CN103524292B - 一种1,1,1,2-四氟乙烷粗品的脱水系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种 1,1,1,2- 四氟乙烷粗品的脱水系统，其包括粗品槽、硅胶干燥器、成检槽、压缩机、设置在压缩机与硅胶干燥器之间的缓冲罐、用于在硅胶干燥器中的硅胶再生时提供热量的加热器，压缩机提供动力带动粗品中的气相物料进行流动，脱水系统还包括设置在压缩机与粗品槽之间用于对气相物料进行冷却的冷却装置，硅胶干燥器的出口、缓冲罐、压缩机、冷却装置、粗品槽、加热器、硅胶干燥器的进口依次通过管路相连通构成一个密闭的气相物料循环系统。本发明采用气相 1,1,1,2- 四氟乙烷粗品在密闭系统内循环来进行硅胶的再生，使得物料回收率高，成本降低，并且 1,1,1,2- 四氟乙烷不会随水分一起进入大气，不会造成环境的污染 。

Description

一种1,1,1,2-四氟乙烷粗品的脱水系统

技术领域

本发明涉及一种1,1,1,2-四氟乙烷粗品的脱水系统。

背景技术

在1,1,1,2-四氟乙烷（简称134a）的产品质量指标中，水分含量是其中重要的一项，要求含量控制在10ppm以下。目前134a产品中控制水分主要分两大阶段进行：第一阶段，134a装置采用硅胶干燥器对精馏塔顶采出的粗品134a进行脱水处理，精馏塔顶采出粗品物料进入硅胶干燥器，将粗品物料中800~1400ppm的水分降至300ppm以下，进入成检槽储存，定期输送至灌装站；第二阶段，灌装站采用分子筛对装置输送过去的水分含量在300ppm以下的粗品物料进行二次脱水处理，直至成品水分在10ppm以下。

生产过程中，当第一阶段脱水处理后，134a粗品中的水分含量超过300ppm时，需对硅胶干燥器进行切换，对切换下来的硅胶干燥器中的硅胶进行再生处理，其脱水系统包括进口与进料装置相连通的用于脱除1,1,1,2-四氟乙烷粗品中的水分的硅胶干燥器、与硅胶干燥器的出口相连通的用于储藏脱水后的1,1,1,2-四氟乙烷粗品的成检槽、与硅胶干燥器的出口相连通的缓冲罐、与缓冲罐相连通的压缩机、与压缩机相连通的粗品槽、与硅胶干燥器的进口相连通的用于在硅胶干燥器中的硅胶再生时提供热量的加热器，该加热器与氮气供应装置相连通，硅胶干燥器的进口还与粗品槽相连通，硅胶干燥器的出口端还设置有与大气相连通的出气口。硅胶再生步骤为：

1) 硅胶干燥器中残留余料全部转移：将硅胶干燥器内剩余液相物料压至粗品槽；

2)用高温氮气吹扫硅胶干燥器，对硅胶中的水分进行脱除，将脱除的水分和氮气一起排入大气中，氮气流量300Nm ³ /h，保持氮气加热器出口温度160～170℃，维持24小时；

3) 用常温氮气吹扫硅胶干燥器，对硅胶中的水分进行脱除，流量300 Nm ³ /h维持8小时；

4) 硅胶干燥器真空处理后备用：抽真空2小时，硅胶床层自然冷却，温度降至50℃后备用，再生完毕。

但是在硅胶再生过程中，由于134a是一种弱吸附质存在于吸附剂中，加之吸附床层中不能完全回收至粗品槽的液相物料，使吸附床中存在的134a，在通入高温氮气吹扫过程中与水分一同被带入到大气中，从而使物耗、能耗增高，并对大气造成污染。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种物耗、能耗降低，且环保的1,1,1,2-四氟乙烷粗品的脱水系统。

为解决以上技术问题，本发明采取如下技术方案：

一种1,1,1,2-四氟乙烷粗品的脱水系统，其包括用于存放1,1,1,2-四氟乙烷粗品的粗品槽、用于脱除所述的1,1,1,2-四氟乙烷粗品中的水分的硅胶干燥器、用于存放脱水后的1,1,1,2-四氟乙烷粗品的成检槽、压缩机、设置在所述压缩机与所述硅胶干燥器之间的缓冲罐、用于在所述的硅胶干燥器中的硅胶再生时提供热量的加热器，所述压缩机提供动力带动所述粗品中的气相物料进行流动，所述的脱水系统还包括设置在所述压缩机与所述粗品槽之间用于对所述气相物料进行冷却的冷却装置，所述的硅胶干燥器的出口、所述的缓冲罐、所述的压缩机、所述的冷却装置、所述的粗品槽、所述的加热器、所述的硅胶干燥器的进口依次通过管路相连通构成一个密闭的气相物料循环系统。

具体地，所述的成检槽通过管道与所述的硅胶干燥器的出口相连通，且在该连接成检槽与硅胶干燥器的管道上设有第一压力调节阀。

具体地，所述的冷却装置包括与所述压缩机连通的水冷器、冷凝水收集器、设置在所述冷凝水收集器与所述的粗品槽之间且与所述冷凝水收集器和粗品槽分别连通的深冷器。

具体地，所述的冷却装置还包括设置在所述的压缩机与所述的水冷器之间的第一风冷器。

具体地，所述的脱水系统还包括设置在所述的硅胶干燥器与所述的缓冲罐之间的第二风冷器。

具体地，所述的脱水系统还包括与所述的粗品槽相连通的用于稳定所述的粗品槽内压力的氮气补压装置。

具体地，所述的脱水系统还包括设置在所述的缓冲罐和所述的压缩机之间的管路上的第二压力调节阀。

具体地，所述的脱水系统还包括设置在所述的加热器和所述的粗品槽之间的管路上的第三压力调节阀。

具体地，所述的脱水系统还包括设置在所述的加热器和所述的粗品槽之间的管路上的流量计。

具体地，所述的脱水系统还包括设置在所述的硅胶干燥器与所述的加热器之间的管路上的温度调节阀。

由于以上技术方案的实施，本发明与现有技术相比具有如下优点：

本发明通过将粗品槽和加热器相连通，使得硅胶干燥器、缓冲罐、压缩机、冷却装置、粗品槽和加热器形成封闭的循环，可以用1,1,1,2-四氟乙烷粗品的气相部分代替高温空气对硅胶进行再生，然后将1,1,1,2-四氟乙烷粗品的气相部分采用冷却装置进行冷凝回收，使得物料回收率提高，物耗和能耗均降低，并且1,1,1,2-四氟乙烷不会随水分一起进入大气，不会造成环境的污染。

附图说明

图1为本发明所采用的装置的示意图；

其中：1、硅胶干燥器；2、成检槽；3、加热器；4、粗品槽；5、缓冲罐；6、压缩机；7、第一压力调节阀；8、水冷器；9、冷凝水收集器；10、深冷器；11、第一风冷器；12、第二风冷器；13、第二压力调节阀；14、第三压力调节阀；15、流量计；16、温度调节阀。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的说明，但本发明并不限于以下实施例。实施例中采用的实施条件可以根据具体使用的不同要求做进一步调整，未注明的实施条件为本行业中的常规条件。

如图1所示，本发明提供一种1,1,1,2-四氟乙烷粗品的脱水系统，其包括用于存放1,1,1,2-四氟乙烷粗品的粗品槽4、用于脱除1,1,1,2-四氟乙烷粗品中的水分的硅胶干燥器1、用于存放脱水后的1,1,1,2-四氟乙烷粗品的成检槽2、压缩机6、设置在压缩机6与硅胶干燥器1之间的缓冲罐5、用于在硅胶干燥器1中的硅胶再生时提供热量的加热器3，压缩机6提供动力带动粗品中的气相物料进行流动，脱水系统还包括设置在压缩机6与粗品槽4之间用于对气相物料进行冷却的冷却装置，硅胶干燥器1的出口、缓冲罐5、压缩机6、冷却装置、粗品槽4、加热器3、硅胶干燥器1的进口依次通过管路相连通构成一个密闭的气相物料循环系统。

成检槽2通过管道与硅胶干燥器1的出口相连通，且在该连接成检槽2与硅胶干燥器1的管道上设有第一压力调节阀7。

冷却装置包括与压缩机6连通的水冷器8、冷凝水收集器9、设置在冷凝水收集器9与粗品槽4之间且与冷凝水收集器9和粗品槽4分别连通的深冷器10。冷却装置还包括设置在压缩机6与水冷器8之间的第一风冷器11。

脱水系统还包括设置在硅胶干燥器1与缓冲罐5之间的第二风冷器12，硅胶干燥器1、第二风冷器12、缓冲罐5通过管路依次连通。脱水系统还包括与粗品槽4相连通的用于稳定粗品槽4内压力的氮气补压装置。脱水系统还包括设置在缓冲罐5和压缩机6之间的管路上的第二压力调节阀13。脱水系统还包括设置在加热器3和粗品槽4之间的管路上的第三压力调节阀14。脱水系统还包括设置在加热器3和粗品槽4之间的管路上的流量计15。脱水系统还包括设置在硅胶干燥器1与加热器3之间的管路上的温度调节阀16。

实施例1

一种1,1,1,2-四氟乙烷粗品的脱水方法，包括采用硅胶干燥器1将1,1,1,2-四氟乙烷粗品中的水脱除的脱水工序、以及对硅胶干燥器1中的硅胶进行再生处理的再生工序。

脱水工序中硅胶干燥器1的工作压力通过第一压力调节阀7调节为0.8~0.9MPa。依据吸附平衡原理，提高硅胶使用过程中工作压力，以延长硅胶干燥器使用时间，减少硅胶干燥器再生次数。经使用证明，当硅胶干燥器的工作压为0.8~0.9MPa，其处理精顶采出成品量比一般干燥器多，约在8000~10000 kg；一般干燥器的工作压力为0.4~0.5MPa，其处理成品量为5000~6000 kg。因此，对硅胶干燥器操作工艺进行优化，可提高硅胶干燥器使用效率，减少硅胶干燥器再生次数。具体压力可根据干燥器设计压力和精顶采出物料压力进行调整。

再生工序包括依次进行的如下步骤：

第一步：将硅胶干燥器1中残余的液相1,1,1,2-四氟乙烷粗品转移至粗品槽4中；

第二步：在压缩机6的带动下，采用气相1,1,1,2-四氟乙烷粗品在第二风冷器12、缓冲罐5、压缩机6、冷却装置、粗品槽4、加热器3、硅胶干燥器1之间进行多次循环流动，实现对硅胶干燥器1中的硅胶的冲洗，从而脱除硅胶干燥器1中硅胶的水分，循环结束后，气相1,1,1,2-四氟乙烷粗品通过冷却装置回收至粗品槽4中，进行再利用；其中，控制气相1,1,1,2-四氟乙烷粗品进行循环流动时的流量为300Nm ³ /h；先控制加热器3的温度为120℃，时间为22小时，再控制加热器3的温度为150℃，时间为2小时；控制压缩机6出口至粗品槽4出口之间的区域内的压力为0.9MPa，控制粗品槽4出口至压缩机6入口之间的区域内的压力为0.1MPa。控制气相1,1,1,2-四氟乙烷粗品经过水冷器8冷却后的温度为30℃，控制气相1,1,1,2-四氟乙烷粗品经过深冷器10冷却后的温度为5℃。通过对压缩机6出口至粗品槽4出口之间的压力设置，使得气相1,1,1,2-四氟乙烷粗品更易冷凝回收，通过对粗品槽4出口至压缩机6入口之间的压力设置，使得硅胶中的水分更易脱除。

第三步：用常温氮气对硅胶干燥器1进行吹扫，从而进一步脱除硅胶干燥器1中硅胶的水分；控制氮气的流量为300Nm ³ /h。控制氮气对硅胶干燥器1的吹扫时间为8小时。

第四步：将硅胶干燥器1抽真空，抽真空的时间为2小时，并且，当硅胶干燥器1的温度降至50℃时，再生工序完成。

根据134a在各温度点下饱合蒸汽压的不同和吸附平衡理论，对硅胶干燥器1再生工序进行优化。将粗品槽4与加热器3进行连通，硅胶再生冲洗过程中，通过阀门切换，使得硅胶干燥器1、第二风冷器12、缓冲罐5、压缩机6、冷却装置、粗品槽4、加热器3依次连通形成密闭系统，由压缩机6提供动力，带动粗品中的气相进行流动，使之在硅胶吸附床中进行反复冲洗。在冲洗过程中，利用装置余热（热水槽中的热水）及加热器3热量，将进入硅胶干燥1内的气相组分升温。通过此种方法，将热量带入吸附床中，为吸附质解吸提供热量，同时提高吸附床温度，使吸附剂中吸附质的饱和吸附量进一步降低，提高硅胶的再生深度。在此再生过程中，依据吸附平衡理论及134a饱合蒸汽压，将再生循环气分成两个压力工作区即：压缩机6出口至粗品槽4出口为高压区，压力设定0.9 MPa，易于再生气中134a冷凝回收；粗品槽4出口至压缩机6入口为低压区，压力设定0.1 MPa以下，易于硅胶中吸附质脱附。

相比原非密闭系统的处理工艺，该再生工序可使134a产品在脱水工段的物料损失率下降90%，以年产30000吨计，能耗、物耗节省费用为100万元。

以上对本发明做了详尽的描述，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种1,1,1,2-四氟乙烷粗品的脱水系统，其包括用于存放1,1,1,2-四氟乙烷粗品的粗品槽、用于脱除所述的1,1,1,2-四氟乙烷粗品中的水分的硅胶干燥器、用于存放脱水后的1,1,1,2-四氟乙烷粗品的成检槽、压缩机、设置在所述压缩机与所述硅胶干燥器之间的缓冲罐、用于在所述的硅胶干燥器中的硅胶再生时提供热量的加热器，所述压缩机提供动力带动所述粗品中的气相物料进行流动，其特征在于：所述的脱水系统还包括设置在所述压缩机与所述粗品槽之间用于对所述气相物料进行冷却的冷却装置，所述的硅胶干燥器的出口、所述的缓冲罐、所述的压缩机、所述的冷却装置、所述的粗品槽、所述的加热器、所述的硅胶干燥器的进口依次通过管路相连通构成一个密闭的气相物料循环系统。

2.根据权利要求1所述的脱水系统，其特征在于：所述的成检槽通过管道与所述的硅胶干燥器的出口相连通，且在该连接成检槽与硅胶干燥器的管道上设有第一压力调节阀。

3.根据权利要求1所述的脱水系统，其特征在于：所述的冷却装置包括与所述压缩机连通的水冷器、冷凝水收集器、设置在所述冷凝水收集器与所述的粗品槽之间且与所述冷凝水收集器和粗品槽分别连通的深冷器。

4.根据权利要求3所述的脱水系统，其特征在于：所述的冷却装置还包括设置在所述的压缩机与所述的水冷器之间的第一风冷器。

5.根据权利要求1所述的脱水系统，其特征在于：所述的脱水系统还包括设置在所述的硅胶干燥器与所述的缓冲罐之间的第二风冷器。

6.根据权利要求1所述的脱水系统，其特征在于：所述的脱水系统还包括与所述的粗品槽相连通的用于稳定所述的粗品槽内压力的氮气补压装置。

7.根据权利要求1所述的脱水系统，其特征在于：所述的脱水系统还包括设置在所述的缓冲罐和所述的压缩机之间的管路上的第二压力调节阀。

8.根据权利要求1所述的脱水系统，其特征在于：所述的脱水系统还包括设置在所述的加热器和所述的粗品槽之间的管路上的第三压力调节阀。

9.根据权利要求1所述的脱水系统，其特征在于：所述的脱水系统还包括设置在所述的加热器和所述的粗品槽之间的管路上的流量计。

10.根据权利要求1所述的脱水系统，其特征在于：所述的脱水系统还包括设置在所述的硅胶干燥器与所述的加热器之间的管路上的温度调节阀。