒸汽经主塔冷却器9实现冷凝相变，冷凝的物料为二乙二醇单甲醚粗品，所述二乙二醇单甲醚粗品一部分回流进入萃取隔壁精馏塔4，所述二乙二醇单甲醚粗品另一部分进入二乙二醇单甲醚精制塔7；从所述主塔1下降的液体进入所述萃取隔壁精馏塔4的公共提馏段3，经所述萃取隔壁精馏塔4的副塔2精馏段，n-甲基甲酰胺、萃取剂和高沸物在所述副塔2内进行气液传质交换，所述副塔2顶部上升的蒸汽经副塔冷却器10实现冷凝相变，冷凝的物料为n-甲基甲酰胺粗品，所述n-甲基甲酰胺一部分回流进入萃取隔壁精馏塔4，所述n-甲基甲酰胺另一部分进入n-甲基甲酰胺精制塔5；所述萃取隔壁精馏塔4的公共提馏段3下部为萃取剂，经冷却器12冷却后返回至所述萃取隔壁精馏塔4的主塔1精馏段上部进料口循环使用，定期排出部分萃取剂进行再生，并补充少量新鲜的萃取剂；

s2：所述萃取隔壁精馏塔4的主塔1顶部物料泵入所述二乙二醇单甲醚精制塔7进行精制，所述二乙二醇单甲醚精制塔(7)塔顶上升的蒸汽经二乙二醇单甲醚精制塔7冷凝器16实现冷凝相变，冷凝的物料为轻组分，所述轻组分包含有一甲胺、水和少量二乙二醇单甲醚，所述轻组分的一部分回流进入所述二乙二醇单甲醚精制塔7，所述轻组分的另一部分排出萃取隔壁精馏系统，所述二乙二醇单甲醚精制塔7提馏段下部侧线采出的气相进入二乙二醇单甲醚脱金属塔8进行消除雾沫夹带和金属离子，然后进入所述二乙二醇单甲醚脱金属塔8侧线冷凝器18实现冷凝相变，冷凝的物料为二乙二醇单甲醚产品，所述二乙二醇单甲醚精制塔7塔釜为高沸物，定期排出萃取隔壁精馏系统；

s3：所述萃取隔壁精馏塔4的副塔2顶部物料泵入所述n-甲基甲酰胺精制塔5进行精制，所述n-甲基甲酰胺精制塔5塔顶上升的蒸汽经所述n-甲基甲酰胺精制塔5的冷凝器13实现冷凝相变，冷凝的物料为轻组分，所述轻组分包含有一甲胺、水、少量的n-甲基甲酰胺和少量的二乙二醇单甲醚，所述轻组分一部分回流进入所述n-甲基甲酰胺精制塔5，所述轻组分另一部分排出萃取隔壁精馏系统，所述n-甲基甲酰胺精制塔5提馏段下部侧线采出的气相进入n-甲基甲酰胺脱金属塔6进行消除雾沫夹带和金属离子，然后进入所述n-甲基甲酰胺脱金属塔6侧线冷凝器15实现冷凝相变，冷凝的物料为n-甲基甲酰胺，所述n-甲基甲酰胺精制塔5塔釜为高沸物，定期排出萃取隔壁精馏系统；所述脱漆剂废液中n-甲基甲酰胺的质量百分含量不低于45％，所述脱漆剂废液中二乙二醇单甲醚的质量百分含量不低于42％；所述精制的操作条件为：n-甲基甲酰胺精制塔(5)操作压力为1.0～4.0kpa，n-甲基甲酰胺精制塔(5)塔顶温度为52～73℃，n-甲基甲酰胺精制塔(5)塔底温度为95-104℃，n-甲基甲酰胺精制塔(5)塔顶回流比为3.2～8.5。

优选的，所述萃取隔壁精馏塔4内部的中上部分设置有一个竖直的隔板37，所述隔板37的顶部与所述萃取隔壁精馏塔4的顶部相连，所述隔板37将所述萃取隔壁精馏塔4内部分为三个区域：位于萃取隔壁精馏塔4中上部且所述隔板37的一侧的主塔1、位于萃取隔壁精馏塔4中上部且所述隔板37的另一侧的副塔2以及位于萃取隔壁精馏塔4下部的公共提馏段3；所述萃取隔壁精馏塔4的塔内件类型包括塔板、填料或者塔板与填料的组合，所述萃取隔壁精馏塔4中主塔1精馏段理论板数为16～42，所述萃取隔壁精馏塔4中副塔2精馏段理论板数为15～40，所述萃取隔壁精馏塔4中公共提馏段3理论板数为12～38。

更优选的，所述隔板37在萃取隔壁精馏塔4中为偏心设置，使得副塔2与主塔1的横截面积比不低于0.32并且小于1.0。横截面积定义为垂直于萃取隔壁精馏塔的竖直方向的截面的面积。

优选的，步骤s1中所述萃取剂为沸点(101.3kpa)不低于190℃的多元醇，选自丙三醇、季戊四醇和1,6-己二醇中的一种或几种。

优选的，步骤s1中所述操作条件为：萃取剂与脱漆剂废液进料体积比为1.5～8.0，操作压力为1.0～4.0kpa，主塔1塔顶温度为88～94℃，主塔1的塔顶回流比为1.6～4.6；副塔2塔顶温度为95-103℃，副塔2塔顶回流比为1.4～3.8；公共提馏段3的塔底温度为179～190℃。回流比是指精馏塔塔顶返回塔内的回流夜流量与塔顶产品流量的比值。

优选的，所述二乙二醇单甲醚精制塔7由精馏段和提馏段组成，所述二乙二醇单甲醚精制塔7的塔内件类型为塔板或填料，所述二乙二醇单甲醚精制塔7精馏段理论板数为12～28，所述二乙二醇单甲醚精制塔7提馏段理论板数为10～32。

优选的，所述n-甲基甲酰胺精制塔5由精馏段和提馏段组成，所述n-甲基甲酰胺精制塔5的塔内件类型为塔板或填料，所述n-甲基甲酰胺精制塔5精馏段理论板数为12～28，所述n-甲基甲酰胺精制塔5提馏段理论板数为10～32。

优选的，步骤s2中所述精制的操作条件为：二乙二醇单甲醚精制塔7操作压力为1.0～4.0kpa，二乙二醇单甲醚精制塔7塔顶温度为47～64℃，二乙二醇单甲醚精制塔7塔底温度为90～102℃，二乙二醇单甲醚精制塔7塔顶回流比为4.0～9.2。

优选的，步骤s2中所述二乙二醇单甲醚脱金属塔8的塔内件类型为填料，所述二乙二醇单甲醚脱金属塔8理论板数为8～20。

优选的，步骤s3中所述n-甲基甲酰胺脱金属塔6的塔内件类型为填料，所述n-甲基甲酰胺脱金属塔6理论板数为8～20。

(三)有益效果

和现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

(1)采用高沸点的多元醇为萃取剂，通过萃取精馏，实现沸点相接近的n-甲基甲酰胺和二乙二醇单甲醚的分离问题。

(2)通过萃取隔壁精馏塔，实现了将萃取剂、n-甲基甲酰胺和二乙二醇单甲醚的分离集成到同一个精馏塔内进行，有效地降低了分离的能耗和设备投资，与传统萃取精馏工艺相比，萃取隔壁精馏回收脱漆剂废液中n-甲基甲酰胺和二乙二醇单甲醚的工艺可节省能耗24～42％，节省设备投资22～36％；

(3)本发明中，经过萃取隔壁精馏分离，n-甲基甲酰胺精制塔侧线的n-甲基甲酰胺产品纯度不低于99.5wt％，水分含量小于0.1wt％，金属离子含量小于20ppm；二乙二醇单甲醚精制塔侧线的n-甲基甲酰胺产品纯度不低于99.4wt％，水分含量小于0.1wt％，金属离子含量小于20ppm。

附图说明

图1为本发明的萃取隔壁精馏塔回收脱漆剂废液中n-甲基甲酰胺和二乙二醇单甲醚的方法的示意图。

图中，1-主塔，2-副塔，3-公共提馏段，4-萃取隔壁精馏塔，5-n-甲基甲酰胺精制塔，6-n-甲基甲酰胺脱金属塔，7-二乙二醇单甲醚精制塔，8-二乙二醇单甲醚脱金属塔，9-萃取隔壁精馏塔主塔冷凝器，10-萃取隔壁精馏塔副塔冷凝器，11-萃取隔壁精馏塔再沸器，12-萃取剂冷却器，3-n-甲基甲酰胺精制塔冷凝器，14-n-甲基甲酰胺精制塔再沸器，15-n-甲基甲酰胺产品冷凝器，16-二乙二醇单甲醚精制塔冷凝器，17-二乙二醇单甲醚精制塔再沸器18-二乙二醇单甲醚产品冷凝器，19-回收的脱漆剂废液进料管，20-补充萃取剂进料管，21-二乙二醇单甲醚粗品出料管，22-n-甲基甲酰胺粗品出料管，23-萃取隔壁精馏塔塔釜采出管，26-萃取隔壁精馏塔再沸器进料管，26-萃取隔壁精馏塔塔釜萃取剂循环管，27-n-甲基甲酰胺精制塔塔顶采出管，28-n-甲基甲酰胺精制塔侧线气相采出管，29-n-甲基甲酰胺脱金属塔气相采出管，30-n-甲基甲酰胺产品采出管，31-n-甲基甲酰胺精制塔塔釜出料管，32-二乙二醇单甲醚精制塔塔顶采出管，33-二乙二醇单甲醚精制塔侧线气相采出管，34-二乙二醇单甲醚脱金属塔气相采出管，35-二乙二醇单甲醚产品采出管，36-二乙二醇单甲醚精制塔塔釜出料管，37-隔板。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，通过实施例对本发明进行进一步详细阐述，但并不限制本发明。

实施例1

按照图1所示：萃取隔壁精馏塔4为塔径60mm的填料塔，塔体和填料材质均为304不锈钢，填料类型为φ3mm×3mm规格的θ环填料，塔高5m，主塔1精馏段和副塔2精馏段的理论板数都为25，公共提馏段3的理论板数为26，副塔2提馏段与主塔1精馏段的横截面积比为0.5。n-甲基甲酰胺精制塔5为塔径40mm的填料塔，塔体和填料材质均为304不锈钢，填料类型为φ3mm×3mm规格的θ环填料，塔高3m，精馏段的理论板数为12，提馏段的理论板数为20。n-甲基甲酰胺脱金属塔6为塔径20mm的填料塔，塔体和填料材质均为304不锈钢，填料类型为φ3mm×3mm规格的θ环填料，塔高0.8m，理论板数为9。二乙二醇单甲醚精制塔7为塔径40mm的填料塔，塔体和填料材质均为304不锈钢，填料类型为φ3mm×3mm规格的θ环填料，塔高3m，精馏段的理论板数为12，提馏段的理论板数为20。二乙二醇单甲醚脱金属塔8为塔径20mm的填料塔，塔体和填料材质均为304不锈钢，填料类型为φ3mm×3mm规格的θ环填料，塔高0.8m，理论板数为9。

脱漆剂废液以流量5g/min进入萃取隔壁精馏塔4的主塔1精馏段下部进料口，脱漆剂废液中二乙二醇单甲醚质量百分含量为47％，脱漆剂废液中n-甲基甲酰胺质量百分含量为49％，脱漆剂废液中一甲胺质量百分含量为2.0％，脱漆剂废液中水质量百分含量为2.0％；选用丙三醇为萃取剂，其流量为15g/min，从萃取隔壁精馏塔4的主塔1精馏段上部进料口进入。萃取隔壁精馏塔4的操作条件：主塔1塔顶压力3.5kpa，主塔1塔顶温度92.6℃，主塔1回流比为1.8，副塔2塔顶温度102.7℃，副塔2回流比为2.5，塔釜温度187.8℃。n-甲基甲酰胺精制塔5的操作条件：塔顶压力3.5kpa，塔顶温度66.8℃，塔釜温度103.7℃，回流比5.0。二乙二醇单甲醚精制塔7的操作条件：塔顶压力3.5kpa，塔顶温度48.2℃，塔釜温度99.8℃，回流比4.5。

在上述条件下，n-甲基甲酰胺精制塔5侧线回收的n-甲基甲酰胺产品纯度99.7％，水分含量700ppm，金属离子含量18ppm；二乙二醇单甲醚精制塔7侧线的回收二乙二醇单甲醚产品纯度99.6％，水分含量400ppm，金属离子含量17ppm。

实施例2：

萃取隔壁精馏塔4为塔径60mm的填料塔，塔体和填料材质均为304不锈钢，填料类型为φ3mm×3mm规格的θ环填料，塔高5m，主塔1精馏段和副塔2精馏段的理论板数都为25，公共提馏段3的理论板数为26，副塔2提馏段与主塔1精馏段的横截面积比为0.5。n-甲基甲酰胺精制塔5为塔径40mm的填料塔，塔体和填料材质均为304不锈钢，填料类型为φ3mm×3mm规格的θ环填料，塔高3m，精馏段的理论板数为12，提馏段的理论板数为20。n-甲基甲酰胺脱金属塔6为塔径20mm的填料塔，塔体和填料材质均为304不锈钢，填料类型为φ3mm×3mm规格的θ环填料，塔高0.8m，理论板数为9。二乙二醇单甲醚精制塔7为塔径40mm的填料塔，塔体和填料材质均为304不锈钢，填料类型为φ3mm×3mm规格的θ环填料，塔高3m，精馏段的理论板数为12，提馏段的理论板数为20。二乙二醇单甲醚脱金属塔8为塔径20mm的填料塔，塔体和填料材质均为304不锈钢，填料类型为φ3mm×3mm规格的θ环填料，塔高0.8m，理论板数为9。

脱漆剂废液以流量为4g/min进入萃取隔壁精馏塔4的主塔1精馏段下部进料口，脱漆剂废液中二乙二醇单甲醚质量百分含量为48％，脱漆剂废液中n-甲基甲酰胺质量百分含量为49.5％，脱漆剂废液中一甲胺质量百分含量为1.0％，脱漆剂废液中水质量百分含量为1.5％；选用1,2-己二醇为萃取剂，其流量为20g/min，从萃取隔壁精馏塔4的主塔1精馏段上部进料口进入。萃取隔壁精馏塔4的操作条件：塔顶压力2.5kpa，主塔1塔顶温度88.2℃，主塔1回流比为1.7，副塔2塔顶温度95.6℃，副塔2回流比为2.0，塔釜温度180.0℃。n-甲基甲酰胺精制塔5的操作条件：塔顶压力2.5kpa，塔顶温度68.2℃，塔釜温度97.0℃，回流比4.0。二乙二醇单甲醚精制塔7的操作条件：塔顶压力2.5kpa，塔顶温度49.7℃，塔釜温度91.8℃，回流比5.5。

在上述条件下，n-甲基甲酰胺精制塔5侧线回收的n-甲基甲酰胺产品纯度99.8％，水分含量600ppm，金属离子含量18ppm；二乙二醇单甲醚精制塔7侧线回收的二乙二醇单甲醚产品纯度99.7％，水分含量300ppm，金属离子含量18ppm。

应当说明的是，以上公开实施例仅体现说明本发明的技术方案，而非用来限定本发明的保护范围，尽管参照较佳实施例对本发明做详细地说明，任何熟悉本技术领域者应当理解，在不脱离本发明的技术方案范围内进行修改或各种变化、等同替换，都应当属于本发明的保护范围。