[发明专利]一种三效热泵精馏法处理DMF废水的装置及方法

说明书

本发明涉及一种三效热泵精馏法处理DMF废水的装置及方法。所述装置包括一级微正压精馏系统、二级微正压精馏系统、三级低压精馏系统，和原料预热系统；其中一级微正压精馏系统、二级微正压精馏系统、三级低压精馏系统依次串连。本发明使用三个精馏塔串联的方式来回收废水中DMF，通过热泵回收精馏塔塔顶蒸汽的能量，充分发挥了节能效果。奔本发明与传统三塔精馏处理DMF废水工艺相比可节省能耗10~20%，具有显著的经济效益。

技术领域

本发明属于化工废溶剂处理回收领域，具体涉及一种三效热泵精馏法处理DMF废水的装置及方法。

背景技术

DMF全称N，N-二甲基甲酰胺，是一种常用的有机溶剂和化工原料，其能够和水、醚、醇等多种物质完全互溶，在医药、制革、石油化工、有机合成等领域有广泛的应用。在PU法制备合成革领域，DMF被作为PU树脂的溶剂大量使用。由于在合成革生产中DMF仅作为溶剂而没有参与化学反应，因此在生产工艺结束后DMF会大部分进入生产废水中，产生大量含DMF废水。

DMF价格相对昂贵，同时具有毒性，可以通过皮肤与呼吸道进入人体，对人体的肝脏、肾脏等多种器官造成损伤。若将DMF废水直接排放会引起环境破坏和经济损失，因此必须对DMF废水进行处理以回收其中的DMF。

目前合成革行业中回收废水中DMF的主要方式是精馏法，通过精馏分离回收废水中的DMF。常用的精馏工艺有三塔精馏和双塔精馏，虽然实现了蒸汽的多效利用，但总能耗依然较大，回收DMF的成本有80%用在精馏的热能消耗上。为实现节能效果，CN 106748864 A中使用双效热泵，通过热泵提高精馏塔塔顶蒸汽温度后为塔釜供能，但是其工艺中精馏塔内压力较低，仅为0.02 MPa，常见的蒸汽压缩机并不适用于压缩此压力范围内的蒸汽，缺乏可操作性。CN104130152A中采用双效热泵精馏，先利用闪蒸罐浓缩DMF废水，然后通过减压精馏塔得到产品，其工艺中把减压精馏塔塔釜出料经压缩机压缩后预热废水进料，预热后再将塔釜出料作为冷源冷却闪蒸罐塔顶蒸汽，工艺中并未通过热泵实现节能。

发明内容

为了解决DMF精馏回收中能耗高的问题，本发明提供一种三效热泵精馏法处理DMF废水的装置及方法。

一种三效热泵精馏法处理DMF废水的装置，包括一级微正压精馏系统、二级微正压精馏系统、三级低压精馏系统，和原料预热系统；其中一级微正压精馏系统、二级微正压精馏系统、三级低压精馏系统依次串连；

所述的一级微正压精馏系统包括第一精馏塔、第一机械式蒸气压缩机、第一精馏塔再沸器、第一精馏塔塔釜液泵；

所述的二级微正压精馏系统包括第二精馏塔、第二机械式蒸气压缩机、第二精馏塔再沸器、第二精馏塔塔釜液泵、第一冷凝水泵；

所述的三级低压精馏系统包括第三精馏塔、第三精馏塔再沸器、第三精馏塔塔釜液泵、第二冷凝水泵；

原料预热系统包括第一换热器，分别与第一精馏塔和第三精馏塔相连。

所述的一级微正压精馏系统中，第一精馏塔再沸器位于第一精馏塔的一侧，第一精馏塔塔釜液泵位于第一精馏塔的底部，第一机械式蒸气压缩机位于第一精馏塔的顶部；

所述的二级微正压精馏系统中，第二精馏塔再沸器位于第二精馏塔的一侧，第二精馏塔塔釜液泵位于第二精馏塔的底部，第二机械式蒸气压缩机位于第二精馏塔的顶部；第二精馏塔再沸器的底部设有第一冷凝水泵；

所述的三级低压精馏系统中，第三精馏塔再沸器位于第三精馏塔的一侧，第三精馏塔塔釜液泵位于第三精馏塔的底部；第三精馏塔再沸器的底部设有第二冷凝水泵；第一机械式蒸气压缩机与第二精馏塔再沸器相连，第二机械式蒸气压缩机与第三精馏塔再沸器相连；第一精馏塔塔釜液泵与第二精馏塔相连，第二精馏塔塔釜液泵与第三精馏塔相连。

一种用于DMF废液回收的三效热泵精馏方法，采用所述的装置，步骤如下：

1）DMF废水经过预热器预热后进入第一精馏塔中；