二步法腈綸生產(chǎn)中硫氰酸鈉水溶液的凈化回收方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種不可排污水處理及溶劑循環(huán)使用的方法及其裝置，特別是二步法腈綸生產(chǎn)中硫氰酸鈉水溶液的凈化回收方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]大多數(shù)的二步法腈綸生產(chǎn)過程是采用硫氰酸鈉溶液作為聚合反應(yīng)溶劑和溶絲冷卻溶劑的，生產(chǎn)環(huán)節(jié)中會(huì)有硫酸根離子、鐵離子、P-SPN、P_SPA等雜質(zhì)進(jìn)入到硫氰酸鈉溶液中。硫氰酸鈉溶液在腈綸生產(chǎn)過程中是循環(huán)使用的，雜質(zhì)的累積會(huì)造成諸多的不良影響，因此有專門的溶液凈化回收生產(chǎn)過程來去除雜質(zhì)。
[0003]目前有多種方法用來凈化硫氰酸鈉溶液，初步的凈化通常采用氫氧化鈉沉淀法結(jié)合硅藻土過濾或離子交換法來去除溶液中的雜質(zhì)鐵離子;二步處理通常采用蒸發(fā)濃縮與結(jié)晶分離的方法;三步處理采用延遲離子交換去除其他的一些雜質(zhì)，延遲離交樹脂采用硫酸和氫氧化鈉再生，此外也有單純采用納濾膜過濾的膜法工藝，
[0004]這些工藝的缺點(diǎn):工序多、控制復(fù)雜、化工原料耗用量大外，還產(chǎn)生大量廢固和廢水，所用的硫酸、氫氧化鈉、異丙醚等消耗量大，成本高，危險(xiǎn)性大，環(huán)境污染嚴(yán)重。而且除雜效率低，使NaSCN溶劑的質(zhì)量出現(xiàn)惡化，反映出原液著色、纖維發(fā)黃和生產(chǎn)穩(wěn)定性下降。
[0005]傳統(tǒng)的硫氰酸鈉溶液凈化回收方法的回收率通常只能達(dá)到90%，由于蒸發(fā)濃縮結(jié)晶的高能耗以及化學(xué)藥劑(硅藻土、硫酸、氫氧化鈉)的消耗，不但能耗物耗成本高，而且產(chǎn)生大量的廢水、廢固，并由于副反應(yīng)發(fā)生和隨化學(xué)藥劑帶入的雜質(zhì)也會(huì)影響硫氰酸鈉溶液的質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種高回收率、低成本、高質(zhì)量，并且能更加穩(wěn)定運(yùn)行的二步法腈綸生產(chǎn)中硫氰酸鈉水溶液的凈化回收方法及裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
[0008]本發(fā)明的二步法腈綸生產(chǎn)中硫氰酸鈉水溶液的凈化回收方法，包括以下步驟:
[0009]a.溶劑計(jì)量收集:將需要處理的硫氰酸鈉溶液進(jìn)行預(yù)處理后收集在儲(chǔ)罐內(nèi)；
[0010]b.預(yù)過濾:去除所述儲(chǔ)罐內(nèi)硫氰酸鈉溶液中不溶性的固體懸浮物得過濾液；
[0011 ] C.中空纖維超濾膜過濾:將所述經(jīng)過步驟b的過濾液用中空纖維超濾膜去除其中的低聚物；
[0012]d.卷式膜過濾:將所述通過步驟c去除了低聚物的溶劑采用卷式膜過濾后，透過液直接進(jìn)入蒸發(fā)濃縮，最終濃縮15-20倍后，在所得濃縮液中注入4-5倍所述濃縮液體積的脫鹽水得脫鹽水濃縮液，繼續(xù)用卷式膜進(jìn)行過濾，直至卷式膜的透過液為所述脫鹽水濃縮液的 1/15——1/20；
[0013]e.蒸發(fā)濃縮:將所述卷式膜的透過液進(jìn)行真空蒸發(fā)濃縮，直止?jié)舛冗_(dá)到50%-52%即得可作為二步法腈綸生產(chǎn)中使用的硫氰酸鈉水溶液。
[0014]作為優(yōu)選的技術(shù)方案:
[0015]本發(fā)明所述的二步法腈綸生產(chǎn)中硫氰酸鈉水溶液的凈化回收方法，所述步驟a中預(yù)處理指撇除溶液中的油類物質(zhì)。
[0016]本發(fā)明所述的步法腈綸生產(chǎn)中硫氰酸鈉水溶液的凈化回收方法，所述步驟b中利用袋式過濾器進(jìn)行所述預(yù)過濾。
[0017]本發(fā)明所述的步法腈綸生產(chǎn)中硫氰酸鈉水溶液的凈化回收方法，步驟c中所述中空纖維超濾膜過濾采用錯(cuò)流過濾和最終盲端全過濾方式。
[0018]本發(fā)明所述的二步法腈綸生產(chǎn)中硫氰酸鈉水溶液的凈化回收方法，所述步驟d中，將所述通過步驟c去除了低聚物的溶劑采用卷式膜過濾后，其中，未濾過的濃縮液經(jīng)蒸發(fā)濃縮后焚燒處理。
[0019]本發(fā)明所述的二步法腈綸生產(chǎn)中硫氰酸鈉水溶液的凈化回收方法，進(jìn)入步驟a的硫氰酸鈉重量百分比濃度不超過17%。
[0020]本發(fā)明所述的二步法腈綸生產(chǎn)中硫氰酸鈉水溶液的凈化回收方法，進(jìn)入步驟a的硫氰酸鈉水溶液溫度為15?45°C。
[0021]本發(fā)明所述的二步法腈綸生產(chǎn)中硫氰酸鈉水溶液的凈化回收方法，所述中空纖維超濾膜為孔徑約為5萬一 10萬萬分子量的改性PVDF材質(zhì)。
[0022]本發(fā)明所述的二步法腈綸生產(chǎn)中硫氰酸鈉水溶液的凈化回收方法，所述步驟d的卷式膜過濾精度為150?600分子量。
[0023]本發(fā)明所述的二步法腈綸生產(chǎn)中硫氰酸鈉水溶液的凈化回收方法，經(jīng)步驟d處理后，所述未濾過的濃縮液含硫氰酸鈉質(zhì)量百分比不超過I %。
[0024]本發(fā)明還提出一種進(jìn)行如上所述的凈化回收方法的裝置，包括依次連通的第一存儲(chǔ)槽、第一袋式過濾器、中空纖維超濾裝置、中間儲(chǔ)罐、第二袋式過濾器、卷式膜裝置，經(jīng)所述卷式膜裝置處理后的濃液回收至所述中間儲(chǔ)罐，凈化液送入第二存儲(chǔ)槽待蒸發(fā)，且所述卷式膜裝置與第二存儲(chǔ)罐之間的管路上設(shè)有一板式換熱器，所述第二存儲(chǔ)槽中蒸發(fā)后的蒸發(fā)液進(jìn)入第三存儲(chǔ)槽，所述第三存儲(chǔ)槽中的硫氰酸鈉溶液流至蒸發(fā)器濃縮。
[0025]本發(fā)明所述的裝置，所述第三存儲(chǔ)槽與所述中間儲(chǔ)罐連通。
[0026]有益效果
[0027]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0028]本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)簡單，易操作，采用本發(fā)明的裝置凈化回收后，廢棄液中硫氰酸鈉的質(zhì)量占原進(jìn)料溶液中硫氰酸鈉的總質(zhì)量不超過I %，回收硫氰酸鈉可達(dá)到99 %以上，生產(chǎn)過程不需要添加燒堿、硫酸、硅藻土等化學(xué)原料，比通常的傳統(tǒng)凈化回收方法減少一次蒸發(fā)濃縮過程，脫鹽水用量減少80%以上，蒸發(fā)濃縮水量也大大減少，污水排放量也大大減少。同時(shí)，相比單純的采用納濾膜除雜技術(shù)，本發(fā)明利用中空纖維超濾膜作為第一道除雜處理技術(shù)，采用分級處理理念不僅能穩(wěn)定除雜的效果，也能大大提高本技術(shù)在實(shí)際運(yùn)行中的穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0029]圖1為本發(fā)明二步法腈綸生產(chǎn)中硫氰酸鈉水溶液的凈化回收裝置的結(jié)構(gòu)框圖
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
[0031]如圖1所示，本發(fā)明的二步法腈綸生產(chǎn)中硫氰酸鈉水溶液的凈化回收裝置，包括依次連通的第一存儲(chǔ)槽1、第一袋式過濾器2、中空纖維超濾裝置3、中間儲(chǔ)罐4、第二袋式過濾器5、卷式膜裝置7，經(jīng)卷式膜裝置7處理后的濃液回收至中間儲(chǔ)罐4，凈化液送入第二存儲(chǔ)槽8待蒸發(fā)，且卷式膜裝置7與第二存儲(chǔ)罐8之間的管路上設(shè)有一板式換熱器6，第二存儲(chǔ)槽8中蒸發(fā)后的蒸發(fā)液進(jìn)入第三存儲(chǔ)槽10，第三存儲(chǔ)槽中的硫氰酸鈉溶液流至蒸發(fā)器濃縮。第三存儲(chǔ)槽10與中間儲(chǔ)罐4連通。
[0032]實(shí)施例1
[0033]步驟一:
[0034]紡絲等生產(chǎn)過程產(chǎn)生的高含雜硫氰酸鈉溶液A(控制硫氰酸鈉濃度占溶液重量百分比濃度17% )，溫度控制在15°C，之后進(jìn)入緩沖第一存儲(chǔ)槽I，撇除溶液中的油類物質(zhì);此后經(jīng)過精度100微米的第一袋式過濾器2過濾攔截溶液中的不溶性的固體懸浮物等雜質(zhì)；
[0035]步驟二:
[0036]通過一個(gè)5萬分子量的改性PVDF材質(zhì)的中空纖維超濾裝置3，除去絕大部分低聚物后濾出雜質(zhì)的硫氰酸鈉溶液收集至中間儲(chǔ)罐4，中空纖維超濾裝置采用錯(cuò)流循環(huán)和最終盲端全過濾方式(錯(cuò)流過濾:在栗的推動(dòng)下料液平行于膜面流動(dòng)，與盲端過濾不同的是料液流經(jīng)膜面時(shí)產(chǎn)生的剪切力把膜面上滯留的顆粒帶走，從而使污染層保持在一個(gè)較薄的水平)，錯(cuò)流循環(huán)時(shí)濃液回流至第一存儲(chǔ)槽I。中空纖維超濾裝置3濾出液通過電磁流量計(jì)批次進(jìn)行計(jì)量，每批次濾出液達(dá)到設(shè)定值時(shí)，超濾裝置停止運(yùn)行，經(jīng)維護(hù)后待下一批次處理；
[0037]步驟三:
[0038]過濾精度為150分子量卷式膜裝置7接收到中空纖維超濾裝置3濾出液后開始與中空纖維超濾裝置3裝置同步運(yùn)行，防止系統(tǒng)管路和動(dòng)力系統(tǒng)有雜質(zhì)進(jìn)入卷式系統(tǒng)，在卷式膜裝置7前設(shè)置一精度為25微米的第二袋式過濾器5。濃液回流至中間儲(chǔ)罐4，通過板式換熱器6恒定回流至中間儲(chǔ)罐4的溫度在25°C。卷式膜裝置7處理后的凈化液送入第二存儲(chǔ)槽8待蒸發(fā)。直至中空纖維超濾裝置3送入到中間槽4的溶液量達(dá)到中空纖維超濾裝置3處理的設(shè)定值，而經(jīng)過卷式膜裝置7處理后合格的硫氰酸鈉溶液達(dá)到進(jìn)入第一存儲(chǔ)槽I料液的90 %時(shí)。開始向中間儲(chǔ)罐4中注入5倍中間儲(chǔ)罐內(nèi)剩余溶液體積的脫鹽水B和前批次注入稀釋水透析后卷式膜裝置7收集在第三存儲(chǔ)槽10中部分的透過液。脫鹽水加完后卷式膜裝置7仍繼續(xù)濃縮，此時(shí)卷式膜裝置7凈化后的溶液繼續(xù)送入第二存儲(chǔ)槽8待蒸發(fā)直至出液體積達(dá)到加入稀釋脫鹽水的1/2。之后裝置7的出液送入第三存儲(chǔ)槽10，作為卷式膜裝置7下一批次處理的稀釋水和脫鹽水B混合使用。
[0039]中間儲(chǔ)罐4中濃縮液作為廢液排出另行濃縮、焚燒處理或收集至污水站C統(tǒng)一集中處理，其中損失的硫氰酸鈉總量為進(jìn)料溶液B中硫氰酸鈉總量的0.9%。
[0040]步驟四:[0041 ]溶液第三存儲(chǔ)槽8中的清潔硫氰酸鈉溶液經(jīng)過五效蒸發(fā)器9的濃縮，控制進(jìn)料流速使其成為52%濃度的硫氰酸鈉溶液D和凝結(jié)水E，用到其它生產(chǎn)環(huán)節(jié)。經(jīng)以上工藝處理后，回收硫氰酸鈉可達(dá)到99.2 %。
[0042]實(shí)施例2
[0043]步驟一:
[0044]紡絲等生產(chǎn)過程產(chǎn)生的高含雜硫氰酸鈉溶液A(控制硫氰酸鈉濃度占溶液重量百分比濃度16% )，溫度控制在45°C，之后進(jìn)入緩沖第一存儲(chǔ)槽I，撇除溶液中的油類物質(zhì);此后經(jīng)過精度100微米的第一袋式過濾器2過濾攔截溶液中的不溶性的固體懸浮物等雜質(zhì)；
[0045]步驟二:
[0046]通過一個(gè)10萬分子量的改性PVDF材質(zhì)的中空纖維超濾裝置3，除去絕大部分低聚物后濾出雜質(zhì)的硫氰酸鈉溶液收集至中間儲(chǔ)罐4，中空纖維超濾裝置采用錯(cuò)流循環(huán)和最終盲段全過濾方式(錯(cuò)流過濾:在栗的推動(dòng)下料液平行于膜面流動(dòng)，與死端過濾不同的是料液流經(jīng)膜面時(shí)產(chǎn)生的剪切力把膜面上滯留的顆粒帶走，從而使污染層保持在一個(gè)較薄的水平)，錯(cuò)流循環(huán)時(shí)濃液回流至第一存儲(chǔ)槽I。中空纖維超濾裝置3濾出液通過電磁流量計(jì)批次進(jìn)行計(jì)量，每批次濾出液達(dá)到設(shè)定值時(shí)，超濾裝置停止運(yùn)行，經(jīng)維護(hù)后待下一批次處理；
[0047]步驟三:
[0048]過濾精度為500分子量卷式膜裝置7接收到中空纖維超濾