[发明专利]从制药废液中回收二甲基乙酰胺的方法、设备及热耦合方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种从制药废液中回收二甲基乙酰胺的方法、设备及热耦合方法，属于制药行业分离领域。

背景技术

二甲基乙酰胺（DMAC），分子式CH3CON(CH3)2，分子量：87.12，CAS号：127-19-5。其沸点为166℃，密度为0.9366kg/m3。为无色透明液体，可燃，能与水、醇、醚、酯、苯、三氯甲烷和芳香化合物等有机溶剂任意混合。二甲基乙酰胺能溶解多种化合物，并能与水、醚、酮、酯等完全互溶，具有热稳定性高、不易水解、腐蚀性低、毒性小等特点，应用广泛。

在制药等行业中DMAC作为优良的有机溶剂被广泛应用，比如在生产抗生素头孢等产品中就使用其作为溶剂。但是在使用过程中，会产生大量的DMAC废水，一般含有DMAC为20-35%，水60-70%，其余有10%左右的轻组分有机溶剂（比如乙酸乙酯，二氯甲烷等）和溶解的无机盐等。这类废液需要进行回收处理，其中DMAC和轻组分有机溶剂回收后可以进一步返回到相应工段，从而减少溶剂的使用量，回收的废水可以进入污水处理系统进一步处理，满足环保要求。

由于制药行业的特殊性废水中既有比DMAC轻的组分又有盐重组分等重废物，所以造成了回收困难，同时因为DMAC沸点偏高，回收时需要把前面馏分均蒸馏完毕后才能回收，按照传统工艺进行回收，需要消耗大量的蒸汽和冷却水，从而大大增加了整个工艺的成本。

目前对于制药废液DMAC的回收，现有方法是采用间歇蒸馏方法进行回收，从中依次蒸馏出轻组分溶剂、水和DMAC，然后把底部的盐放出再处理。

由于DMAC比水的沸点高，采用这种方法进行回收，需要蒸发大量的水，而水的潜热较大，因此这种方法处理废水能耗较大，经济性较差；同时间歇蒸馏过程中盐经常堵塞换热器，设备寿命较短。

在当前国家全行业实施节能减排、低碳经济的大环境下，如何能够高效分离回收和过程能量优化利用是进行DMAC溶剂回收的关键所在。根据工艺技术要求和业主提供的数据，结合与客户进一步的交流，最终采用DMAC的多效精馏回收工艺设计方案。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中的缺点，优化工艺路线，节省能耗，提供一种设计合理，生产过程和产品质量易于控制的从制药废液中回收二甲基乙酰胺的方法和设备。

本发明的具体技术方案如下：

针对制药过程中含二甲基乙酰胺的废液，采用精馏-结晶-过滤联合工艺，以获得高纯度的二甲基乙酰胺，轻组分有机溶剂和盐等，并提出一种制药废液中二甲基乙酰胺的回收方法和设备，同时设备中采用热耦合技术，该发明较现有技术可以大幅度降低能耗，减少操作费用。

从制药废液中回收二甲基乙酰胺的设备，包括有脱轻塔2，Ⅰ级脱水塔6，刮板蒸发器9，结晶釜10，板框过滤机11，Ⅱ级脱水塔13，DMAC产品塔16；其脱轻塔2塔顶连接脱轻塔冷凝器3，脱轻塔冷凝器连接分相器4，脱轻塔塔釜连接脱轻塔再沸器5，脱轻塔中间设置物料进口，物料进口前设置原料预热器1，脱轻塔塔釜连接Ⅰ级脱水塔6，Ⅰ级脱水塔塔釜设置Ⅰ级脱水塔再沸器7，Ⅰ级脱水塔塔釜出料口连接刮板蒸发器9，刮板蒸发器上部连接Ⅱ级脱水塔13，下部连接结晶釜10，结晶釜出料口间接板框过滤机11，Ⅱ级脱水塔上部连接Ⅱ级脱水塔塔顶冷凝器14，Ⅱ级脱水塔下部设置Ⅱ级脱水塔再沸器12，Ⅱ级脱水塔塔釜连接DMAC产品塔16，DMAC产品塔塔顶连接DMAC产品塔塔顶冷凝器17，DMAC产品塔下部连接DMAC产品塔塔釜再沸器19。

采用本发明的设备从制药废液中回收二甲基乙酰胺的方法，将含有DMAC的废液A经原料预热器1预热后进入脱轻塔2中部，塔顶物料冷凝后进入分相器，有机相乙酸乙酯B作为轻组分溶剂采出；塔底为含水和盐的DMAC废液物料进入I级脱水塔中部，I级脱水塔塔底物料从刮板蒸发器9的顶部进入刮板蒸发器，同时开启真空系统并控制压力在10KPa条件下，通过调节刮板转速和底部物料出口温度控制物料不在蒸发器中结晶，进行脱除盐和重组分，底部排出的重组分进入结晶釜10，经结晶后无机盐以晶体形式析出，带有无机盐颗粒的溶液进入板框过滤器。经过板框过滤器过滤得到无机盐颗粒E和DMAC溶液，溶液返回刮板蒸发器进一步蒸发精制；顶部的轻组分气相进入减压脱水精馏塔Ⅱ级脱水塔13中部；在减压精馏塔Ⅱ级脱水塔中，塔顶脱除剩余的水分，塔底为DMAC和微量的重组分物料；从减压脱水精馏塔Ⅱ级脱水塔底部出来的物料进入DMAC产品塔中部，塔顶得到DMAC产品，塔底为釜残液D。