一种PTA废料回收装置及回收方法

技术领域

本发明属于化工废料处理技术领域，具体涉及一种PTA废料回收装置，还涉及PTA废料回收方法。

背景技术

对苯二甲酸(Terephthalate，简称PTA)是广泛应用于塑料工业、化学纤维、高分子等方面的重要的化工原料。在对苯二甲酸的生产过程中，由于各种原因在排放的污水中含有大量的PTA下脚料，因PTA不溶于水而沉积成污泥状废料，每年多达几千吨。废料中PTA含量高达70％～80％。因此，回收利用对苯二甲酸在我国有着广阔的市场前景。如果直接丢弃或烧毁，将造成严重的环境污染。如能回收利用这些废料，既可解决环境污染问题，又能从废料中回收大量的PTA资源。

发明内容

本发明的目的是提供一种PTA废料回收装置，解决了现有废料回收装置回收效率低的问题。

本发明的另一目的是提供上述PTA废料回收方法，通过高温高压重结晶，逐级降温提纯工业PTA废料，提高了产品回收率。

本发明所采用的技术方案是，一种PTA废料回收装置，包括升压设备，升压设备连接升温装置，升温装置包括与升压设备通过管道连接的一级换热器，一级换热器通过管道连接二级换热器，二级换热器通过管道连接三级换热器，三级换热器通过管道连接四级换热器，四级换热器的高温管与加热器连接，四级换热器通过管道连接溶解罐，溶解罐通过管道连接过滤器，过滤器通过管道连接一级结晶罐，一级结晶罐通过管道连接二级结晶罐，二级结晶罐通过管道连接三级结晶罐，三级结晶罐通过管道连接晶体过滤器。

本发明的特点还在于，

一级结晶罐、二级结晶罐和三级结晶罐的结构均相同；均包括结晶罐罐体、活塞和止回阀，结晶罐罐体上设置有输入端和输出端，止回阀连接在结晶罐罐体的输入端，活塞设置在结晶罐罐体内部，活塞的末端安装有弹簧，结晶罐罐体外部有换热器，换热器均分别与一级换热器、二级换热器、三级换热器的高温管道连接。

本发明所采用的另一技术方案是，一种PTA废料回收方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，将PTA废料与水混合成细泥料，通过升压设备加压到60-80公斤后，通入升温装置中，经过一级换热器、二级换热器、三级换热器、四级换热器进行升温，再通入溶解罐中，进行溶解；

步骤2，将溶解后的PTA废料通入过滤器中，进行固液分离；

步骤3，PTA废料溶液进入一级结晶罐中，PTA废料在结晶罐罐体内开始降温结晶，待PTA废料在罐内存积，结晶罐罐体的输出端打开，PTA废料流入二级结晶罐中，继续降温结晶，之后流入三级结晶罐中进行降温结晶；

步骤4，将经过三次结晶后的PTA废料通过晶体过滤器进行固液分离，并对分离出的固体用水进行洗涤，洗涤至pH为中性；将洗涤后的固体物质置于真空干燥箱中干燥，即可得到纯化后的PTA。

本发明的特点还在于，

步骤1中，溶解时间为0.5～1h；PTA废料与水的质量比为1～4：1。

步骤1中，一级换热器的加热温度为25-95℃；二级换热器的加热温度为95-150℃；三级换热器的加热温度为150-200℃。

步骤3中，一级结晶罐内的温度为240℃～250℃，压力为60～75公斤，结晶时间为0.5h～1h；二级结晶罐内的温度为100℃～150℃，压力为40～50公斤，结晶时间为0.5h～1h；三级结晶罐内的温度为25℃～40℃，压力为20～25公斤，结晶时间为0.5h～1h。

步骤4中，干燥温度为90℃～150℃，干燥时间为3～10h。

本发明的有益效果是，

1.本发明一种PTA废料回收方法，通过高温高压重结晶，逐级降温提纯工业PTA废料，变废为宝，回收了大量可利用资源，产生了较大的经济效益；

2.本发明一种PTA废料回收方法，工艺流程简单，操作方便，工业实施可行性高，产品回收率高，有效降低了生产成本。

附图说明

图1为本发明一种PTA废料回收装置的结构示意图；

图2为本发明一种PTA废料回收装置中结晶罐的结构示意图；

图3为本发明一种PTA废料回收装置中活塞未压缩状态示意图；

图4为本发明一种PTA废料回收装置中活塞压缩状态示意图。

其中，1.升压设备，2.一级换热器，3.二级换热器，4.三级换热器，5.四级换热器，6.加热器，7.溶解罐，8.过滤器，9.一级结晶罐，10.二级结晶罐，11.三级结晶罐，12.晶体过滤器，13.结晶罐罐体，14.输入端，15.止回阀，16.输出端，17.换热器，18.活塞，19.弹簧。

具体实施方式

下面结合具体实施方式和附图对本发明进行详细说明。

本发明一种PTA废料回收装置，如图1所示，包括升压设备1，升压设备1连接升温装置，升温装置包括与升压设备1通过管道连接的一级换热器2，一级换热器2通过管道连接二级换热器3，二级换热器3通过管道连接三级换热器4，三级换热器4通过管道连接四级换热器5，四级换热器5的高温管与加热器6连接，四级换热器5通过管道连接溶解罐7，溶解罐7通过管道连接过滤器8，过滤器8通过管道连接一级结晶罐9，一级结晶罐9通过管道连接二级结晶罐10，二级结晶罐10通过管道连接三级结晶罐11，三级结晶罐11通过管道连接晶体过滤器12；

一级结晶罐9、二级结晶罐10和三级结晶罐11的结构均相同；如图2所示，均包括结晶罐罐体13、活塞18和止回阀15，结晶罐罐体13上均设置有输入端和输出端，止回阀15连接在结晶罐罐体13的输入端14，活塞18设置在结晶罐罐体13内部，活塞18的末端安装有弹簧19，弹簧19在未压缩状态时，如图3所示，活塞18将结晶罐罐体13的输出端16堵塞，弹簧19压缩时，如图4所示，结晶罐罐体13的输出端16开通，结晶罐罐体13外部有换热器17，换热器17均分别与一级换热器2、二级换热器3、三级换热器4的高温管道连接；

升压设备可以为高速泵、压缩机等，可将细泥料加压至60-80公斤。

换热器中的介质为水等高比热容溶液。

本发明一种PTA废料回收方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，将PTA废料与水混合成细泥料，通过升压设备1加压到60-80公斤后，通入升温装置中，经过一级换热器2、二级换热器3、三级换热器4、四级换热器5进行升温，使溶液温度达到200-300℃，再通入溶解罐中，溶解时间为0.5～1h；

PTA废料与水的质量比为1～4：1；

一级换热器2的加热温度为25-95℃；二级换热器3的加热温度为95-150℃；三级换热器4的加热温度为150-200℃，四级换热器5无需进行加热，可借助结晶罐释放温度加热；

步骤2，将溶解后的PTA废料通入过滤器8中，进行固液分离；

分离得到的液体，即进入一级结晶罐9的液体为粗制提纯的PTA废料溶液，分离得的固体为高温条件下不溶于水的废渣；

步骤3，PTA废料溶液进入一级结晶罐9中，罐体内空间与输液管道相比增大，压力释放，同时PTA废料在结晶罐罐体内开始降温结晶，此时罐内压力不足以将活塞推开，PTA废料在罐内存积，当PTA废料足够多时罐内压力将活塞推开，结晶罐罐体的输出端打开，PTA废料流入二级结晶罐10中，二级结晶罐10和三级结晶罐11工作原理相同，依次类推，在二级结晶罐10和三级结晶罐11中完成结晶；

一级结晶罐9内的温度为240℃～250℃，压力为60～75公斤，结晶时间为0.5h～1h；

二级结晶罐10内的温度为100℃～150℃，压力为40～50公斤，结晶时间为0.5h～1h；

三级结晶罐11内的温度为25℃～40℃，压力为20～25公斤，结晶时间为0.5h～1h；

步骤4，将经过三次结晶后的PTA废料通过晶体过滤器12进行固液分离，并对分离出的固体用水进行洗涤，洗涤至pH为中性；将洗涤后的固体物质置于真空干燥箱中干燥，即可得到纯化后的PTA；

干燥温度为90℃～150℃，干燥时间为3～10h。

实施例1

本发明一种PTA废料回收方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，将PTA废料与水混合成细泥料，通过升压设备1加压到60公斤后，通入升温装置中，经过一级换热器2、二级换热器3、三级换热器4、四级换热器5进行升温，再通入溶解罐中，溶解时间为0.5h；

PTA废料与水的质量比为1：1；

一级换热器2的加热温度为25℃；二级换热器3的加热温度为110℃；三级换热器4的加热温度为200℃，四级换热器5无需进行加热，可借助结晶罐释放温度加热；

步骤2，将溶解后的PTA废料通入过滤器8中，进行固液分离；

分离得到的液体，即进入一级结晶罐9的液体为粗制提纯的PTA废料溶液，分离得的固体为高温条件下不溶于水的废渣；

步骤3，PTA废料溶液进入一级结晶罐9中，罐体内空间与输液管道相比增大，压力释放，同时PTA废料在结晶罐罐体内开始降温结晶，此时罐内压力不足以将活塞推开，PTA废料在罐内存积，当PTA废料足够多时罐内压力将活塞推开，结晶罐罐体的输出端打开，PTA废料流入二级结晶罐10中，二级结晶罐10和三级结晶罐11工作原理相同，依次类推，在二级结晶罐10和三级结晶罐11中完成结晶；

一级结晶罐9内的温度为240℃，压力为60公斤，结晶时间为0.5h；

二级结晶罐10内的温度为150℃，压力为50公斤，结晶时间为0.5h；

三级结晶罐11内的温度为25℃，压力为25公斤，结晶时间为0.5h；

步骤4，将经过三次结晶后的PTA废料通过晶体过滤器12进行固液分离，并对分离出的固体用水进行洗涤，洗涤至pH为中性；将洗涤后的固体物质置于真空干燥箱中干燥，即可得到纯化后的PTA；

干燥温度为90℃，干燥时间为10h。

实施例2

本发明一种PTA废料回收方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，将PTA废料与水混合成细泥料，通过升压设备1加压到66公斤后，通入升温装置中，经过一级换热器2、二级换热器3、三级换热器4、四级换热器5进行升温，再通入溶解罐中，溶解时间为0.5～1h；

PTA废料与水的质量比为2：1；

一级换热器2的加热温度为40℃；二级换热器3的加热温度为120℃；三级换热器4的加热温度为180℃，四级换热器5无需进行加热，可借助结晶罐释放温度加热；

步骤2，将溶解后的PTA废料通入过滤器8中，进行固液分离；

分离得到的液体，即进入一级结晶罐9的液体为粗制提纯的PTA废料溶液，分离得的固体为高温条件下不溶于水的废渣；

步骤3，PTA废料溶液进入一级结晶罐9中，罐体内空间与输液管道相比增大，压力释放，同时PTA废料在结晶罐罐体内开始降温结晶，此时罐内压力不足以将活塞推开，PTA废料在罐内存积，当PTA废料足够多时罐内压力将活塞推开，结晶罐罐体的输出端打开，PTA废料流入二级结晶罐10中，二级结晶罐10和三级结晶罐11工作原理相同，依次类推，在二级结晶罐10和三级结晶罐11中完成结晶；

一级结晶罐9内的温度为250℃，压力为75公斤，结晶时间为1h；

二级结晶罐10内的温度为120℃，压力为45公斤，结晶时间为1h；

三级结晶罐11内的温度为40℃，压力为25公斤，结晶时间为1h；

步骤4，将经过三次结晶后的PTA废料通过晶体过滤器12进行固液分离，并对分离出的固体用水进行洗涤，洗涤至pH为中性；将洗涤后的固体物质置于真空干燥箱中干燥，即可得到纯化后的PTA；

干燥温度为100℃，干燥时间为5h。

实施例3

本发明一种PTA废料回收方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，将PTA废料与水混合成细泥料，通过升压设备1加压到72公斤后，通入升温装置中，经过一级换热器2、二级换热器3、三级换热器4、四级换热器5进行升温，再通入溶解罐中，溶解时间为1h；

PTA废料与水的质量比为3：1；

一级换热器2的加热温度为80℃；二级换热器3的加热温度为130℃；三级换热器4的加热温度为180℃，四级换热器5无需进行加热，可借助结晶罐释放温度加热；

步骤2，将溶解后的PTA废料通入过滤器8中，进行固液分离；

分离得到的液体，即进入一级结晶罐9的液体为粗制提纯的PTA废料溶液，分离得的固体为高温条件下不溶于水的废渣；

步骤3，PTA废料溶液进入一级结晶罐9中，罐体内空间与输液管道相比增大，压力释放，同时PTA废料在结晶罐罐体内开始降温结晶，此时罐内压力不足以将活塞推开，PTA废料在罐内存积，当PTA废料足够多时罐内压力将活塞推开，结晶罐罐体的输出端打开，PTA废料流入二级结晶罐10中，二级结晶罐10和三级结晶罐11工作原理相同，依次类推，在二级结晶罐10和三级结晶罐11中完成结晶；

一级结晶罐9内的温度为240℃，压力为60公斤，结晶时间为0.5h；

二级结晶罐10内的温度为100℃，压力为50公斤，结晶时间为1h；

三级结晶罐11内的温度为40℃，压力为25公斤，结晶时间为1h；

步骤4，将经过三次结晶后的PTA废料通过晶体过滤器12进行固液分离，并对分离出的固体用水进行洗涤，洗涤至pH为中性；将洗涤后的固体物质置于真空干燥箱中干燥，即可得到纯化后的PTA；

干燥温度为150℃，干燥时间为6h。

实施例4

本发明一种PTA废料回收方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，将PTA废料与水混合成细泥料，通过升压设备1加压到75公斤后，通入升温装置中，经过一级换热器2、二级换热器3、三级换热器4、四级换热器5进行升温，再通入溶解罐中，溶解时间为1h；

PTA废料与水的质量比为4：1；

一级换热器2的加热温度为85℃；二级换热器3的加热温度为150℃；三级换热器4的加热温度为200℃，四级换热器5无需进行加热，可借助结晶罐释放温度加热；

步骤2，将溶解后的PTA废料通入过滤器8中，进行固液分离；

分离得到的液体，即进入一级结晶罐9的液体为粗制提纯的PTA废料溶液，分离得的固体为高温条件下不溶于水的废渣；

步骤3，PTA废料溶液进入一级结晶罐9中，罐体内空间与输液管道相比增大，压力释放，同时PTA废料在结晶罐罐体内开始降温结晶，此时罐内压力不足以将活塞推开，PTA废料在罐内存积，当PTA废料足够多时罐内压力将活塞推开，结晶罐罐体的输出端打开，PTA废料流入二级结晶罐10中，二级结晶罐10和三级结晶罐11工作原理相同，依次类推，在二级结晶罐10和三级结晶罐11中完成结晶；

一级结晶罐9内的温度为240℃，压力为70公斤，结晶时间为0.5h；

二级结晶罐10内的温度为135℃，压力为50公斤，结晶时间为1h；

三级结晶罐11内的温度为30℃，压力为25公斤，结晶时间为1h；

步骤4，将经过三次结晶后的PTA废料通过晶体过滤器12进行固液分离，并对分离出的固体用水进行洗涤，洗涤至pH为中性；将洗涤后的固体物质置于真空干燥箱中干燥，即可得到纯化后的PTA；

干燥温度为150℃，干燥时间为3h。