[發(fā)明專利]用溶劑同時回收工業(yè)廢氣中甲苯和二甲基甲酰胺的方法及裝置

有效

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• 申請日: 2011-10-27
• 公開（公告）號: CN102503759A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發(fā)明（設計）人: 張呂鴻;張志恒;劉玉花;姜斌;肖紅
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: C07C15/06
• 分類號: C07C15/06;C07C7/12;C07C233/03;C07C231/24;B01D53/18
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 王麗

技術領域

本發(fā)明涉及廢氣中有害物質的脫除及回收方法，特別是一種從工業(yè)廢氣中回收甲苯和二甲基甲酰胺的方法，屬于工業(yè)廢氣的分離回收領域。

背景技術

在合成革、紡織、印染等行業(yè)的工業(yè)廢氣中大多同時含有二甲基甲酰胺(DMF)和甲苯混合物的氣體。以合成革行業(yè)為例，我國從20世紀50年代末開始生產人造革，1983年開始生產第二代合成革，1994年開始生產第三代超細纖維合成革。近幾年來，我國合成革工業(yè)迅猛發(fā)展，目前已經成為世界合成革生產大國、消費大國和進出口貿易大國，合成革工業(yè)正在進行世界性的調整，發(fā)達國家和地區(qū)的制造業(yè)向我國大陸轉移。

同時合成革工業(yè)也是有機廢氣排放的一個主要行業(yè)之一。在合成革生產過程中產生污染卻不容忽視，特別是大量有機廢氣、對大氣環(huán)境造成了嚴重污染。據粗略估計，未實施治理時，全國僅PU合成革每年排放到大氣中的有毒有機物達10萬噸以上。這在如江、浙等合成革工業(yè)集中的部分地區(qū)，已經造成了局部污染，嚴重影響了當地人群的身體健康。

在合成革的聚氨酯干法工藝、聚氨酯濕法工藝、后處理工藝以及超纖工藝中都會涉及到DMF和甲苯，由于DMF和甲苯作為溶劑不發(fā)生化學反應，因而量上幾乎沒有損耗，相應的產生大量含有DMF和甲苯的廢水、廢氣，給環(huán)境造成極為嚴重的污染，如何經濟有效地回收其中的DMF和甲苯并處理伴隨的廢氣，對提高企業(yè)整體經濟效益，社會效益都是非常重要的。

目前，對含有DMF和甲苯的工業(yè)廢氣，是分兩級吸收設備分別吸收甲苯和DMF。專利200410053246分兩級吸收設備分別吸收甲苯、丁酮和二甲基甲酰胺，第一級吸收設備采用二甲基甲酰胺作為吸收溶劑，吸收甲苯和丁酮；第二級吸收設備采用水作為吸收溶劑，吸收二甲基甲酰胺。通過各級配套的真空蒸發(fā)回收系統(tǒng)回收甲苯、丁酮和二甲基甲酰胺。本發(fā)明在不引入新的有機成分情況下，利用有機物溶解性和沸點的不同，實現了二甲基甲酰胺和甲苯的分離回收利用。效率高、能耗低、運行可靠，具有明顯的社會效益、環(huán)境效益和經濟效益。

雖然研究者對處理含有DMF和甲苯的工業(yè)廢氣提出了不同的方案，但是尚無用一種溶劑同時吸收DMF和甲苯的方法。

發(fā)明內容

本發(fā)明旨在找到一種溶劑并提出一種新工藝，利用水和這種溶劑同時將工業(yè)廢氣中的DMF和甲苯吸收下來，并回收其中的DMF和甲苯。

本發(fā)明的技術方案如下：

本發(fā)明為一種用溶劑同時回收工業(yè)廢氣中甲苯和二甲基甲酰胺的方法及裝置，包括：吸收塔，分離罐，第一精餾塔，第二精餾塔。

一種用溶劑同時回收工業(yè)廢氣中甲苯和二甲基甲酰胺的方法，利用水和溶劑N-甲酰嗎啉做吸收劑，水與N-甲酰嗎啉的質量配比為1∶3～5，在常壓吸收塔將廢氣中的甲苯和二甲基甲酰胺同時吸收下來，再依次采用一級減壓精餾，二級減壓精餾，回收其中的二甲基甲酰胺和甲苯。

吸收塔的工藝流程是：工業(yè)廢氣從塔底進入吸收塔，循環(huán)的N-甲酰嗎啉從吸收塔中上部進入吸收塔，循環(huán)水與補充的新鮮水混合后從塔頂進入吸收塔，工業(yè)廢氣經水和N-甲酰嗎啉吸收凈化后，達到排放標準，從塔頂排出，吸收劑與被吸收下來的甲苯和二甲基甲酰胺進入一級減壓精餾塔。

本發(fā)明的用溶劑同時回收工業(yè)廢氣中甲苯和二甲基甲酰胺的裝置，工業(yè)廢氣(5)在吸收塔(7)中經循環(huán)的N-甲酰嗎啉(4)和循環(huán)水(3)吸收后，達到排放標準的廢氣(6)從吸收塔(7)塔頂排出，吸收劑與被吸收下來的甲苯和二甲基甲酰胺流股(8)從吸收塔(7)塔底流出后進入一級減壓蒸餾塔(9)；經一級減壓精餾塔(9)分離后，塔頂輕組分為水和甲苯的混合物，經冷凝器(10)冷凝后進入分離罐(15)進行油相和水相的分離，塔釜重組分一部分經再沸器(11)返回一級減壓精餾塔(9)，另一部分采出后進入二級減壓精餾塔(14)；經二級減壓精餾塔(14)分離后，塔頂為純度大于99.9％的二甲基甲酰胺，塔底高沸物為純度大于99.9％的N-甲酰嗎啉，二級減壓精餾塔(14)塔頂產品二甲基甲酰胺經冷凝器冷凝后出裝置，二甲基甲酰胺的回收率在99％以上，塔底產品吸收劑經冷卻后進入吸收塔(7)，循環(huán)利用。

所述的吸收塔(7)的操作壓力為100～120kPa，操作溫度為31～39℃。

所述的一級減壓精餾塔(9)在壓力為15～30kPa下操作，塔頂溫度為54～70℃，塔底溫度為177～191℃。

所述的一級減壓精餾塔(9)塔頂流股(12)經分離罐(15)分離后，罐底流股(13)為純水流股，循環(huán)利用。