渗透汽化一精馏耦合工艺对水中二甲基甲酰胺回收效果研究

摘要：指出了渗透汽化一精馏耦合工艺是现在环境工程废水治理当中常见的一种方法，主要是可对废水中的二甲基甲酰胺进行有效的回收，改善了传统蒸馏方法能耗大、效益低的问题。渗透汽化一精馏耦合工艺主要采用渗透气化和精馏两种工序，对废水中的二甲基甲酰胺进行回收。经过渗透汽化一精馏耦合工艺处理可以得到质量分数达到99%以上的二甲基甲酰胺，可以很大程度提高了废水治理的效率。

关键词：渗透汽化一精馏耦合;水中二甲基甲酰胺;回收效果

中图分类号：TQ174

文献标识码：A

文章编号：16749944（2019）24-0127-02

1 引言

随着经济建设的快速发展，我国发展过程中出现的环境问题逐渐暴露出来。其中废水质量问题尤为明显。在治理过程中，水中二甲基甲酰胺的回收是非常重要的治理工作[4]。但是采用传统的蒸馏方法对废水中二甲基甲酰胺进行回收消耗能源比较大，经济效益也相对较低。而利用渗透汽化一精馏耦合工艺对废水中的二甲基甲酰胺进行回收，不需要使用其他的溶剂，操作方法也更加简便，得到產品浓度更高，是现在环境工程治理废水的好办法。

2 二甲基甲酰胺废水处理概述

二甲基甲酰胺是利用甲酸甲酯和二甲基胺制造的，英文缩写为DMF，是一种无味的透明性液体，二甲基甲酰胺在强碱如氢氧化钠或强酸如盐酸或硫酸的存在下是不稳定的（尤其在高温下），并水解为甲酸与二甲基胺。

HCON（CH3）2 +H2O→（CH3）2 NH+HCOOH

一般情况下，纯度二甲基甲酰胺是没有气味的，但是经过工业加工或者变质后可能具有鱼腥味。二甲基甲酰胺是一种高沸点急性非质子性溶剂。DMF气体能够与水和普通有机物溶剂混合，与石油混合会发生分层现象。二甲基甲酰胺也是一种易燃液体，遇到明火会立刻燃烧。另外，二甲基甲酰胺可与浓硫酸发生硝酸反应会产生爆炸异常危险[5]。二甲基甲酰胺废水主要来源于农药、医药、化工以及合成革加工工业中。据统计，仅合成革行业每年制造的二甲基甲酰胺废水就达到了1亿t左右，而二甲基甲酰胺在排放出后，不容易与外界因子发生化学反应，所以对环境污染非常严重。相关环保部门已经规定在二甲基甲酰胺废水排放时要做好二甲基甲酰胺回收工作，但是由于传统回收技术问题，二甲基甲酰胺回收效果还有待改善。

3 二甲基甲酰胺的影响以及回收的作用

3.1 二甲基甲酰胺对环境的影响

二甲基甲酰胺是一种具有一定毒性的液体，也具有一定的危险性，在工业生产中，如果排放的废水没有经过二甲基甲酰胺回收处理，就会对人类健康和环境造成重大影响。首先，二甲基甲酰胺废水没有经过处理就排放，将会对人类的健康带来很大的危害。二甲基甲酰胺可以通过人类皮肤及呼吸道进入人体体内，对人体内脏器官造成一定的侵害[6]。急性二甲基甲酰胺中毒者会出现头痛、焦虑、呕吐等症状，严重时危机肝脏器官。而慢性二甲基甲酰胺中毒，会使身体皮肤受到刺激，造成血压偏低、食欲不振等现象。未经处理的二甲基甲酰胺废水，在空气中挥发影响地区空气质量，并且对身体造成严重的伤害。另外，二甲基甲酰胺还具有易燃性和易爆性，如果二甲基甲酰胺废水没有进行回收处理，流放过程中一旦与明火接触很容易造成燃烧、爆炸等伤害。

3.2 二甲基甲酰胺回收用途

二甲基甲酰胺可以作为溶剂，所以也有自身的用途，现在二甲基甲酰胺的用途一般是在工业生产和医药制作上[7]。对于二甲基甲酰胺废水的回收处理，得到的高纯度二甲基甲酰胺将用回与生产，提高二甲基甲酰胺的事使用效率，一举两得。首先，二甲基甲酰胺可以作为一种分析试剂，可以作为乙烯树脂和乙快的溶剂。其次，二甲基甲酰胺使用中性能优良的有机溶剂，可以用作聚氨酯、聚丙烯腈，聚氯乙烯的溶剂，还可以作为医药和农药杀虫脒的制作原材料。再次，二甲基甲酰胺可以作为化工原料，参加工业生产。例如，塑料制膜，药物生产等。所以，二甲基甲酰胺废水回收处理，不仅具有环保作用，还实现了资源再利用。

4 渗透汽化一精馏耦合工艺以及回收二

甲基甲酰胺的效果

4.1 渗透汽化一精馏耦合工艺

渗透汽化一精馏耦合工艺是一种新型的回收二甲基甲酰胺的方法，与传统的精馏法相比他的回收效果更加明显[1]。渗透汽化一精馏耦合工艺主要在进行回收处理过程中，主要经过两部分工序。首先，将二甲基甲酰胺废水投入到料业储罐当中，二甲基甲酰胺废水在储液罐当中利用真空泵和复合膜组建进行脱水分离处理，脱水分离之后，要通过真空泵保持复合膜渗透一侧的压力[8]。二甲基甲酰胺废水在真空泵和复合膜组件的作用下发生气化，气化之后气体要经过冷凝储罐，并且储存在冷凝储罐。而复合膜一侧的二甲基甲酰胺溶液得到浓缩，当浓缩达到一定质量分数后，使液体进入到间歇精馏塔中进行分离。也可将废水置于减压精馏塔中进行分离，经过间歇精馏塔或者减压精馏塔有效分离后，就将得到高浓度的二甲基甲酰胺。

在利用渗透汽化一精馏耦合工艺进行二甲基甲酰胺废水回收处理过程中，为了更好的达到处理目的，还需要注意到以下几点内容：①二甲基甲酰胺废水进入料业储罐进行脱水分离时，真空泵的应将莫渗透侧压力维持在5～10 kPa.而在渗透气化过程中，温度应该保持在50～70℃最为合理，冷凝温度则需要- 70～5℃。②废液在进行精馏过程中，间歇精馏塔选择填料塔，而填料方式则选择为泡点进料。在精馏塔进行精馏的过程中，保持塔顶温度不低于100℃，也不高于100.2℃[9]。

4.2 渗透汽化一精馏耦合工艺回收效果

4.2.1 渗透汽化一精馏耦合工艺更加节能

传统蒸馏馏技术在对二甲基甲酰胺废水进行分离时，需要消耗大量的能源，造成了一定程度的资源浪费，提高了回收成本。在环境保护工程中，应用这样的方法，提高了环境保护的成本，也达不到应有的效果。

4.2.2 渗透汽化一精馏耦合工艺工序简单

通过上述的处理步骤，可以看出整个渗透汽化一精餾耦合工艺只需要两部分工序，第一部分将废液进行脱水分离[2]。其次，在精馏塔中进行再次分离浓缩，期间根本不需要多余的工序，处理人员只要注意控制各环节的温度和压力。但是利用传统的萃取方法进行回收，首先要采用萃取剂对废水中的二甲基甲酰胺进行吸收，之后在进行分离。这种方法可以选择不同的萃取剂，如氯仿、四氧化碳等。由于萃取剂不同，所以得到二甲基甲酰胺纯度也不同，而增加了萃取剂步骤使工作变得更加复杂，实际上是降低了二甲基甲酰胺废水处理的工作效率。另外，萃取法要使用萃取剂对二甲基甲酰胺进行吸收，所以在一定程度上也损害到了二甲基甲酰胺的浓度[10]。在环保工程中，操作简单，效益更高的处理方法，才是更适合的方法，不仅提高了环保的效率，还降低了能耗。

4.2.3 渗透汽化一精馏耦合工艺回收效果更加明显

在经济技术发展与环境日益恶化的背景下，我国现在也已重视环境保护的作用[3]。二甲基甲酰胺废水处理工程，不仅是对环境的一种保护，更是符合可持续发展的观念。被提取出的二甲基甲酰胺还可以应用到更多的生产领域当中。所以这就要求在环境治理的过程中，不仅要对二甲基甲酰胺进行提取还要能够加以利用。但是，传统的方法做到了二甲基甲酰胺的处理过程，但是回收环节效果欠佳。例如，运用化学分解法进行处理时，先利用电解方法对二甲基甲酰胺废水进行电解，之后进行水质调节[11]。这样的方法虽然做到了二甲基甲酰胺的消除，使环境污染减小。但是没有做到资源回收利用，使回收效果降低。而利用渗透汽化一精馏耦合工艺对废水中的二甲基甲酰胺进行了有效的分离和提取，渗透汽化一精馏耦合工艺回收效果更加明显，其主要表现在两个方面，其一是提取率非常高，可以达到99. 96%，得到的二甲基甲酰胺质量分数也达到了99.6%，其二是极高浓度的二甲基甲酰胺，经过再处理后可用于工业生产，很大程度上提高了回收效果，达到了环保和资源再利用的目的。

5 结语

渗透汽化一精馏耦合工艺是二甲基甲酰胺废水回收处理的好方法。使用渗透汽化一精馏耦合工艺的回收方法，通过渗透气化分离技术，不需要添加任何的辅助物质就可以有效的将二甲基甲酰胺废水进行处理，大大缩短了处理的时间。

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收稿日期：2019-11-13

作者简介：谢金武（1984-），男，工程师，研究方向为环境工程，环境监察。