一种电子废液中回收提纯丙二醇单甲醚和丙二醇单甲醚乙酸酯的方法
阅读说明：本技术 一种电子废液中回收提纯丙二醇单甲醚和丙二醇单甲醚乙酸酯的方法 (Method for recovering and purifying propylene glycol monomethyl ether and propylene glycol monomethyl ether acetate from electronic waste liquid ) 是由 范文林 张怡 纪王洋 黄啟虓 于 2021-06-17 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种电子废液中回收提纯丙二醇单甲醚和丙二醇单甲醚乙酸酯的方法,涉及溶剂回收提纯领域,包括以下步骤：S1、取混合废溶剂丙二醇单甲醚和丙二醇单甲醚乙酸酯,加入除杂反应剂,通过混合机构进行反应除杂,去除其它杂质；S2、将上述丙二醇单甲醚和丙二醇单甲醚乙酸酯混合液,加入与水形成共沸的有机溶剂,在低于丙二醇甲醚和丙二醇单甲醚醋酸酯沸点的温度下进行蒸馏,水与共沸剂蒸出,保留丙二醇单甲醚,丙二醇单甲醚乙酸酯混合物；S3、塔顶得到的共沸剂水共沸物。本发明,实现对废料丙二醇单甲醚,丙二醇单甲醚乙酸酯的回收再利用,降低了电子生产中产生的废溶剂对环境的污染程度,节约了生产成本。(The invention discloses a method for recovering and purifying propylene glycol monomethyl ether and propylene glycol monomethyl ether acetate from electronic waste liquid, which relates to the field of solvent recovery and purification and comprises the following steps: s1, taking the mixed waste solvents of propylene glycol monomethyl ether and propylene glycol monomethyl ether acetate, adding an impurity removal reactant, carrying out reaction impurity removal through a mixing mechanism, and removing other impurities; s2, adding the mixed solution of propylene glycol monomethyl ether and propylene glycol monomethyl ether acetate into an organic solvent which forms azeotropy with water, distilling at a temperature lower than the boiling points of propylene glycol methyl ether and propylene glycol monomethyl ether acetate, evaporating water and the azeotroping agent, and reserving the mixture of propylene glycol monomethyl ether and propylene glycol monomethyl ether acetate; s3, and obtaining an azeotropic agent water azeotrope at the tower top. The invention realizes the recycling of the propylene glycol monomethyl ether and propylene glycol monomethyl ether acetate which are wastes, reduces the pollution degree of waste solvents generated in electronic production to the environment and saves the production cost.)
技术领域
本发明涉及溶剂回收提纯技术领域，尤其涉及一种电子废液中回收提纯丙二醇单甲醚和丙二醇单甲醚乙酸酯的方法。
背景技术
随着国内电子制造产业和光电产业的迅速发展，光刻胶剥离液等电子化学品的使用量也大为増加，电子级丙二醇单甲醚(PM)和丙二醇单甲醚醋酸酯(PMA)常以一定配比互溶，在电子产品行业中(例如半导体、阳极感光材料、液晶显示屏和光刻胶等的生产)作为光阻稀释剂、光阻去除剂、去光阻缓冲液、剥离剂和清洗剂大量使用。
该溶液为丙二醇单甲醚和丙二醇单甲醚醋酸酯混合废溶剂，环保性差，对环境负载大，后期成本高，近几年虽然有部分国内外企业对剥离液回收资源化进行研究，并取得了一定的成果，但仍有大部分剥离液因对其进行简单的无害化处理而导致资源浪费，且加大了环境的负荷，为了使丙二醇单甲醚和丙二醇单甲醚醋酸酯循环利用，必须对其微量杂质去除，再对两者进行分离，传统工艺通常是采用直接精馏去除其中杂质，分离回收有机溶剂，但直接精馏工艺的产品回收率不高，回收产品的质量不能达到光电回用的水平，此外目前的丙二醇单甲醚和丙二醇单甲醚醋酸酯回收过程会加入杂质反应剂去除杂质，目前的取出杂质的方式较为单一，杂质去除的效率相对较低，为此提出一种电子废液中回收提纯丙二醇单甲醚和丙二醇单甲醚乙酸酯的方法。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种电子废液中回收提纯丙二醇单甲醚和丙二醇单甲醚乙酸酯的方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种电子废液中回收提纯丙二醇单甲醚和丙二醇单甲醚乙酸酯的方法，包括以下步骤：S1、取混合废溶剂丙二醇单甲醚和丙二醇单甲醚乙酸酯，加入除杂反应剂，通过混合机构进行反应除杂，去除其它杂质；S2、将上述丙二醇单甲醚和丙二醇单甲醚乙酸酯混合液，加入与水形成共沸的有机溶剂，在低于丙二醇甲醚和丙二醇单甲醚醋酸酯沸点的温度下进行蒸馏，水与共沸剂蒸出，保留丙二醇单甲醚，丙二醇单甲醚乙酸酯混合物；S3、塔顶得到的共沸剂水共沸物，经过回收处理后，作为共沸夹带剂，循环使用；S4、塔底得到丙二醇单甲醚，丙二醇单甲醚乙酸酯混合物，经过减压精馏，塔顶回收得到纯度≥99.5％的工业级丙二醇甲醚成品，塔底得到纯度≥99.5％的工业级丙二醇甲醚醋酸酯成品。
优选地，所述S1中的杂质，包括环己酮，环戊酮等,除杂反应剂包括乙醇胺等胺类反应剂,所述S2中,加入的共沸夹带剂为正己烷，环己烷，异丙醚、DCM、MTBE、甲苯、乙腈、异丙醇等共沸脱水剂。
优选地，所述S2中，共沸精馏的条件为：压力0.09-0.150MPa, 精馏釜底温度70～155℃、釜中液体温度75～150℃、釜顶温度60～ 100℃、控制回流比20∶1-1:1。
优选地，所述步骤S3中，静置时间为0.5-2h，所述S4中，减压精馏的条件为：真空压力1mmHg-750mmHg，精馏釜底温度60～150℃、釜中液体温度65～145℃、釜顶温度65～145℃、控制回流比20∶1-1:1。
优选地，所述混合机构包括反应釜，所述反应釜的顶部固定连接有驱动电机，所述反应釜顶部的侧面开设有进料口，所述进料口的内侧壁螺纹连接有进料塞，所述驱动电机的输出端延伸至反应釜中，所述驱动电机的输出端固定连接有转动轴，所述转动轴与反应釜的内侧壁转动连接，所述转动轴的外侧壁连接有混合机构。
优选地，所述混合机构包括固定连接在外侧壁上的多个混合叶片，两个所述混合叶片关于转动轴中心对称，所述混合叶片呈倾斜扇形设置，所述混合叶片中分别开设有向内弧形设置的第一进液口和向外弧形设置的第二进液口，所述第一进液口的内侧壁分别转动连接有传动轴和连接轴，所述传动轴的外侧壁固定套接有叶轮，所述第一进液口的内侧壁设有与叶轮对应的放置槽，所述第一进液口中流水的位置对着冲击叶轮的一侧，所述混合叶片中设有齿轮腔，所述传动轴和连接轴均延伸至齿轮腔中并与齿轮腔的内侧壁转动连接，所述传动轴和连接轴的外侧壁均固定套接有齿轮，两个所述齿轮之间倾斜啮合设置，位于第一进液口内部的所述连接轴的外侧壁固定套接有转动叶。
优选地，两个所述第二进液口关于转动轴中心对称设置，所述第二进液口和转动轴之间固定连接有热量传导球。
优选地，所述反应釜的内部通过安装块固定连接有环形设置的隔离环，所述隔离环位于多个混合叶片的外部。
相比现有技术，本发明的有益效果为：
1、本发明提供的丙二醇单甲醚(PGME)和丙二醇单甲醚乙酸酯 (PGMEA)混合废溶剂的回收提纯方法，经反应除杂，共沸精馏，减压精馏回收的方法，去除废料丙二醇单甲醚，丙二醇单甲醚乙酸酯中的杂质的一系列能耗低的工序，将纯度仅为80％-95％(wt)的废料丙二醇单甲醚，丙二醇单甲醚乙酸酯混合废溶剂，提纯到纯度≥99.5％(wt)的工业级有机溶剂丙二醇单甲醚和纯度≥99.5％(wt)的工业级有机溶剂丙二醇单甲醚乙酸酯，实现对废料丙二醇单甲醚，丙二醇单甲醚乙酸酯的回收再利用，降低了电子生产中产生的废溶剂对环境的污染程度，节约了生产成本。本发明提供的提纯方法还具有收率高、能耗低、品质好、能回用、生产过程简便、运行稳定、适用于工业化生产等优点。
2、通过混合机构之间的配合工作，混合液体进入到第一进液口中会受到不同转向的叶轮和转动叶搅拌混合，配合转动混合叶片外部的初步搅拌，使丙二醇单甲醚和丙二醇单甲醚醋酸酯与杂质反应剂充分反应，需要说明的是，反向曲线设置的第二进液口，当流动的液体从第二进液口中流出时，会与主流转动的液体撞击，使混合液之间混合的更加均匀充分，需要说明的是，转动轴不断的转动与溶液摩擦，使转动轴整体产生较多的热量，通过两个热量传导球的传导，使热量沿着热量传导球进入到第二进液口中，对进入到第二进液口中的混合液进行再次加热，除杂效果得到进一步的提升。
附图说明
图1为本发明提出的一种电子废液中回收提纯丙二醇单甲醚和丙二醇单甲醚乙酸酯的方法的流程示意图；
图2为本发明提出的一种电子废液中回收提纯丙二醇单甲醚和丙二醇单甲醚乙酸酯的方法混合叶片的结构示意图；
图3为本发明提出的一种电子废液中回收提纯丙二醇单甲醚和丙二醇单甲醚乙酸酯的方法的结构示意图；
图4为本发明提出的一种电子废液中回收提纯丙二醇单甲醚和丙二醇单甲醚乙酸酯的方法A处的放大图；
图5为本发明提出的一种电子废液中回收提纯丙二醇单甲醚和丙二醇单甲醚乙酸酯的方法B处的放大图。
图中：1反应釜、2驱动电机、3隔离环、4进料塞、5转动轴、6 混合叶片、7第一进液口、8第二进液口、9齿轮腔、10传动轴、11齿轮、12连接轴、13叶轮、14转动叶、15热量传导球。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-5，一种电子废液中回收提纯丙二醇单甲醚和丙二醇单甲醚乙酸酯的方法，包括以下步骤:
实施例1
取废料含45％丙二醇单甲醚，54％丙二醇单甲醚乙酸酯，水4％，环己酮1％。向其中加入与环己酮物质量1:1的乙醇胺；
将上述反应后得到的丙二醇单甲醚，丙二醇单甲醚乙酸酯，加入共沸剂正己烷，共沸精馏；塔顶得到正己烷水共沸物，塔底得到丙二醇单甲醚，丙二醇单甲醚乙酸酯混合溶剂。
将上述丙二醇单甲醚，丙二醇单甲醚乙酸酯，将正己烷水共沸物，静置30min分层后，上层回系统，作为共沸夹带剂循环使用。下层作为废水排除。
丙二醇单甲醚和丙二醇单甲醚乙酸酯混合溶剂，经过减压精馏，塔顶得到纯度≥99.5％的丙二醇单甲醚，精馏产品检验合格后，通入氮气封存。塔釜得到纯度≥99.5％的丙二醇单甲醚乙酸酯，精馏产品检验合格后，通入氮气封存。
实施例2
取废料含35％丙二醇单甲醚，64％丙二醇单甲醚乙酸酯，水4％，环己酮1％。向其中加入与环己酮物质量1:1的乙醇胺。
将上述反应后得到的丙二醇单甲醚，丙二醇单甲醚乙酸酯，加入共沸剂正己烷，共沸精馏；塔顶得到正己烷水共沸物，塔底得到丙二醇单甲醚，丙二醇单甲醚乙酸酯混合溶剂。
将上述丙二醇单甲醚，丙二醇单甲醚乙酸酯，将正己烷水共沸物，静置30min分层后，上层回系统，作为共沸夹带剂循环使用。下层作为废水排除。
丙二醇单甲醚和丙二醇单甲醚乙酸酯混合溶剂，经过减压精馏，塔顶得到纯度≥99.5％的丙二醇单甲醚，精馏产品检验合格后，通入氮气封存。塔釜得到纯度≥99.5％的丙二醇单甲醚乙酸酯，精馏产品检验合格后，通入氮气封存。
实施例1～2提纯后的工业级有机溶剂丙二醇单甲醚，丙二醇单甲醚乙酸酯的技术指标如表一所示：
表一丙二醇单甲醚《HG/T3939》
表二丙二醇单甲醚乙酸酯《HG/T3940》
混合机构包括反应釜1，反应釜1的顶部固定连接有驱动电机2，反应釜1顶部的侧面开设有进料口，进料口的内侧壁螺纹连接有进料塞4，驱动电机2的输出端延伸至反应釜1中，驱动电机2的输出端固定连接有转动轴5，转动轴5与反应釜1的内侧壁转动连接，转动轴5 的外侧壁连接有混合机构，反应釜1的内部通过安装块固定连接有环形设置的隔离环3，隔离环3位于多个混合叶片6的外部，通过倾斜设置的混合叶片6，转动的混合叶片6可使整个反应釜1中的液体有向上流动的趋势，相应的配合隔离环3的隔离，使整个反应釜1中的液体形成环流，使反应釜1中液体的反应更加充分，避免混剂堆积在反应釜1内侧壁的底部反应不完全。
混合机构包括固定连接在外侧壁上的多个混合叶片6，两个混合叶片6关于转动轴5中心对称，混合叶片6呈倾斜扇形设置，混合叶片6 中分别开设有向内弧形设置的第一进液口7和向外弧形设置的第二进液口8，第一进液口7的内侧壁分别转动连接有传动轴10和连接轴12，传动轴10的外侧壁固定套接有叶轮13，第一进液口7的内侧壁设有与叶轮13对应的放置槽，第一进液口7中流水的位置对着冲击叶轮13 的一侧，混合叶片6中设有齿轮腔9，传动轴10和连接轴12均延伸至齿轮腔9中并与齿轮腔9的内侧壁转动连接，传动轴10和连接轴12 的外侧壁均固定套接有齿轮11，两个齿轮11之间倾斜啮合设置，位于第一进液口7内部的连接轴12的外侧壁固定套接有转动叶14，两个第二进液口8关于转动轴5中心对称设置，第二进液口8和转动轴5之间固定连接有热量传导球15。
通过混合机构之间的配合工作，混合液体进入到第一进液口7中会受到不同转向的叶轮13和转动叶14搅拌混合，配合转动混合叶片6 外部的初步搅拌，使丙二醇单甲醚和丙二醇单甲醚醋酸酯与杂质反应剂充分反应，需要说明的是，反向曲线设置的第二进液口8，当流动的液体从第二进液口8中流出时，会与主流转动的液体撞击，使混合液之间混合的更加均匀充分，需要说明的是，转动轴5不断的转动与溶液摩擦，使转动轴5整体产生较多的热量，通过两个热量传导球15的传导，使热量沿着热量传导球15进入到第二进液口8中，对进入到第二进液口8中的混合液进行再次加热，除杂效果得到进一步的提升。
本发明中，在进行丙二醇单甲醚和丙二醇单甲醚醋酸酯回收过程会加入杂质反应剂去除杂质时，将丙二醇单甲醚和丙二醇单甲醚醋酸酯混合液和杂质反应剂通过进料口投放到反应釜1中，此时反应釜1 中的混合液初步反应，打开驱动电机2电源的开关，驱动电机2的输出端带动转动轴5转动，转动的转动轴5带动转动轴5上的多个混合叶片6转动，由于混合叶片6呈倾斜设置，使转动的混合叶片6可带动反应釜1中的混合液体整体往上移动，往上移动的液体接着会通过隔离环3的阻隔，从隔离环3的另一侧回流到反应釜1的底部，这样可使液体简单的在反应釜1中形成循环。
多个混合叶片6转动的时候，液体通过第一进液口7进入到第一进液口7的内部，液体冲击叶轮13转动，转动的叶轮13通过齿轮11 带动啮合的齿轮11转动，相应的连接轴12转动的带动转动叶14朝相反方向的转动，使进入到第一进液口7中的液体受到双向的转动混合，液体同时也会进入到第二进液口8中。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
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