本技術(shù)屬于廢物利用領(lǐng)域,尤其涉及一種pgmea廢液處理系統(tǒng)。
背景技術(shù):
1、光刻膠是液晶顯示行業(yè)的重要耗材,其可在基材表面刻蝕出所需的圖形。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)機(jī)理和顯影原理,光刻膠可分為負(fù)性膠和正性膠兩類。光照后形成不可溶物質(zhì)的是負(fù)性膠,經(jīng)光照后變成可溶物質(zhì)的即為正性膠。光刻膠由感光樹脂、感光劑和溶劑三種主要成分組成的對光敏感的混合液體,其中感光樹脂是一種粘合劑,給予光刻膠的機(jī)械與化學(xué)性質(zhì),如粘附性、膠膜厚度、熱穩(wěn)定性等;感光劑可使光刻膠對光能發(fā)生光化學(xué)反應(yīng);溶劑可使光刻膠保持液體狀態(tài),使之具有良好的流動性。負(fù)性光刻膠的樹脂是聚異戊二烯,一種天然的橡膠,溶劑為二甲苯;感光劑是一種經(jīng)過曝光后釋放出氮?dú)獾墓饷魟?,產(chǎn)生的自由基在橡膠分子間形成交聯(lián),從而使其不溶于顯影液,負(fù)性光刻膠在曝光區(qū)由溶劑引起泡漲,曝光時(shí)光刻膠容易與氮?dú)夥磻?yīng)而抑制交聯(lián)。正性光刻膠的樹脂是一種線性酚醛樹脂,提供光刻膠的粘附性、化學(xué)抗蝕性,當(dāng)沒有溶解抑制劑存在時(shí),線性酚醛樹脂會溶解在顯影液中;感光劑是光敏化合物,最常見的是重氮萘醌(dnq),在曝光前,dnq是一種強(qiáng)烈的溶解抑制劑,降低樹脂的溶解速度。在紫外曝光后,dnq在光刻膠中化學(xué)分解,成為溶解度增強(qiáng)劑,大幅提高顯影液中的溶解度。
2、pgmea(propyleneglycolmethyletheracetate,丙二醇甲醚醋酸酯)廢液主要指丙二醇甲醚醋酸酯稀釋劑處理光刻膠時(shí)產(chǎn)生的廢液。廢液產(chǎn)生的原因主要有兩個:一是在光刻膠涂膠過程中,伴隨硅片高速旋轉(zhuǎn),多余的光刻膠會被甩到硅片外容器邊緣,同時(shí)噴頭也會殘留光刻膠,為保證電路蝕刻的精度必須保持硅片涂膠的均勻和干凈,所以在涂膠前,需要對噴頭和容器邊緣使用丙二醇甲醚醋酸酯稀釋劑進(jìn)行清洗,清洗之后就變?yōu)閜gmea廢液;二是洗膠過程產(chǎn)生pgmea廢液。丙二醇甲醚醋酸酯稀釋劑用于清洗光照后可溶光刻膠部分,變?yōu)閜gmea廢液。通過以上分析說明pgmea稀釋劑因清洗光刻膠變?yōu)閺U稀釋劑的過程,光刻膠的種類、差異、成分。無論是正性光刻膠和負(fù)性光刻膠,pgmea稀釋劑都是洗去易溶解的光刻膠部分,但也能洗掉極少部分的難溶解的光刻膠部分,即廢pgmea稀釋劑是以大部分單體存在為主,含較少量中間體及聚合物的混合溶劑。
3、在廢pgmea稀釋劑回用過程中,伴隨著加熱濃縮,單體逐漸聚合,由于正負(fù)性光刻膠特性差異,含負(fù)性光刻膠的稀釋劑廢液一般呈紅色,負(fù)性光刻膠濃縮仍然具有較好的流動性,易于放出加熱釜或再沸器外,故不產(chǎn)生較大影響;含正性光刻膠的稀釋劑呈黑色,伴隨加熱濃縮至原料量的35w/w%以下,高溫使線性酚醛樹脂聚合固化,粘連在加熱列管或再沸器內(nèi),嚴(yán)重影響加熱效率、生產(chǎn)效率和操作強(qiáng)度。以10m3容量的加熱釜或再沸器為例,每當(dāng)加熱釜或再沸器處理35噸廢稀釋劑,就需要拆開加熱釜或再沸器列管或再沸器進(jìn)行殘?jiān)謇?,由于正性光刻膠固化后硬度高、粘性強(qiáng),每次拆裝加熱釜或再沸器及清理總時(shí)長約為10h,清理頻率為2~3天/次,其影響主要體現(xiàn)在能源損耗、生產(chǎn)效率、操作強(qiáng)度,可選地體現(xiàn)在三個方面,一是伴隨連續(xù)進(jìn)料加熱,列管粘連的聚合物增厚,加熱效率降低,造成蒸汽能源損耗;二是停機(jī)時(shí)間長,生產(chǎn)效率降低;三是被粘連的加熱列管需要通過錘打和高壓設(shè)備清洗,操作強(qiáng)度高。
4、目前,在加熱后對列管進(jìn)行除渣清理是目前實(shí)際生產(chǎn)中的主流方式,其方式主要包括:敲打、鉆動打磨、高壓設(shè)備清洗、加熱管束整體焚燒去渣等,上述方式除渣效果較好,但也較大程度影響生產(chǎn)效率和增加勞動強(qiáng)度,同時(shí)由于物料自身氣味問題,在敞口環(huán)境清理列管時(shí)會存在較大的環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)。不難看出,目前迫切需要一種在生產(chǎn)過程中解決廢稀釋劑正性光刻膠聚合粘連的問題,以提高能源的利用效率、提高生產(chǎn)的連續(xù)性、降低一線員工的勞動強(qiáng)度,降低過程后清理列管的環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足,本實(shí)用新型的目的在于提供一種pgmea廢液處理系統(tǒng),在pgmea廢液加熱前加入自由基阻聚劑,混合均勻后,在真空條件下加熱回收pgmea產(chǎn)品,隨著液體濃縮至原料體積15w/w%以上的工藝,主要解決目前存在的以下四個問題:(1)pgmea廢稀釋劑加熱過程中光刻膠濃縮粘連加熱管束熱源換熱效率降低導(dǎo)致能源損耗增加;(2)傳統(tǒng)拆卸清理列管過程中異味大,環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)高;(3)拆裝時(shí)間長,影響連續(xù)生產(chǎn)時(shí)間導(dǎo)致生產(chǎn)效率降低;(4)拆裝加熱管束耗費(fèi)勞動強(qiáng)度大。
2、為解決上述問題,本實(shí)用新型提供了一種pgmea廢液處理系統(tǒng)。
3、具體地,提供了一種廢液處理系統(tǒng),其特征在于:包括原料罐、輔料暫存罐、攪拌罐、精餾塔、冷凝器、產(chǎn)品暫存罐,所述原料罐、所述攪拌罐、所述精餾塔、所述冷凝器、所述產(chǎn)品暫存罐由管線依次連接,所述攪拌罐與所述輔料暫存罐由管線鏈接。
4、可選地,所述原料罐用于盛放pgmea廢液,所述輔料暫存罐用于盛放阻聚劑,所述攪拌罐用于pgmea廢液與阻聚劑混合,所述精餾塔用于分餾pgmea廢液并經(jīng)過所述冷凝器得到pgmea產(chǎn)品,所述產(chǎn)品暫存罐用于盛放pgmea產(chǎn)品。
5、可選地,所述攪拌罐和所述精餾塔之間還設(shè)置有加熱釜或再沸器,所述加熱釜或再沸器與所述精餾塔的重組分回液管相連,所述加熱釜或再沸器用于加熱廢液和阻聚劑。
6、可選地,所述輔料暫存罐之前設(shè)置有前餾分暫存罐,所述前餾分暫存罐用于與所述輔料暫存罐進(jìn)行物料混合。
7、可選地,所述加熱釜或再沸器之后連接有重組分輸送泵,所述重組分輸送泵與所述精餾塔并聯(lián)設(shè)置,所述重組分輸送泵用于收集pgmea廢液中精餾后的重組分。
8、可選地,所述冷凝器之后連接有前餾分暫存罐和冷阱,所述冷阱、所述前餾分暫存罐、所述產(chǎn)品暫存罐并聯(lián)設(shè)置;所述冷凝器、所述冷阱還通過回液管與所述冷凝器相連;所述前餾分暫存罐用于收集除pgmea產(chǎn)品之外的成分,并用于與所述輔料暫存罐混合。
9、可選地,所述前餾分暫存罐之后連接有前餾分輸送泵,所述輔料暫存罐之后連接有輔料混合液輸送泵,所述攪拌罐之后連接有進(jìn)料泵,所述冷阱之后連接有真空泵,所述真空泵用于收集尾氣;所述前餾分暫存罐、所述原料罐、所述輔料暫存罐、所述攪拌罐設(shè)置有液位計(jì)。
10、可選地,所述pgmea廢液包括丙二醇甲醚醋酸酯、3-甲氧基丙酸甲酯、環(huán)己酮、3-乙氧基丙酸乙酯、3-甲氧基丁基乙酸酯、樹脂單體、樹脂、顏料、碳黑、分散劑及光引發(fā)劑;所述pgmea廢液為常溫。
11、可選地,所述阻聚劑為阻聚劑701,阻聚劑的添加量以廢液總質(zhì)量計(jì)大于0.1w/w%;所述pgmea廢液原料在加熱濃縮后的體積不低于原料容積的15v/v%。
12、可選地,所述真空泵的真空度低于-0.096mpa;所述加熱釜或再沸器的溫度不高于160℃。
13、與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實(shí)用新型的有益效果為:
14、(1)本實(shí)用新型利用阻聚劑701與pgmea前餾分或原料混合溶解后,按不低于0.1w/w%比例添加與廢稀釋劑原料充分混合,在穩(wěn)定真空條件下,裝置溫度不高于160℃條件下進(jìn)行pgmea產(chǎn)品回收,回收完成后未見廢pgmea稀釋劑中光刻膠聚合而粘連加熱管束和釜壁現(xiàn)象。相較于現(xiàn)有加熱后對列管進(jìn)行除渣清理是目前實(shí)際生產(chǎn)中的主流方式,其方式主要包括:敲打、鉆動打磨、高壓設(shè)備清洗、加熱管束整體焚燒去渣等,本實(shí)用新型方法是在加熱過程中解決加熱管束粘連堵,避免了pgmea廢稀釋劑加熱過程中光刻膠濃縮粘連加熱管束熱源換熱效率降低導(dǎo)致能源損耗增加;降低傳統(tǒng)拆卸清理列管過程中異味產(chǎn)生的問題,降低環(huán)保風(fēng)險(xiǎn);幾乎不需要拆卸加熱釜或再沸器和更換加熱管束,延長連續(xù)生產(chǎn)時(shí)間,較大地提高生產(chǎn)效率;較好地降低了勞動人員的勞動強(qiáng)度。
15、(2)整個工藝過程添加輔料單一、阻聚效果好,添加量少,充分保證了廢pgmea稀釋劑回用產(chǎn)品質(zhì)量不受影響,噸添加成本低。且過程中基本不產(chǎn)生有害廢物,真正解決廢稀釋劑回用過程中加熱管束堵塞的問題,降低加熱管束拆卸清理時(shí)間和工人勞動強(qiáng)度,延長連續(xù)生產(chǎn)時(shí)間,保證了加熱釜或再沸器在持續(xù)加熱過程中的加熱效率,節(jié)約熱源,是一種綠色、高效、低成本的方法。