申请日 20201022
公开（公告）日 20210129
IPC分类号 C02F9/04; C07D223/10; C07D201/16; C02F1/44
摘要
本发明公开了一种己内酰胺废水浓缩回收处理方法，包括：S1：将含有己内酰胺的废水通过第一过滤器过滤，除去部分固体杂质的废水流入循环水箱中；S2：所述循环水箱流出的废水经进料泵流入第二过滤器，所述第二过滤器对废水进行过滤；S3：所述第二过滤器流出的废水流入换热器，对废水进行换热；S4：所述换热器流出的废水流入加压泵，所述加压泵对废水加压后流入第三过滤器，所述第三过滤器用于对废水进行过滤并截留废水中的己内酰胺，所述第三过滤器截留的己内酰胺浓缩液流入所述循环水箱；所述步骤S2‑S4循环进行，当所述循环水箱中废水中己内酰胺的浓度达到设定范围时，将所述循环水箱中的废水排出。上述方法能够获得高浓度的浓缩液。
权利要求书
1.一种己内酰胺废水浓缩回收处理方法，其特征在于，包括：
S1：将含有己内酰胺的废水通过第一过滤器过滤，除去废水中的部分固体杂质，除去部分固体杂质的废水流入循环水箱中；
S2：所述循环水箱流出的废水经进料泵流入第二过滤器，所述第二过滤器对废水进行过滤，除去废水中的部分固体杂质；
S3：所述第二过滤器流出的废水流入换热器，所述换热器对废水进行换热以将废水的温度维持在设定温度范围内；
S4：所述换热器流出的废水流入加压泵，所述加压泵对废水加压后流入第三过滤器，所述第三过滤器用于对废水进行过滤并截留废水中的己内酰胺，所述第三过滤器截留的己内酰胺浓缩液流入所述循环水箱；
所述步骤S2-S4循环进行，当所述循环水箱中废水中己内酰胺的浓度达到设定范围时，将所述循环水箱中的废水排出；当所述循环水箱中废水量低于设定范围时，所述第一过滤器过滤的废水流入循环水箱中进行补充。
2.根据权利要求1所述的己内酰胺废水浓缩回收处理方法，其特征在于，所述循环水箱内设置有液位计和温度计，所述液位计用于检测所述循环水箱中废水的液位，所述温度计用于检测所述循环水箱中废水的温度；
当所述液位计检测到所述循环水箱中废水的液位大于所述循环水箱总液位的4/5时，所述第一过滤器过滤的废水停止流入循环水箱中；当所述液位计检测到所述循环水箱中废水的液位在所述循环水箱总液位的3/5-4/5范围内时，所述第一过滤器过滤的废水流入循环水箱中；当所述液位计检测到所述循环水箱中废水的液位小于所述循环水箱总液位的1/2时，停止废水的回收处理；
当所述温度计检测到所述循环水箱中废水的温度高于80℃时，停止废水的回收处理。
3.根据权利要求1所述的己内酰胺废水浓缩回收处理方法，其特征在于，在所述进料泵和第二过滤器之间的管路上设置有用于检测管路内废水压力的第一压力传感器，在所述第二过滤器和换热器之间的管路上设置有用于检测管路内废水压力的第二压力传感器；所述第二过滤器是袋式过滤器，当所述第一压力传感器和第二压力传感器的检测的压力差值大于0.1MPa时，更换所述袋式过滤器的滤袋。
4.根据权利要求1所述的己内酰胺废水浓缩回收处理方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述设定温度范围是80-90℃。
5.根据权利要求1所述的己内酰胺废水浓缩回收处理方法，其特征在于，所述加压泵用于将废水压力加压至1.5-2MPa。
6.根据权利要求5所述的己内酰胺废水浓缩回收处理方法，其特征在于，在所述加压泵和所述换热器之间的管路上设置有用于检测管路内废水压力的第三压力传感器，在所述加压泵和所述第三过滤器之间的管路上设置有用于检测管路内废水压力的第四压力传感器；
当所述第三压力传感器检测的压力小于0.1MPa时，发出警报；当所述第四压力传感器检测的压力大于2MPa时，停止废水的回收处理。
7.根据权利要求1所述的己内酰胺废水浓缩回收处理方法，其特征在于，流入所述第一过滤器的废水中己内酰胺的浓度为0.1-0.5wt％，当所述循环水箱中废水中己内酰胺的浓度达到10wt％时，将所述循环水箱中的废水排出。
8.根据权利要求1所述的己内酰胺废水浓缩回收处理方法，其特征在于，所述第三过滤器截留的己内酰胺浓缩液流入所述循环水箱的流量小于4m3/h。
9.根据权利要求1所述的己内酰胺废水浓缩回收处理方法，其特征在于，所述第一过滤器是微滤膜组件或超滤膜组件；和/或，所述第二过滤器是袋式过滤器、折叠滤芯过滤器或熔喷式滤芯过滤器；和/或，所述第三过滤器是反渗透膜组件或纳滤膜组件；和/或，所述进料泵是变频水泵。
10.根据权利要求1所述的己内酰胺废水浓缩回收处理方法，其特征在于，在所述第三过滤器和循环水箱之间的管路上设置有用于手动调节所述第三过滤器的运行压力的手动阀。
说明书
己内酰胺废水浓缩回收处理方法
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，尤其涉及一种己内酰胺废水浓缩回收处理方法。
背景技术
己内酰胺(Caprolactam，简称CPL；IUPAC名是：Azepan-2-one；CAS号为105-60-2)的分子式是C6H11NO(分子量113.16)，外观为白色粉末或结晶体，具有薄荷及丙酮气味，有油性手感，溶于水、氯化溶剂、石油烃、环己烯、苯、甲醇、乙醇、乙醚等溶剂。
己内酰胺是重要的有机化工原料之一，主要用途是通过聚合生成聚酰胺切片(通常叫尼龙-6切片，或锦纶-6切片)，可进一步加工成锦纶纤维、工程塑料、塑料薄膜。尼龙-6切片随着质量和指标的不同，有不同的侧重应用领域。己内酰胺绝大部分用于生产聚己内酰胺，后者约90％用于生产合成纤维，即卡普隆，10％用做塑料，用于制造齿轮、轴承、管材、医疗器械及电气、绝缘材料等。也用于涂料、塑料剂及少量地用于合成赖氨酸等；还主要用于制取己内酰胺树脂、纤维和人造革等，也用作医药原料。
己内酰胺的生产工艺流程长，副产物和中间产物多，废水成分复杂，毒性高。进入废水的主要成分有环己酮、环己烷、环己醇、苯、有机酸、己内酰胺、环己酮肟、氨氮及镍等。低浓度的己内酰胺废水产量占总废水产量的55-72％，这部分水由于己内酰胺单体含量太低直接进入蒸发系统需要耗费大量的蒸汽，能耗太高，回收成本很高，因此一般当做废水放掉，这样不仅污染了环境，又浪费了资源。
浓缩液直接回用工艺是最早也是目前国内外对萃取水中己内酰胺进行回收处理应用最广的一种工艺。其处理过程是将己内酰胺生产过程中产生的废水如聚合反应器塔顶冷凝液、铸带废水、萃取水、单体抽吸及喷淋洗涤废水等，经三效蒸发浓缩得到己内酰胺和低聚物含量约80％左右的浓缩液，并将这些浓缩液直接回用于聚合生产。这种工艺操作方便，能耗较小，能过有效降低己内酰胺的单耗；但蒸发过程中会有低聚物析出，尤其是经三效蒸发后的浓缩液，因其浓度较高更易析出大量的低聚物，造成管道堵塞和回收己内酰胺量减少，因此只能用于低端产品生产，不能用于民用纺丝。
膜分离是借助膜的选择透过性，在推动力(压力差、浓度差、温度差、电位差等)的作用下，使混合物中的一种或多种组分透过膜，达到对混合物的分离并实现产物的提取、纯化、浓缩、分级或富集等目的的一种新型分离过程，是一种速率控制分离过程。膜分离技术作为分离、浓缩、提纯及净化技术，具有分离效率高、操作方便、设备紧凑、工作环境安全、节能等优点，与其他传统的分离提纯技术相比具有无可比拟的优势。
公告号为CN101570503B的中国专利公开了一种低浓度己内酰胺水溶液的浓缩方法，适合于浓缩尼龙6聚合生产中产生的低浓度己内酰胺水溶液。该方法包括：收集罐中的低浓度己内酰胺水溶液未除杂质直接经进料泵进入冷却器冷却，在经细过滤器和精密过滤器过滤后，由高压泵送入反渗透模组和纳滤模组，CN101570503B的浓缩方法存在的问题是，未除杂质的低浓度己内酰胺水溶液容易堵塞进料泵和冷却器，造成系统故障，安全性降低，此外，浓缩液在纳滤膜组处直接向外排出，很难获得高浓度的浓缩液。
发明内容
本发明提供了解决上述问题的一种己内酰胺废水浓缩回收处理方法，该方法安全性高，能够获得高浓度的浓缩液。
本发明采用以下技术方案实现：
一种己内酰胺废水浓缩回收处理方法，包括：
S1：将含有己内酰胺的废水通过第一过滤器过滤，除去废水中的部分固体杂质，除去部分固体杂质的废水流入循环水箱中；
S2：所述循环水箱流出的废水经进料泵流入第二过滤器，所述第二过滤器对废水进行过滤，除去废水中的部分固体杂质；
S3：所述第二过滤器流出的废水流入换热器，所述换热器对废水进行换热以将废水的温度维持在设定温度范围内；
S4：所述换热器流出的废水流入加压泵，所述加压泵对废水加压后流入第三过滤器，所述第三过滤器用于对废水进行过滤并截留废水中的己内酰胺，所述第三过滤器截留的己内酰胺浓缩液流入所述循环水箱；
所述步骤S2-S4循环进行，当所述循环水箱中废水中己内酰胺的浓度达到设定范围时，将所述循环水箱中的废水排出；当所述循环水箱中废水量低于设定范围时，所述第一过滤器过滤的废水流入循环水箱中进行补充。
优选地，所述循环水箱内设置有液位计和温度计，所述液位计用于检测所述循环水箱中废水的液位，所述温度计用于检测所述循环水箱中废水的温度；
当所述液位计检测到所述循环水箱中废水的液位大于所述循环水箱总液位的4/5时，所述第一过滤器过滤的废水停止流入循环水箱中；当所述液位计检测到所述循环水箱中废水的液位在所述循环水箱总液位的3/5-4/5范围内时，所述第一过滤器过滤的废水流入循环水箱中；当所述液位计检测到所述循环水箱中废水的液位小于所述循环水箱总液位的1/2时，停止废水的回收处理；
当所述温度计检测到所述循环水箱中废水的温度高于80℃时，停止废水的回收处理。
优选地，在所述进料泵和第二过滤器之间的管路上设置有用于检测管路内废水压力的第一压力传感器，在所述第二过滤器和换热器之间的管路上设置有用于检测管路内废水压力的第二压力传感器；所述第二过滤器是袋式过滤器，当所述第一压力传感器和第二压力传感器的检测的压力差值大于0.1MPa时，更换所述袋式过滤器的滤袋。
优选地，所述步骤S3中，所述设定温度范围是80-90℃。
优选地，所述加压泵用于将废水压力加压至1.5-2MPa。
优选地，在所述加压泵和所述换热器之间的管路上设置有用于检测管路内废水压力的第三压力传感器，在所述加压泵和所述第三过滤器之间的管路上设置有用于检测管路内废水压力的第四压力传感器；
当所述第三压力传感器检测的压力小于0.1MPa时，发出警报；当所述第四压力传感器检测的压力大于2MPa时，停止废水的回收处理。
优选地，流入所述第一过滤器的废水中己内酰胺的浓度为0.1-0.5wt％，当所述循环水箱中废水中己内酰胺的浓度达到10wt％时，将所述循环水箱中的废水排出。
优选地，所述第三过滤器截留的己内酰胺浓缩液流入所述循环水箱的流量小于4m3/h。
优选地，所述第一过滤器是微滤膜组件或超滤膜组件；和/或，所述第二过滤器是袋式过滤器、折叠滤芯过滤器或熔喷式滤芯过滤器；和/或，所述第三过滤器是反渗透膜组件或纳滤膜组件；和/或，所述进料泵是变频水泵。
优选地，在所述第三过滤器和循环水箱之间的管路上设置有用于手动调节所述第三过滤器的运行压力的手动阀。
与现有技术相比，本发明的有益效果至少包括：
本发明的己内酰胺废水浓缩回收处理方法中，先对含有己内酰胺的废水进行过滤，除去废水中的大部分固体杂质，保证后续处理过程中基本无大颗粒杂质，不会堵塞后续的过滤膜元件、管路和设备，系统运行的安全性高。同时，己内酰胺废水浓缩过程循环进行，直到循环水箱的废水中己内酰胺的浓度达到设定范围才排出，因此，能够获得高浓度的浓缩液。
此外，上述方法能够低成本回收废水中的己内酰胺，不需蒸发、蒸馏，尤其是采用微滤/超滤、反渗透膜进行过滤操作，能耗低，浓缩倍数高，实现了大部分物质的回收利用，工序比较简单，管理较方便，并且不产生污染。现有的浓缩方法需要先将物料降温，浓缩后再升温制成固体，本发明的浓缩过程是在高温条件下进行，可直接处理较高温度的原废水，为最终的固体提取提供了必要温度条件，与现有方案相比，不需要先降温再升温，能耗显著降低。
发明人 （何铁峰;卢松军;朱磊;）