[发明专利]回收、提纯N-甲基吡咯烷酮的装置及方法

说明书

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。

技术领域

本发明涉及化工行业技术领域，特别是涉及一种回收、提纯N-甲基吡咯烷酮的装置及方法。

背景技术

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。

发明内容

基于此，有必要针对背景技术中存在的问题，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。