《N-甲基吡咯烷酮回收液提純技術(shù)要求》征求意見稿

1T/TMACXXX—2024N-甲基吡咯烷酮回收液提純技術(shù)要求本文件規(guī)定了N-甲基吡咯烷酮回收液提純技術(shù)的工作要求、工作流程、工作步驟、技術(shù)要求與檢測(cè)方法等。本文件適用于化工、制藥、電子材料及新能源等行業(yè)中涉及的N-甲基吡咯烷酮溶劑，并采用蒸餾與萃取結(jié)合法、雙塔連續(xù)精餾法、多級(jí)循環(huán)冷卻與精餾結(jié)合法三種提純工藝的回收與再利用過程。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T616化學(xué)試劑沸點(diǎn)測(cè)定通用方法GB/T618化學(xué)試劑結(jié)晶點(diǎn)測(cè)定通用方法GB/T6283化工產(chǎn)品中水分含量的測(cè)定卡爾.費(fèi)休法（通用方法）GB/T6324.2有機(jī)化工產(chǎn)品試驗(yàn)方法第2部分:揮發(fā)性有機(jī)液體水浴上蒸發(fā)后干殘?jiān)臏y(cè)定GB/T6678化工產(chǎn)品采樣總則GB/T6680液體化工產(chǎn)品采樣通則GB/T9724化學(xué)試劑pH值測(cè)定通則GB/T27563工業(yè)用N-甲基-2-吡咯烷酮GB50058爆炸危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范(附條文說明)3術(shù)語和定義GB/T27563中界定的術(shù)語和定義適用于本文件。4工作要求4.1環(huán)境要求N-甲基吡咯烷酮回收液提純技術(shù)的環(huán)境要求，詳見表1。表1N-甲基吡咯烷酮回收液提純環(huán)境要求環(huán)境要求蒸餾與萃取結(jié)合法雙塔連續(xù)精餾法多級(jí)循環(huán)冷卻與精餾結(jié)合法通風(fēng)要求應(yīng)配備良好的機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)，防止溶劑蒸氣積聚全封閉通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)置通風(fēng)設(shè)備，保持尾氣吸收系統(tǒng)正常運(yùn)行環(huán)境溫度15～3015～3010～25環(huán)境濕度防火要求配備滅火器、防火墻、防靜電設(shè)施采用耐高溫材料及防火涂層所有設(shè)備應(yīng)接地，防止靜電火花產(chǎn)生2T/TMACXXX—2024環(huán)境要求蒸餾與萃取結(jié)合法雙塔連續(xù)精餾法多級(jí)循環(huán)冷卻與精餾結(jié)合法防爆要求設(shè)置防爆電氣設(shè)備及報(bào)警裝置防爆區(qū)域符合GB50058相關(guān)規(guī)定含溶劑區(qū)域應(yīng)采用防爆型照明及通風(fēng)設(shè)備廢氣排放要求廢氣應(yīng)經(jīng)活性炭或濕式吸收塔處理后排放輕組分氣體應(yīng)集中冷凝回收，未冷凝部分應(yīng)達(dá)標(biāo)排放尾氣應(yīng)經(jīng)過吸收塔處理噪聲控制（dB）泄漏監(jiān)測(cè)配備液位報(bào)警及泄漏檢測(cè)裝置設(shè)置壓力泄放閥和在線氣體監(jiān)測(cè)設(shè)備吸收塔和精餾塔應(yīng)安裝泄漏報(bào)警系統(tǒng)防護(hù)設(shè)施操作區(qū)域應(yīng)配備防護(hù)屏、溢流槽和泄漏回收裝置設(shè)備周圍應(yīng)設(shè)置防護(hù)欄及溢流容器配備緊急噴淋裝置及個(gè)人防護(hù)裝備安全標(biāo)識(shí)設(shè)置警示標(biāo)志（易燃、禁止煙火、危險(xiǎn)化學(xué)品）配備明顯的防火防爆和緊急疏散標(biāo)志安裝指示標(biāo)牌，包括緊急停機(jī)按鈕位置光照要求室內(nèi)自然光結(jié)合防爆燈光，照度300lx～500lx使用防爆燈具，照度500lx防爆型冷光源燈，照度300lx～400lx4.2人員要求4.2.1人員行業(yè)資質(zhì)要求技術(shù)人員應(yīng)具備化學(xué)工程與工藝或環(huán)境工程等相關(guān)領(lǐng)域的專業(yè)背景，持有化工操作三級(jí)以上或高級(jí)工程師資格證書，并具備至少3年的化工操作相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，熟悉N-甲基吡咯烷酮回收及提純工藝的各個(gè)流程和控制參數(shù)，能夠準(zhǔn)確操作精餾塔、冷凝器、吸收塔等設(shè)備。4.2.2防護(hù)設(shè)備要求技術(shù)人員應(yīng)配備防靜電工作服、防護(hù)手套、防護(hù)眼鏡、防毒面具等個(gè)人防護(hù)裝備等，進(jìn)入操作區(qū)域前應(yīng)穿戴耐腐蝕防護(hù)鞋，操作高溫設(shè)備應(yīng)使用隔熱手套。4.3設(shè)備要求N-甲基吡咯烷酮回收液提純技術(shù)的設(shè)備要求，詳見表2。表2N-甲基吡咯烷酮回收液提純?cè)O(shè)備要求提純方法設(shè)備類型校準(zhǔn)與檢定要求精度要求蒸餾與萃取結(jié)合法蒸餾塔（20～30層，316L不銹鋼）、萃取塔（耐腐蝕材質(zhì)）、冷凝器（高效換熱器）、結(jié)晶裝置、離心分離機(jī)/過濾裝置、真空干燥機(jī)蒸餾塔溫控儀表每6個(gè)月校準(zhǔn)，誤差±1℃;萃取塔液位計(jì)/流量計(jì)每3個(gè)月檢定，誤差±2%；冷凝器壓力表每年檢定，誤差±蒸餾塔溫控±1℃;萃取塔溶劑分配±5%；冷凝器溫控±0.5℃;干燥機(jī)濕度≤1%雙塔連續(xù)精餾法脫輕塔和脫重塔（雙塔結(jié)構(gòu)，20層/30層，鈦合金或玻璃襯里）冷凝器、再沸器、回流罐、產(chǎn)品泵脫輕塔和脫重塔溫控儀表每3個(gè)月校準(zhǔn)，誤差±1℃;冷凝器/再沸器壓力表每6個(gè)月檢定，誤差±5%；產(chǎn)品泵流量計(jì)每年檢定，誤差±精餾塔溫控±1℃;再沸器溫度±0.5℃;產(chǎn)品泵流量±2%多級(jí)循環(huán)冷卻與精餾法吸收塔（液氣比3:1至5:1，聚四氟乙烯）、精餾塔（雙段精餾，20~30層）、冷卻裝置、除沫器、產(chǎn)品分液罐、緩沖罐吸收塔液位計(jì)/流量計(jì)每季度檢定，誤差±5%；精餾塔溫控儀表每半年校準(zhǔn)，誤差±1℃;吸收塔液氣比±2%；精餾塔溫控±1℃;冷卻裝置溫控±0.5℃;分液罐液位控制±3%3T/TMACXXX—2024提純方法設(shè)備類型校準(zhǔn)與檢定要求精度要求冷卻裝置溫控系統(tǒng)每年檢定，誤差±0.5℃5工作流程N(yùn)-甲基吡咯烷酮回收液提純技術(shù)的工作流程，如圖1～圖3所示。5.1蒸餾與萃取結(jié)合法圖1蒸餾與萃取結(jié)合法工作流程5.2雙塔連續(xù)精餾法圖2雙塔連續(xù)精餾法工作流程5.3多級(jí)循環(huán)冷卻與精餾結(jié)合法4T/TMACXXX—2024圖3多級(jí)循環(huán)冷卻與精餾法工作流程6工作步驟6.1蒸餾與萃取結(jié)合法6.1.1分離6.1.1.1準(zhǔn)備分離裝置（包括萃取塔、分配器、溶劑等）。6.1.1.2將廢棄液體N-甲基吡咯烷酮與雜質(zhì)（如水、溶劑、其他有機(jī)物等）混合。6.1.1.3使用合適的溶劑進(jìn)行萃取，確保N-甲基吡咯烷酮與其他成分有效分離。6.1.1.4將液體置于蒸餾塔中，逐步加熱至沸點(diǎn)，將N-甲基吡咯烷酮和雜質(zhì)分離。6.1.1.5分離后的N-甲基吡咯烷酮液體進(jìn)入下一個(gè)步驟，雜質(zhì)則排出或處理。6.1.2精餾6.1.2.1將分離得到的N-甲基吡咯烷酮溶液注入精餾塔。6.1.2.2設(shè)置合適的溫度與壓力，使N-甲基吡咯烷酮和雜質(zhì)分層蒸發(fā)。6.1.2.3調(diào)整塔內(nèi)的溫度梯度，確保較低沸點(diǎn)雜質(zhì)優(yōu)先蒸發(fā)并冷凝，較高沸點(diǎn)的N-甲基吡咯烷酮留在塔底。6.1.2.4精餾過程中進(jìn)行多次分餾，提高N-甲基吡咯烷酮的純度。6.1.2.5收集精餾出的高純度N-甲基吡咯烷酮液體，進(jìn)入冷凝階段。6.1.3冷凝6.1.3.1將蒸發(fā)的N-甲基吡咯烷酮?dú)怏w通過冷凝器。6.1.3.2調(diào)節(jié)冷凝器的溫度，將氣體N-甲基吡咯烷酮轉(zhuǎn)化為液態(tài)。6.1.3.3冷凝后的液體通過管道收集，進(jìn)行進(jìn)一步處理或儲(chǔ)存。6.1.4結(jié)晶6.1.4.1將冷凝后的N-甲基吡咯烷酮液體進(jìn)行降溫處理，使其進(jìn)入結(jié)晶狀態(tài)。6.1.4.2控制結(jié)晶溫度和冷卻速率，促進(jìn)N-甲基吡咯烷酮的結(jié)晶。6.1.4.3將結(jié)晶體與母液分離，確保獲得純度較高的晶體N-甲基吡咯烷酮。6.1.4.4過濾或離心分離得到的N-甲基吡咯烷酮晶體，去除殘余雜質(zhì)。6.1.5干燥6.1.5.1將結(jié)晶得到的N-甲基吡咯烷酮晶體置于干燥裝置（如真空干燥機(jī)或冷凍干燥機(jī)）。6.1.5.2控制溫度和濕度，確保去除結(jié)晶體中的水分或溶劑。6.1.5.3干燥至所需的殘余水分含量，以確保N-甲基吡咯烷酮的穩(wěn)定性和高質(zhì)量。6.1.6貯存和包裝6.1.6.1將干燥后的純化N-甲基吡咯烷酮轉(zhuǎn)移至適當(dāng)?shù)膬?chǔ)存容器中，確保儲(chǔ)存容器密封，避免污染。6.1.6.2對(duì)純化N-甲基吡咯烷酮進(jìn)行包裝，標(biāo)注相關(guān)信息，確保安全運(yùn)輸和長(zhǎng)期保存。6.1.6.3貯存環(huán)境需要控制溫度、濕度，以保證N-甲基吡咯烷酮的穩(wěn)定性。6.2雙塔連續(xù)精餾法5T/TMACXXX—20246.2.1脫輕塔進(jìn)料6.2.1.1將N-甲基吡咯烷酮回收液通過進(jìn)料泵增壓，送入脫輕塔中部進(jìn)行精餾。6.2.1.2通過精餾分離，得到脫輕塔的輕組分和重組分。6.2.2脫輕塔操作6.2.2.1脫輕塔輕組分通過精餾段向脫輕塔頂部聚集。6.2.2.2輕組分經(jīng)過脫輕塔冷凝器冷凝后，進(jìn)入脫輕塔回流罐。6.2.2.3部分冷凝后的輕組分作為回流返回脫輕塔上部，保持塔內(nèi)的操作穩(wěn)定。6.2.2.4剩余部分作為輕組分產(chǎn)品采出。6.2.3脫重塔進(jìn)料6.2.3.1脫輕塔重組分通過脫輕塔提餾段向脫輕塔底部聚集。6.2.3.2部分重組分經(jīng)過脫輕塔再沸器加熱后返回脫輕塔下部，以維持塔內(nèi)熱平衡。6.2.3.3剩余部分作為脫重塔進(jìn)料送入脫重塔中部進(jìn)行精餾。6.2.4脫重塔操作6.2.4.1脫重塔輕組分通過精餾段向脫重塔頂部聚集。6.2.4.2輕組分依次經(jīng)過脫輕塔再沸器換熱和脫重塔冷凝器冷凝后，進(jìn)入脫重塔回流罐。6.2.4.3部分冷凝后的輕組分作為回流返回脫重塔上部，以維持塔內(nèi)的操作穩(wěn)定。6.2.4.4另外部分作為N-甲基吡咯烷酮產(chǎn)品采出。6.2.5重組分處理6.2.5.1脫重塔重組分在塔底聚集。6.2.5.2通過脫重塔塔底泵增壓，部分重組分作為重組分產(chǎn)品采出。6.2.5.3剩余部分經(jīng)過脫重塔再沸器加熱后返回脫重塔下部。6.3多級(jí)循環(huán)冷卻與精餾結(jié)合法6.3.1吸收與冷卻6.3.1.1將含N-甲基吡咯烷酮的尾氣通過進(jìn)料風(fēng)機(jī)增壓，送入吸收塔下部。6.3.1.2吸收塔內(nèi)的凈化液從上部流入，與尾氣逆向接觸。6.3.1.3經(jīng)至少三級(jí)循環(huán)冷卻裝置對(duì)吸收塔中的吸收液進(jìn)行循環(huán)冷卻，促使尾氣中的N-甲基吡咯烷酮被有效吸收。6.3.1.4通過吸收過程，得到達(dá)標(biāo)排放的尾氣和含N-甲基吡咯烷酮的吸收液。6.3.2精餾塔操作6.3.2.1將含N-甲基吡咯烷酮的吸收液送入精餾塔中部進(jìn)行精餾。6.3.2.2吸收液在精餾段中分離，輕組分向塔頂聚集。6.3.2.3輕組分通過塔頂冷凝器冷凝，進(jìn)入回流罐。6.3.2.4經(jīng)回流泵增壓后，部分輕組分返回精餾塔中部作為回流液。6.3.2重組分通過提餾段向精餾塔底部聚集。6.3.3產(chǎn)品收集6.3.3.1重組分在塔底經(jīng)過除沫器脫除大液滴，確保精餾塔內(nèi)操作穩(wěn)定。6.3.3.2經(jīng)產(chǎn)品分液罐脫除小液滴，進(jìn)一步凈化重組分。6.3.3.3重組分通過產(chǎn)品冷凝器冷凝后，進(jìn)入產(chǎn)品緩沖罐儲(chǔ)存。6.3.3.4經(jīng)產(chǎn)品泵增壓后，將純化的N-甲基吡咯烷酮產(chǎn)品采出。7技術(shù)要求7.1蒸餾與萃取結(jié)合法蒸餾與萃取結(jié)合法的技術(shù)要求，詳見表3.表3蒸餾與萃取結(jié)合法技術(shù)要求工作環(huán)節(jié)技術(shù)要求6T/TMACXXX—2024工作環(huán)節(jié)技術(shù)要求分離使用萃取塔：塔內(nèi)壓力1bar～2bar，溫度20℃~30℃;萃取液流速：10L/h～50L/h；溶劑與廢液的體積比：1:2～1:3；分配器設(shè)置：間隔1～2min添加溶劑，確保N-甲基吡咯烷酮充分分配；蒸餾塔溫度：180℃~200℃。精餾精餾塔溫度：上塔口120℃~140℃,下塔口180℃~200℃;塔內(nèi)壓力：0.1bar～0.5bar；塔板數(shù)：20層～30層；溫度梯度控制：每升降溫度≤10℃;分餾次數(shù)：至少2次，提高純度。冷凝冷凝器溫度：10℃~20℃;冷凝器壓力：常壓或略低于常壓；冷卻水溫度：10℃~15℃;冷凝時(shí)間：30min～60min。結(jié)晶結(jié)晶溫度：-5℃~0℃;冷卻速率：0.5℃/min～1℃/min；結(jié)晶時(shí)間：4h～6h；結(jié)晶體純度：≥99%；分離方式：離心或過濾。干燥干燥溫度：40℃~50℃;濕度：≤1%；干燥時(shí)間：6h～12h；干燥設(shè)備：真空干燥機(jī)或冷凍干燥機(jī)；殘留溶劑含量：≤0.1%。貯存和包裝儲(chǔ)存溫度：5℃~25℃;儲(chǔ)存濕度：≤50%；7.2雙塔連續(xù)精餾法雙塔連續(xù)精餾法的技術(shù)要求，詳見表4.表4雙塔連續(xù)精餾法技術(shù)要求工作環(huán)節(jié)技術(shù)要求脫輕塔進(jìn)料進(jìn)料泵增壓：0.5MPa～2MPa；進(jìn)料溫度：20℃~30℃;進(jìn)料流速：10L/h～50L/h；脫輕塔進(jìn)料位置：塔中部；進(jìn)料濃度：N-甲基吡咯烷酮含量≥90%。脫輕塔操作精餾塔溫度：上塔口100℃~120℃,下塔口160℃~180℃;回流液流量：15L/h～30L/h；冷凝器溫度：15℃~20℃;輕組分采出量：10%～20%作為產(chǎn)品；輕組分回流量：80%～90%。脫重塔進(jìn)料進(jìn)料溫度：150℃~170℃;進(jìn)料流量：10L/h～30L/h；7T/TMACXXX—2024工作環(huán)節(jié)技術(shù)要求進(jìn)料位置：脫輕塔重組分送入脫重塔中部；進(jìn)料濃度：N-甲基吡咯烷酮含量≥85%。脫重塔操作精餾塔溫度：上塔口110℃~130℃,下塔口180℃~200℃;回流液流量：10L/h～20L/h；冷凝器溫度：20℃~25℃;輕組分采出量：15%～25%作為N-甲基吡咯烷酮產(chǎn)品；輕組分回流量：75%～85%。重組分處理重組分聚集溫度：180℃~200℃;塔底泵增壓：1MPa～3MPa；重組分采出量：5%～15%作為重組分產(chǎn)品；重組分再沸器溫度：200℃~220℃;處理時(shí)間：10min～30min。7.3多級(jí)循環(huán)冷卻與精餾結(jié)合法多級(jí)循環(huán)冷卻與精餾結(jié)合法的技術(shù)要求，詳見表5.表5多級(jí)循環(huán)冷卻與精餾結(jié)合法技術(shù)要求工作環(huán)節(jié)技術(shù)要求吸收與冷卻進(jìn)料風(fēng)機(jī)增壓：0.5MP～2MPa；吸收塔溫度：20℃~30℃;吸收塔壓力：常壓；吸收塔進(jìn)料流量：10L/h～50L/h；吸收液流量：20L/h～100L/h；循環(huán)冷卻裝置溫度：5℃~15℃;吸收塔液氣比：3:1～5:1；吸收液PH值：5～7。精餾塔操作精餾塔進(jìn)料流量：10L/h～30L/h；精餾塔溫度：上塔口100℃~120℃,下塔口160℃~180℃;精餾塔壓力：0.1bar～0.5bar；回流液流量：15L/h～30L/h；輕組分采出率：10%～20%作為產(chǎn)品；重組分進(jìn)料濃度：N-甲基吡咯烷酮含量≥85%。產(chǎn)品收集除沫器操作壓力：常壓；除沫器流量：5L/h～15L/h；產(chǎn)品分液罐溫度：15℃~25℃;產(chǎn)品冷凝器溫度：20℃~25℃;產(chǎn)品冷凝器壓力：常壓；產(chǎn)品冷凝液流量：10L/h～20L/h；產(chǎn)品緩沖罐溫度：5℃~25℃;產(chǎn)品泵增壓：1MPa～3MPa；純化產(chǎn)品采出量：15%～25%。8檢測(cè)方法8.1蒸餾與萃取結(jié)合法8T/TMACXXX—2024蒸餾與萃取結(jié)合法的檢測(cè)方法，詳見表6。表6蒸餾與萃取結(jié)合法檢測(cè)方法檢測(cè)項(xiàng)目檢測(cè)方法萃取塔壓力GB/T27563萃取塔溫度GB/T27563萃取液流速GB/T27563溶劑與廢液體積比GB/T6678GB/T27563分配器設(shè)置GB/T6678GB/T27563蒸餾塔溫度GB/T616精餾塔溫度GB/T616塔內(nèi)壓力GB/T616塔板數(shù)GB/T27563回流比GB/T27563溫度梯度控制GB/T616分餾次數(shù)GB/T616冷凝器溫度GB/T27563冷凝器壓力GB/T27563冷卻水溫度GB/T27563冷凝時(shí)間GB/T27563結(jié)晶溫度GB/T618冷卻速率GB/T618結(jié)晶時(shí)間GB/T618結(jié)晶體純度GB/T618分離方式GB/T6189T/TMACXXX—2024檢測(cè)項(xiàng)目檢測(cè)方法干燥溫度GB/T6324.2濕度GB/T6324.2干燥時(shí)間GB/T6324.2干燥設(shè)備GB/T6324.2殘留溶劑含量GB/T6324.28.2雙塔連續(xù)精餾法雙塔連續(xù)精餾法的檢測(cè)方法，詳見表7。表7雙塔連續(xù)精餾法檢測(cè)方法檢測(cè)項(xiàng)目檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)料泵增壓GB/T616GB/T27563進(jìn)料溫度GB/T616GB/T27563進(jìn)料流速GB/T616GB/T27563脫輕塔進(jìn)料位置GB/T616GB/T27563進(jìn)料濃度GB/T616GB/T27563精餾塔溫度GB/T6324.2回流比GB/T6324.2回流液流量GB/T6324.2冷凝器溫度GB/T6324.2輕組分采出量GB/T6324.2輕組分回流量GB/T6324.2進(jìn)料溫度（脫重塔）GB/T616進(jìn)料流量（脫重塔）GB/T66