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化工生产中往往将获得产品作为最主要的目标,而对于过程中的废液处理、能量消耗、设备利用率等因素考虑的相对较少。工业废水处理是工业生产中的重要课题。尽可能减小回收过程的成本和能耗对工业生产有重要意义。膜工业中产生含量为5%~15%的N,N-二甲基乙酰胺废水,其中含有少量的高分子聚合物。本文使用多效精馏技术对该废水进行了回收研究:首先搭建小试减压精馏实验装置,以工厂废水为原料进行实验研究;之后建立了多效精馏流程,设计了逆流多效精馏模型和精馏系统费用计算模型,并且应用响应面分析法对多效精馏系统进行优化,为工业废水回收提供了理论和技术支撑。通过减压精馏实验和旋转蒸发实验对工厂废水进行分离,得到含水量小于0.5%的DMAc产品,证明精馏分离工厂废水的可行性。在分离过程的约束条件和分离目标的基础上,建立了多效精馏工艺,以对不同浓度的废水进行分离与利用。对多效精馏进行物料和能量衡算,推导出了塔顶采出量的计算公式,为精馏工艺模拟提供理论基础。对精馏系统的费用模型进行了详细的设计,得到年总操作费用(TAC)的计算模型,并将TAC计算结果作为多效精馏的优化目标函数。应用响应面法对多效精馏流程进行优化。对于含5%的DMAc废水的回收,三效精馏的TAC为1.129?10~6$,比普通精馏节省52.6%的费用。对于含15%的DMAc废水回收,三效精馏的TAC最少为1.058?10~6$,比普通精馏节省50.9%的费用。对含5%的DMAc废水进行萃取流程模拟与优化,计算得到TAC为1.01?10~6$,与多效精馏的优化结果相差不大。多效精馏过程中不引入其他组分,提高了能源的利用率,实现了DMAc的全部回收。因此,对于含量为5%~15%的废水都可以采用三效精馏进行分离回收,并且可实现节能减排、减少投资费用的目标。