关于DMF回收装置技术改造

中图分类号：TU18

摘要：目前广大合成革厂家DMF回收装置工艺较为成熟，针对DMF成品品质要求，为进一步降低成品水份及酸值，提高成品品质，改进脱酸塔工艺，采用侧线采出及双回流方式。回流的冷凝液分别为塔顶冷凝液及侧线采出液。通过工艺改进有效降低成品中的水份和酸值。提高塔的操作弹性及稳定性。

关键词：DMF成品品质；双回流；侧线采出

The technological researches about DMF Recycling System

Abstract: Now, the technological about DMF Recycling System is consummate, aim at the DMF quality,by way of reduce the wet and formic acid,improve on the Deacidifying tower technological,we can make use of beside collection and both refluence manner.The liquid of refluence root in the top of the tower and beside liquid.By the way to improve the technological,reduce the wet and formicacid.incruce the tower of the operating scope and the stability.

Key words: DMFqurclity; both refluence; beside collection

1.合成革厂DMF回收的背景

湿法合成革制造工厂，在PU革的制造过程中是以DMF作为溶剂溶解PU树脂，然后浸渍或涂饰于基布的表面形成贝斯，在此过程中利用DMF与水的溶解性将DMF洗出，产生了湿法合成革制造过程中的废水。

在湿法合成革诞生初期，企业规模一般较小，产生的废水量也较少，废水不作回收处理而直接排放。但随着企业规模的扩大以及人类对环境保护意识的增强，加之对合成革生产成本的要求，便开发出DMF废水的回收技术。本套装置即以回收DMF为目的，使企业有较好的经济效益，同时对环境保护也有着重要的意义。

湿法合成革生产过程中的废水来源于生产线中凝固槽，因湿法革的品种不同，其生产工艺、配方也不尽相同，一般说来，废水中的DMF浓度约为15~20%之间。另外湿法配料所添加的各种助剂，消泡剂有机硅油等，都将不可避免地部分析出并残留于废水中，还有树脂中某些低分子产物，使溶液成为乳浊液。同时在生产中，色粉、木粉、碳酸钙等粉状填料也有少量析出，与布毛等机械杂质悬浮于水中。再有水中的钙、镁离子也是不可忽视的成份，这些除DMF与水以外的成分构成了废水中的固形份。

2.DMF的精馏操作原理

DMF与水是利用蒸馏方法分离的。蒸馏是利用溶液中各组分蒸汽压的差异或沸点的差异使组分得到分离的。而气、液相物热平衡关系，是双组分得以分离的基础。

从平衡角度看，两相开始接触时是不平衡的，若以板上的液相组成为参考状况，则与之相接触的气相中易挥发组分的浓度较平衡时为小，故液相中易挥发的组分将向气相中转移。同时气相中难挥发组分就向液相中转移，直到平衡为止。所以每层塔盘上既有热量的传递，也有质量的传递，气、液两相在塔中逆流接触，多次的部分气化和部分冷凝，使混合液得到分离。

3.现行工艺的改进及对比

现行的DMF回收装置经过十几年的发展历程，运行设备基本上已经比较完善，经历了由单塔单效到双塔双效再到三塔三效装置的节能新工艺，装置改进的同时，一方面提高产量，同时也节约了能耗，传统的双塔DMF回收要比三塔DMF回收节约能耗35%以上[1]。降低能耗的同时产品的品质也得到较大提升。但是新的问题出现，广大合成革厂对溶解树脂的DMF品质要求较严，成品中水份及酸度往往超标。在现行三效装置中，新增脱酸塔，对99%的DMF进行脱酸脱水处理。因DMF分解成甲酸和二甲胺，甲酸沸点100.6℃，[2]甲酸在高温时能与DMF形成高沸物温度为162.4℃。[3] 现行设计的脱酸塔采用侧线采出方式，既满足水份的要求也满足酸值的要求。但因其操作弹性相对较小，有时候侧线采出的成品会出现酸值高或者水分高的情况。经过多次现场摸索及对塔各项参数的研究，有针对性的脱酸塔进行工艺改进，由之前的单回流改为双回流，即由之前的全回流分为两股回流，如图1示意。

图1

以15t/h DMF回收装置为例，脱酸塔侧线采出的成品含水份高时达到0.4mg/kg，酸值达到0.05 mg/kg，水份较高，如果单纯靠加大回流量来降低水分和酸值，只能增加设备能耗，同时设备运行不稳定。如果改为双回流，即上回流控制成品中的水份，下回流控制成品中的酸值，这样设备的可操作弹性较大，两股回流物料不是同种组分，上回流自塔顶冷凝液，下回流自侧线采出的成品，设备运行稳定时，测得成品水份为0.15~0.2 mg/kg，酸值为0.01~0.02mg/kg，电导率≤1µs/cm。另一方面，改为双回流相对单回流来说节省能耗。

回流量 水份 酸值 回流液自

单回流 6吨 0.3~0.4 mg/kg 0.05~0.06 mg/kg 塔顶冷凝液

双回流 上4.5~5.5吨 0.15~0.2 mg/kg 0.01~0.02 mg/kg 塔顶冷凝液

下1.5~2.5吨 侧线采出液

注：以上数据根据各个厂不同稍有偏差。

4.结论

通过对成熟工艺装置的局部工艺改进使得DMF回收工艺更为完善，成品品质更加优良，解决了广大合成革厂成品指标不合格的问题。本装置的建设注重环保的理念，本着以人为本，人和环境和谐相处的原则，从根本上解决工业中出现的三废问题，迎合了本设计方案的根本出发点。本装置的运行不但使企业有较好的经济效益，同时对环境保护和人民的生产生活也有着重要的意义。通过一段时间的实际运行，改造后的工艺比之前更为先进，产品品质在一定程度上有了更高一级的改进，说明了对现有工艺改进的可行性。

[1]赵舜华等.合成革生产废水中DMF的节能回收新工艺[J].化工进展，2007, 26（9）：1437-1450

[2]卢焕章，石油化工基础数据手册[M]. 化学工业出版社，1982

[3]田朋等，DMF溶剂回收中抑制DMF水解的研究[J]. 环境科学与技术，2010，33（2）：170-173

作者简介：薛丽静(1982-)，女，助理工程师，主要从事化工工艺

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。