一种N-甲基-2-吡咯烷酮废液的回收系统和回收方法技术方案

本发明专利技术提供一种N‑甲基‑2‑吡咯烷酮废液的回收系统和回收方法，回收系统包括精馏塔、第一泵、沸石膜组件、第一热交换器和第二热交换器；精馏塔第三出口与第一泵连通后分两通路，其中一通路与沸石膜组件连通；沸石膜组件的渗余侧出口用于输出NMP产品流股；精馏塔第一出口与第一热交换器连通后分两通路，其中一通路用于输出废水组分。回收方法包括如下步骤：NMP废液经精馏塔精馏：塔顶流股进行热交换处理被冷凝后分两部分，其中一部分为废水组分；从集液单元采出的液相流股增压后分两部分，其中一部分进行沸石膜分离处理，以提供NMP产品流股。本发明专利技术使用单个精馏塔与沸石膜组件完成NMP的提纯，工艺流程短，对NMP废液的适应性强。

【技术实现步骤摘要】
一种N-甲基-2-吡咯烷酮废液的回收系统和回收方法
本专利技术涉及工业生产废液处理回收
，具体涉及一种N-甲基-2-吡咯烷酮废液的回收系统和回收方法。
技术介绍
N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP，CAS:872-50-4)作为优良溶剂，在锂电池生产过程中广泛使用，使用后的NMP在涂布阶段挥发形成有机废气，经过冷凝、吸收等处理技术，回收废气中的NMP，形成NMP废液。现有NMP废液中NMP的提纯采用多塔精馏工艺，对NMP废液进行脱轻和脱重处理，将NMP提纯至电子级产品。例如CN207811625U记载的NMP废液回收系统，包括原料罐、一塔常压脱水塔、二塔真空脱水塔、三塔NMP精制塔和四塔高沸物浓缩塔且进出口依次连通。多塔工艺流程长，工艺设备多，NMP在整个流程中滞留时间长，会有部分分解而影响产品质量。现有NMP废液中NMP的提纯有时还会采用带侧线抽出的单塔工艺，但该工艺对进料变动敏感，产品质量不稳定。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种N-甲基-2-吡咯烷酮废液的回收系统和回收方法，以解决现有技术中多塔工艺流程长，工艺设备多以及带侧线抽出的单塔工艺对进料变动敏感，产品质量不稳定的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术实施例第一方面提供一种N-甲基-2-吡咯烷酮废液的回收系统，包括精馏塔、第一泵、沸石膜组件、第一热交换器和第二热交换器；所述精馏塔内设有集液单元；所述精馏塔还设有：精馏塔第一进口，用于输入N-甲基-2-吡咯烷酮废液；精馏塔第二进口，设于所述精馏塔的上部；精馏塔第三进口，设于所述精馏塔的下部；精馏塔第四进口，设于所述精馏塔的中部；精馏塔第一出口，设于所述精馏塔的顶部；精馏塔第二出口，设于所述精馏塔的底部；精馏塔第三出口，与所述集液单元连通；所述精馏塔第三出口与所述第一泵连通后分两通路：一通路与所述精馏塔第四进口连通，形成回流，另一通路与所述沸石膜组件连通；所述沸石膜组件设有渗余侧出口和渗透侧出口，所述渗余侧出口用于输出N-甲基-2-吡咯烷酮产品流股；所述渗透侧出口用于输出渗透液流股；所述精馏塔第一出口与所述第一热交换器连通后分两通路：一通路与所述精馏塔第二进口连通，形成回流，另一通路用于输出废水组分；所述精馏塔第二出口分两通路：一通路经所述第二热交换器与所述精馏塔第三进口连通，形成回流；另一通路用于输出重组分。本实施例回收系统使用单个精馏塔和沸石膜组件完成对废液中N-甲基-2-吡咯烷酮的提纯，可得到电子级产品，工艺流程短，对N-甲基-2-吡咯烷酮废液的适应性强，含水率可以有较大的变动范围，产品质量稳定，操作简单。优选地，所述回收系统还包括如下技术特征中的至少一项：1)还包括第三热交换器，所述第三热交换器设有第三冷媒进口、第三冷媒出口、第三热媒进口和第三热媒出口；所述第三冷媒进口用于通入N-甲基-2-吡咯烷酮废液，所述第三冷媒出口与所述精馏塔第一进口连通；所述渗余侧出口与所述第三热媒进口连通，所述第三热媒出口用于输出N-甲基-2-吡咯烷酮产品流股。第三热交换器用于将从渗余侧出口输出的流股与N-甲基-2-吡咯烷酮废液进行热交换，N-甲基-2-吡咯烷酮废液被加热，渗余侧出口输出的流股被冷却，有效利用渗余侧出口输出的流股热能，节约能耗。或者，所述渗余侧出口与所述第三热媒进口连通，所述第三热媒出口用于输出N-甲基-2-吡咯烷酮产品流股。第三热交换器用于冷却渗余侧出口输出的流股，渗余侧出口输出的流股被冷却。2)还包括第五热交换器，设有第五热媒进口和第五热媒出口；所述第五热媒进口与所述渗透侧出口连通；所述第五热媒出口用于输出渗透液流股，或者，所述第五热媒出口与所述精馏塔第一进口连通。第五热交换器用于冷凝渗透侧出口输出的流股，或者，进一步，被第五热交换器冷凝的流股回流至精馏塔，进一步提高系统的处理效果。3)还包括第一储罐，用于存储所述N-甲基-2-吡咯烷酮产品流股。第一储罐可以与输出N-甲基-2-吡咯烷酮产品流股的单元连通。4)还包括第四热交换器；所述第四热交换器设于所述精馏塔第三出口与所述沸石膜组件连通的通路上。第四热交换器用于加热通往沸石膜组件的流股，以增加沸石膜组件中沸石膜的渗透通量，有利于脱水。5)还包括第二泵；所述精馏塔第二出口经所述第二泵连通后再分两通路：一通路经所述第二热交换器与所述精馏塔第三进口连通，形成回流；另一通路用于输出重组分，或者，所述精馏塔第二出口分两通路：一通路经所述第二热交换器与所述精馏塔第三进口连通，形成回流；另一通路与所述第二泵连通，用于输出重组分。第二泵用于将通入的流体增压后分两部分，一部分输出重组分，另一部分经第二热交换器回流至精馏塔，或者，第二泵用于将通入的流体增压输出重组分。6)所述精馏塔为填料精馏塔或板式精馏塔。7)所述沸石膜组件中沸石膜为水优先透过型沸石膜。通入沸石膜组件的流体中水分透过水优先透过型沸石膜，作为渗透液流股。8)所述精馏塔内设有第一液体分布单元、第二液体分布单元和第三液体分布单元，所述精馏塔第一进口与所述第一液体分布单元连通，所述精馏塔第二进口与所述第二液体分布单元连通，所述精馏塔第四进口与所述第三液体分布单元连通。第一液体分布单元、第二液体分布单元和第三液体分布单元用于均匀分布通入的流体，提高精馏塔的效率。9)所述精馏塔第一进口设于所述精馏塔的中下部。10)所述精馏塔第三出口设于所述精馏塔的中部。11)所述精馏塔第三出口位于所述精馏塔第四进口上方。优选地，所述回收系统还包括如下技术特征中的至少一项：A)还包括第三泵和/或第二储罐，所述第三泵和/或所述第二储罐设于所述第一热交换器分两通路之前的通路上。第三泵用于将通入的流体增压后分两部分，一部分输出废水组分，另一部分回流至精馏塔。第二储罐用于缓冲、存储通入的流体。B)还包括第四泵和/或第三储罐，所述第四泵和/或所述第三储罐设于连接所述渗透侧出口与所述精馏塔第一进口的通路上。第四泵用于将通入的流体增压后回流至精馏塔。第三储罐用于缓冲、存储通入的流体。优选地，所述回收系统还包括如下技术特征中的至少一项：a)还包括第六热交换器，所述第六热交换器设有第六热交换器气相出口和第六热交换器液相出口；所述第一热交换器设有第一热交换器气相出口和第一热交换器液相出口；所述第一热交换器气相出口与所述第六热交换器连通；所述第六热交换器液相出口与所述第一热交换器液相出口经管道合并后再分两通路；或者，所述第六热交换器液相出口与所述第一热交换器液相出口经管道合并后经所述第三泵和/或所述第二储罐后再分两通路；所述两通路为：一通路与所述精馏塔第二进口连通，形成回流，另一通路用于输出废水组分；所述第六热交换器气相出口用于输出不凝气。第一热交换器液相出口用于输出冷凝后的液体。第六热交换器用于进一步冷凝通入的流体，冷凝后的液体可回流至精馏塔进一步精馏处理，不凝气排出，进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种N-甲基-2-吡咯烷酮废液的回收系统，其特征在于，包括精馏塔(10)、第一泵(20)、沸石膜组件(30)、第一热交换器(40)和第二热交换器(50)；/n所述精馏塔(10)内设有集液单元(11)；所述精馏塔(10)还设有：精馏塔第一进口(12)，用于输入N-甲基-2-吡咯烷酮废液；精馏塔第二进口(13)，设于所述精馏塔(10)的上部；精馏塔第三进口(14)，设于所述精馏塔(10)的下部；精馏塔第四进口(15)，设于所述精馏塔(10)的中部；精馏塔第一出口(16)，设于所述精馏塔(10)的顶部；精馏塔第二出口(17)，设于所述精馏塔(10)的底部；精馏塔第三出口(18)，与所述集液单元(11)连通；/n所述精馏塔第三出口(18)与所述第一泵(20)连通后分两通路：一通路与所述精馏塔第四进口(15)连通，形成回流，另一通路与所述沸石膜组件(30)连通；所述沸石膜组件(30)设有渗余侧出口(31)和渗透侧出口(32)，所述渗余侧出口(31)用于输出N-甲基-2-吡咯烷酮产品流股；所述渗透侧出口(32)用于输出渗透液流股；/n所述精馏塔第一出口(16)与所述第一热交换器(40)连通后分两通路：一通路与所述精馏塔第二进口(13)连通，形成回流，另一通路用于输出废水组分；/n所述精馏塔第二出口(17)分两通路：一通路经所述第二热交换器(50)与所述精馏塔第三进口(14)连通，形成回流；另一通路用于输出重组分。/n...

【技术特征摘要】
1.一种N-甲基-2-吡咯烷酮废液的回收系统，其特征在于，包括精馏塔(10)、第一泵(20)、沸石膜组件(30)、第一热交换器(40)和第二热交换器(50)；
所述精馏塔(10)内设有集液单元(11)；所述精馏塔(10)还设有：精馏塔第一进口(12)，用于输入N-甲基-2-吡咯烷酮废液；精馏塔第二进口(13)，设于所述精馏塔(10)的上部；精馏塔第三进口(14)，设于所述精馏塔(10)的下部；精馏塔第四进口(15)，设于所述精馏塔(10)的中部；精馏塔第一出口(16)，设于所述精馏塔(10)的顶部；精馏塔第二出口(17)，设于所述精馏塔(10)的底部；精馏塔第三出口(18)，与所述集液单元(11)连通；
所述精馏塔第三出口(18)与所述第一泵(20)连通后分两通路：一通路与所述精馏塔第四进口(15)连通，形成回流，另一通路与所述沸石膜组件(30)连通；所述沸石膜组件(30)设有渗余侧出口(31)和渗透侧出口(32)，所述渗余侧出口(31)用于输出N-甲基-2-吡咯烷酮产品流股；所述渗透侧出口(32)用于输出渗透液流股；
所述精馏塔第一出口(16)与所述第一热交换器(40)连通后分两通路：一通路与所述精馏塔第二进口(13)连通，形成回流，另一通路用于输出废水组分；
所述精馏塔第二出口(17)分两通路：一通路经所述第二热交换器(50)与所述精馏塔第三进口(14)连通，形成回流；另一通路用于输出重组分。


2.如权利要求1所述的N-甲基-2-吡咯烷酮废液的回收系统，其特征在于，所述回收系统还包括如下技术特征中的至少一项：
1)还包括第三热交换器(60)，所述第三热交换器(60)设有第三冷媒进口(611)、第三冷媒出口(612)、第三热媒进口(621)和第三热媒出口(622)；
所述第三冷媒进口(611)用于通入N-甲基-2-吡咯烷酮废液，所述第三冷媒出口(612)与所述精馏塔第一进口(12)连通；所述渗余侧出口(31)与所述第三热媒进口(621)连通，所述第三热媒出口(622)用于输出N-甲基-2-吡咯烷酮产品流股；
或者，所述渗余侧出口(31)与所述第三热媒进口(621)连通，所述第三热媒出口(622)用于输出N-甲基-2-吡咯烷酮产品流股；
2)还包括第五热交换器(100)，设有第五热媒进口(1011)和第五热媒出口(1012)；
所述第五热媒进口(1011)与所述渗透侧出口(32)连通；所述第五热媒出口(1012)用于输出渗透液流股，或者，所述第五热媒出口(1012)与所述精馏塔第一进口(12)连通；
3)还包括第一储罐(70)，用于存储所述N-甲基-2-吡咯烷酮产品流股；
4)还包括第四热交换器(80)；所述第四热交换器(80)设于所述精馏塔第三出口(18)与所述沸石膜组件(30)连通的通路上；
5)还包括第二泵(90)；所述精馏塔第二出口(17)经所述第二泵(90)连通后再分两通路：一通路经所述第二热交换器(50)与所述精馏塔第三进口(14)连通，形成回流；另一通路用于输出重组分，或者，所述精馏塔第二出口(17)分两通路：一通路经所述第二热交换器(50)与所述精馏塔第三进口(14)连通，形成回流；另一通路与所述第二泵(90)连通，用于输出重组分；
6)所述精馏塔(10)为填料精馏塔或板式精馏塔；
7)所述沸石膜组件(30)中沸石膜为水优先透过型沸石膜；
8)所述精馏塔(10)内设有第一液体分布单元(191)、第二液体分布单元(192)和第三液体分布单元(193)，所述精馏塔第一进口(12)与所述第一液体分布单元(191)连通，所述精馏塔第二进口(13)与所述第二液体分布单元(192)连通，所述精馏塔第四进口(15)与所述第三液体分布单元(193)连通；
9)所述精馏塔第一进口(12)设于所述精馏塔(10)的中下部；
10)所述精馏塔第三出口(18)设于所述精馏塔(10)的中部；
11)所述精馏塔第三出口(18)位于所述精馏塔第四进口(15)上方。


3.如权利要求1或2所述的N-甲基-2-吡咯烷酮废液的回收系统，其特征在于，所述回收系统还包括如下技术特征中的至少一项：
A)还包括第三泵(110)和/或第二储罐(120)，所述第三泵(110)和/或所述第二储罐(120)设于所述第一热交换器(40)分两通路之前的通路上；
B)还包括第四泵(130)和/或第三储罐(140)，所述第四泵(130)和/或所述第三储罐(140)设于连接所述渗透侧出口(32)与所述精馏塔第一进口(12)的通路上。


4.如权利要求1或3所述的N-甲基-2-吡咯烷酮废液的回收系统，其特征在于，所述回收系统还包括如下技术特征中的至少一项：
a)还包括第六热交换器(150)，所述第六热交换器(150)设有第六热交换器气相出口(151)和第六热交换器液相出口(152)；
所述第一热交换器(40)设有第一热交换器气相出口(41)和第一热交换器液相出口(42)；
所述第一热交换器气相出口(41)与所述第六热交换器(150)连通；
所述第六热交换器液相出口(152)与所述第一热交换器液相出口(42)经管道合并后再分两通路；或者，所述第六热交换器液相出口(152)与所述第一热交换器液相出口(42)经管道合并后经所述第三泵(110)和/或所述第二储罐(120)后再分两通路；
所述两通路为：一通路与所述精馏塔第二进口(13)连通，形成回流，另一通路用于输出废水组分；
所述第六热交换器气相出口(151)用于输出不凝气；
b)还包括第七热交换器(160)，所述第七热交换器(160)设有第七热交换器气相出口(161)和第七热交换器液相出口(162)；
所述第五热媒出口(1012)设有第五热媒气相出口(10121)和第五热媒液相出口(10122)；
所述第五热媒气相出口(10121)与所述第七热交换器(160)连通；
所述第七热交换器液相出口(162)与所述第五热媒液相出口(10122)经管道合并后与所述精馏塔第一进口(12)连通；或者，所述第七热交换器液相出口(162)与所述第五热媒液相出口(10122)经管道合并后再经所述第四泵(130)和/或所述第三储罐(140)后与所述精馏塔第一进口(12)连通；<...

【专利技术属性】
技术研发人员：张伟明，孙益辉，汪哲，
申请(专利权)人：上海盛剑环境系统科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31