[發明專利]一種有機廢液的分離提純系統和分離提純方法

有效

• 申請號: 202211135077.0
• 申請日: 2022-09-19
• 公開（公告）號: CN115448406B
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發明（設計）人: 熊江磊;祺丹娜;申季剛;羅嘉豪;于紅;張浩;陳琳媛
• 申請（專利權）人: 江蘇中電創新環境科技有限公司
• 主分類號: C02F1/22
• 分類號: C02F1/22;C02F1/26;C02F101/30
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 王云

本發明公開了一種有機廢液的分離提純系統和分離提純方法，系統包括廢液槽、冷劑制造單元、鹽析單元、鹽水分離單元、冰液分離單元、冰晶收集單元和有機溶劑收集槽；分離提純方法為：廢液收集于廢液槽中，然后進入鹽析單元，加入鹽析劑使廢液中鹽析劑濃度近飽和濃度，冷劑使液體溫度降低至?50～?10℃，水分形成冰晶；混合液進入鹽水分離單元靜置分層，下層鹽析劑溶液通過管路流回鹽析單元重復利用，上層液體和冰晶的混合物進入冰晶分離單元，通過篩冰槽，物料中的液體流出進入有機溶劑收集槽，冰晶進入冰晶收集單元；本系統通過鹽析方法與冷凍技術的結合，實現了以低能耗的運作模式對鹽析劑的重復利用。

技術領域

本發明涉及一種廢液的分離提純系統和分離提純方法，特別涉及一種有機廢液的分離提純系統和分離提純方法。

背景技術

在現代工業生產領域中，有機溶劑具有不可替代的角色，其應用十分廣泛，存在脂肪族、芳香族碳化氫、酮類、脂類、氯化溶劑、醇類等各種易燃性溶劑。以電子行業為例，生產以及清洗過程中需投入大量有機溶劑，例如IPA(異丙醇)、甲醇、NMP(N-甲基吡咯烷酮)、PGME(丙二醇單甲醚)、乳酸乙酯、乙酸丁酯等，清洗過后的廢溶劑通常被排放掉，增加了污水處理的負荷同時造成資源浪費。目前工業生產大力提倡資源循環利用，電子行業作為我國重點發展產業，將持續更新迭代與擴產，制造過程中產生的廢溶劑減量和回收技術將成為未來技術領域的重點發展方向。目前有機溶劑回收的技術方法普遍利用蒸餾原理。

在電子行業生產過程中所產生的廢溶劑中，異丙醇具有較高的回收價值。在半導體集成電路制造過程中，由于集成電路的制造對于晶圓表面具有極高要求，晶圓上的微塵、金屬離子以及有機污染物需要通過大量集成電路級化學清洗劑、有機溶劑以及超純水進行清洗。晶圓在經過超純水清洗過程后，晶圓表面殘留的超純水需要通過濃度高于99％的異丙醇移除，完成干燥洗工序。半導體制造過程中包含多道晶圓清洗工序，清洗程序在全部工藝量中占有較大比重。隨著目前集成電路集成度的提高，制造工序與清洗工序也會增加，即代表著在電子行業中對于異丙醇的需求量將會隨之增大。干燥過程中異丙醇會從晶圓表面脫除水分，因此高濃度異丙醇溶液在使用后會被水分稀釋從而濃度降低，變成異丙醇稀水溶液，即廢異丙醇。以目前所提倡的循環經濟以及“零排放”工業生產的角度來看，由于廢異丙醇中所含其他污染物雜質較少，可以通過對廢異丙醇溶液進行脫水純化，重新得到高濃度的異丙醇溶液以期達到廢液資源化的目的。

異丙醇可與水任意混溶，在常壓下異丙醇沸點為82.5℃，會與水在80.3℃形成共沸物，其中異丙醇含量為87.4％。通過普通蒸餾方法難以分離出純度高于共沸組成的異丙醇，因此需引入共沸精餾、萃取精餾和薄膜滲透蒸發等方法。首先可通過共沸精餾、萃取精餾或薄膜滲透蒸發對異丙醇稀水溶液進行初步濃縮，再通過后續的精餾進一步得到高純度的異丙醇。在共沸精餾方法中，向異丙醇-水共沸體系中加入環己烷、正己烷或苯等帶水劑，破壞所形成的共沸體系，從而進一步進行精餾提純異丙醇。而萃取精餾方法則通過添加萃取劑，以改變混合物中原有組分的相對揮發度，再進一步進行精餾。精餾法需要較高的設備投資成本，在運行過程中能耗較大，并且引入其他有機組分(帶水劑或者萃取劑)，使工藝的循環使用受到影響。薄膜滲透蒸發法是一種相比較蒸餾提純更為節能的溶劑提純方法，其原理為串聯蒸餾系統與薄膜系統，所使用膜裝置主要為高分子有機材料膜與無機沸石材料薄膜。當薄膜與異丙醇稀水溶液接觸時，由于膜材料對于異丙醇的親和性，可以使異丙醇成分選擇性透過膜，同時在恒定真空狀態下，使經過滲透蒸發膜的異丙醇通過蒸發被排出，接著通過冷凝得到提純后液態的異丙醇。