含1,4-二氧六环的光刻胶显影剂废水处理方法与流程

1.本发明涉及一种废水处理方法，特别是涉及一种含1,4-二氧六环的光刻胶显影剂废水处理方法。


背景技术：

2.电子级1,4-二氧六环(1,4-dioxane)是生产光刻胶显影剂的重要原料。目前国内尚无批量生产该原料的厂商，相关的生产工艺也为日韩等跨国公司所垄断，国内芯片行业只能以高价向国外求购。另一方面，1,4-二氧六环具有致癌性，不能直接排放。因此，从原料利用和环保方面讲，从含1,4-二氧六环的光刻胶显影剂废水中回收1,4-二氧六环具有极大的经济意义和环保意义。
3.对含1,4-二氧六环的光刻胶显影剂废水处理需要综合考虑1,4-二氧六环回收和水净化两个方面。目前，传统的含1,4-二氧六环废水的处理方法是以环己烷为夹带剂，采用共沸精馏法经过预浓缩、加入夹带剂、再生夹带剂、提纯精制等5个塔的精馏流程回收得到高纯1,4-二氧六环。该工艺流程长，导致能耗较大；采用夹带剂，系统引入额外化学物质，既增加处理成本又增加处理过程的复杂性，导致环保方面的二次污染。


技术实现要素：

4.发明目的：本发明的目的是提供一种含1,4-二氧六环的光刻胶显影剂废水处理方法，既可得到高纯度1,4-二氧六环，又可排出高纯度水。
5.技术方案：一种含1,4-二氧六环的光刻胶显影剂废水处理方法，包括以下步骤：
6.步骤100，废水送入常压精馏塔，常压精馏塔的塔顶馏出液为高浓度含1,4-二氧六环水溶液，塔釜排出液为高纯度水；高浓度含1,4-二氧六环水溶液部分回流送入常压精馏塔，其余送入高压精馏塔；
7.步骤200，高压精馏塔的塔顶馏出液部分回流送入高压精馏塔，其余循环返回至常压精馏塔，塔釜排出液为高浓度1,4-二氧六环。
8.具体的，废水的组成为2～5％的1,4-二氧六环和95～98％的水，质量百分含量。
9.进一步的，常压精馏塔的操作条件：常压，塔釜温度100～105℃，理论板数20～50块，回流比0.5～5。
10.进一步的，高压精馏塔的操作条件：800～1000kpa，塔釜温度165～205℃，理论板数16～30块，回流比1～3。
11.具体的，步骤100中，高浓度含1,4-二氧六环水溶液的组成为75～81％的1,4-二氧六环和19～25％的水，质量百分含量；高纯度水的质量纯度高于99.99％。
12.具体的，步骤200中，塔顶馏出液的组成为65～74％的1,4-二氧六环和26～30％的水，质量百分含量；高浓度1,4-二氧六环的质量纯度为99.99～99.998％。
13.本发明的原理是：根据1,4-二氧六环、水二元物系对压力的敏感性，采用变压精馏，利用共沸物组成比例随压力变化而显著变化的特性，对低浓度的含1,4-二氧六环的光
刻胶显影剂废水经变压精馏分离，实现从中回收提取电子级1,4-二氧六环。
14.有益效果：本发明的优点是：含1,4-二氧六环的光刻胶显影剂废水经处理后，既可得到高纯度1,4-二氧六环，其经后续的树脂吸附后可直接循环利用，又可排出高纯度水，提纯后的废水满足行业环保要求，可直接排放，实现经济效益和环保效益双赢；废水处理具有大规模、连续化的特点，废水处理量大，不需要引入第三组分，不产生二次污染物，同时可节约大量能量。
附图说明
15.图1为本发明方法流程图。
具体实施方式
16.下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明。
17.实施例1
18.一种含1,4-二氧六环的光刻胶显影剂废水处理方法，具体包括以下步骤：
19.步骤100：将废水以1000kg/h的流速送入常压精馏塔，废水中1,4-二氧六环的质量百分含量为2％，其余为水。
20.常压精馏塔中进行常压精馏，常压精馏塔的操作条件为常压、塔釜温度102℃、理论板数20块、回流比3。
21.塔顶馏出液为高浓度含1,4-二氧六环水溶液，经冷凝器冷凝后，部分回流送入常压精馏塔，其余以113kg/h的流速送入高压精馏塔。塔顶馏出液中1,4-二氧六环的质量百分含量为76％，其余为水。塔釜排出液为高纯度水，以980kg/h的流速流出常压精馏塔，高纯度水中的1,4-二氧六环的质量百分含量小于0.0001％。
22.步骤200：高压精馏塔中进行高压精馏，高压精馏塔的操作条件为800kpa、塔釜温度188℃、理论板数16块、回流比1。
23.塔顶馏出液经冷凝器冷凝后，部分回流送入高压精馏塔，其余以93kg/h的流速循环返回至常压精馏塔。塔顶馏出液中1,4-二氧六环的质量百分含量为70％，其余为水。塔釜排出液为质量纯度为99.996％高浓度1,4-二氧六环，以20kg/h的流速流出高压精馏塔。
24.实施例2
25.一种含1,4-二氧六环的光刻胶显影剂废水处理方法，具体包括以下步骤：
26.步骤100：将废水以1000kg/h的流速送入常压精馏塔，废水中1,4-二氧六环的质量百分含量为5％，其余为水。
27.常压精馏塔中进行常压精馏，常压精馏塔的操作条件为常压、塔釜温度102℃、理论板数20块、回流比0.7。
28.塔顶馏出液为高浓度含1,4-二氧六环水溶液，经冷凝器冷凝后，部分回流送入常压精馏塔，其余以143kg/h的流速送入高压精馏塔。塔顶馏出液中1,4-二氧六环的质量百分含量为80％，其余为水。塔釜排出液为高纯度水，以950kg/h的流速流出常压精馏塔，高纯度水中的1,4-二氧六环的质量百分含量小于0.0001％。
29.步骤200：高压精馏塔中进行高压精馏，高压精馏塔的操作条件为800kpa、塔釜温度166℃、理论板数16块、回流比1。
30.塔顶馏出液经冷凝器冷凝后，部分回流送入高压精馏塔，其余以93kg/h的流速循环返回至常压精馏塔。塔顶馏出液中1,4-二氧六环的质量百分含量为72％，其余为水。塔釜排出液为质量纯度为99.995％高浓度1,4-二氧六环，以50kg/h的流速流出高压精馏塔。
31.实施例3
32.一种含1,4-二氧六环的光刻胶显影剂废水处理方法，具体包括以下步骤：
33.步骤100：将废水以1000kg/h的流速送入常压精馏塔，废水中1,4-二氧六环的质量百分含量为5％，其余为水。
34.常压精馏塔中进行常压精馏，常压精馏塔的操作条件为常压、塔釜温度102℃、理论板数20块、回流比0.7。
35.塔顶馏出液为高浓度含1,4-二氧六环水溶液，经冷凝器冷凝后，部分回流送入常压精馏塔，其余以143kg/h的流速送入高压精馏塔。塔顶馏出液中1,4-二氧六环的质量百分含量为80％，其余为水。塔釜排出液为高纯度水，以950kg/h的流速流出常压精馏塔，高纯度水中的1,4-二氧六环的质量百分含量小于0.0001％。
36.步骤200：高压精馏塔中进行高压精馏，高压精馏塔的操作条件为1000kpa、塔釜温度200℃、理论板数16块、回流比1。
37.塔顶馏出液经冷凝器冷凝后，部分回流送入高压精馏塔，其余以93kg/h的流速循环返回至常压精馏塔。塔顶馏出液中1,4-二氧六环的质量百分含量为69％，其余为水。塔釜排出液为质量纯度为99.995％高浓度1,4-二氧六环，以50kg/h的流速流出高压精馏塔。
38.实施例4
39.一种含1,4-二氧六环的光刻胶显影剂废水处理方法，具体包括以下步骤：
40.步骤100：将废水以1000kg/h的流速送入常压精馏塔，废水中1,4-二氧六环的质量百分含量为5％，其余为水。
41.常压精馏塔中进行常压精馏，常压精馏塔的操作条件为常压、塔釜温度102℃、理论板数20块、回流比1.4。
42.塔顶馏出液为高浓度含1,4-二氧六环水溶液，经冷凝器冷凝后，部分回流送入常压精馏塔，其余以143kg/h的流速送入高压精馏塔。塔顶馏出液中1,4-二氧六环的质量百分含量为80％，其余为水。塔釜排出液为高纯度水，以950kg/h的流速流出常压精馏塔，高纯度水中的1,4-二氧六环的质量百分含量小于0.0007％。
43.步骤200：高压精馏塔中进行高压精馏，高压精馏塔的操作条件为1000kpa、塔釜温度200℃、理论板数16块、回流比3。
44.塔顶馏出液经冷凝器冷凝后，部分回流送入高压精馏塔，其余以93kg/h的流速循环返回至常压精馏塔。塔顶馏出液中1,4-二氧六环的质量百分含量为69％，其余为水。塔釜排出液为质量纯度为99.997％高浓度1,4-二氧六环，以50kg/h的流速流出高压精馏塔。
45.实施例5
46.一种含1,4-二氧六环的光刻胶显影剂废水处理方法，具体包括以下步骤：
47.步骤100：将废水以1000kg/h的流速送入常压精馏塔，废水中1,4-二氧六环的质量百分含量为5％，其余为水。
48.常压精馏塔中进行常压精馏，常压精馏塔的操作条件为常压、塔釜温度102℃、理论板数30块、回流比0.7。
49.塔顶馏出液为高浓度含1,4-二氧六环水溶液，经冷凝器冷凝后，部分回流送入常压精馏塔，其余以143kg/h的流速送入高压精馏塔。塔顶馏出液中1,4-二氧六环的质量百分含量为80％，其余为水。塔釜排出液为高纯度水，以950kg/h的流速流出常压精馏塔，高纯度水中的1,4-二氧六环的质量百分含量小于0.00008％。
50.步骤200：高压精馏塔中进行高压精馏，高压精馏塔的操作条件为1000kpa、塔釜温度200℃、理论板数24块、回流比1。
51.塔顶馏出液经冷凝器冷凝后，部分回流送入高压精馏塔，其余以93kg/h的流速循环返回至常压精馏塔。塔顶馏出液中1,4-二氧六环的质量百分含量为69％，其余为水。塔釜排出液为质量纯度为99.998％高浓度1,4-二氧六环，以50kg/h的流速流出高压精馏塔。
52.附图1所示为本发明进行废水处理的流程图。
53.含1,4-二氧六环的光刻胶显影剂废水中，1,4-二氧六环和水在常压下形成含水19.4％的共沸物，共沸温度87.74℃。本发明的废水处理方法，根据1,4-二氧六环、水二元物系对压力的敏感性，采用变压精馏，利用共沸物组成比例随压力变化而显著变化的特性，对低浓度的含1,4-二氧六环的光刻胶显影剂废水经变压精馏分离，实现从中回收提取电子级1,4-二氧六环，既可得到高纯度1,4-二氧六环，其经后续的树脂吸附后可直接循环利用，又可排出高纯度水，提纯后的废水满足行业环保要求，可直接排放，实现经济效益和环保效益双赢。
54.该废水处理方法具有大规模、连续化的特点，废水处理量大，不需要引入第三组分，不产生二次污染物，同时可节约大量能量。