CN109084527A - 笑气精馏提纯装置以及笑气精馏方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的笑气精馏提纯装置以及笑气精馏方法，其中，笑气精馏提纯装置，包括用于对原料气进行精馏，使原料气分离出气相以及液相的一级精馏塔，与原料气气源通过管路连接；用于对液相进行精馏，使液相分离出笑气以及重组分的二级精馏塔，与一级精馏塔通过管路连接；用于对二级精馏塔的排出的笑气进行冷却处理，使笑气液化的低温换热器，二级精馏塔的笑气排出管经过低温换热器后与笑气液态储罐连接。本发明的笑气精馏方法包括：对原料气进行精馏，使原料气分离出气相以及液相；对液相进行精馏，使液相分离出笑气以及重组分；对液相分离出的笑气进行冷却处理，使笑气液化。本发明的技术方案的优点是：可以对化工尾气中的气体成分进行精馏提纯，分离出笑气组分，并提纯为电子级产品，提高了尾气的利用价值。
Description
技术领域
本发明涉及化工领域，特别是涉及一种笑气精馏提纯装置以及笑气精馏方法。
背景技术
己二酸是一种重要的精细化工产品，一般情况下，每生产1mol己二酸副产0.8～1.0mol的N2O，N2O是一种潜在的导致温室效应和臭氧层减少的气体，其单分子增温潜势是CO2的298倍，因此，己二酸尾气直接排放会导致温室效应。随着己二酸的需求量越来越大，己二酸生产规模不断扩大，含N2O尾气的治理就显得尤为重要。
N2O俗称“笑气”，具有氧化性和麻醉作用，被广泛应用于医疗、电子行业，是一种具有良好经济价值的气体产品。
含N2O尾气直接排放至大气，不仅会导致环境污染，还会造成严重的资源浪费，因此对己二酸尾气进行回收利用显得十分重要，并且具有可观的经济效益。
目前，国内笑气市场紧俏，绝大部分的笑气要从国外进口，且进口价格较高。国内还没有从化工尾气中制取电子级液态笑气的技术方案。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种有效减少污染与浪费的笑气精馏提纯装置以及笑气精馏方法。
本发明的笑气精馏提纯装置，包括：
用于对原料气进行精馏，使原料气分离出气相以及液相的一级精馏塔，与原料气气源通过管路连接；
用于对所述液相进行精馏，使所述液相分离出笑气以及重组分的二级精馏塔，与一级精馏塔通过管路连接；
用于对所述二级精馏塔的排出的笑气进行冷却处理，使所述笑气液化的低温换热器，所述二级精馏塔的笑气排出管经过所述低温换热器后与笑气液态储罐连接。
本发明的笑气精馏提纯装置，其中，所述笑气排出管上还安装有第一节流阀，所述第一节流阀设置于所述低温换热器与笑气液态储罐之间，以对笑气排出管内的液态笑气节流降压。
本发明的笑气精馏提纯装置，其中，一级精馏塔与原料气气源通过输气管路连接，所述输气管路依次经过所述一级精馏塔的第一塔底再沸器、低温换热器，以使所述输气管路内的原料气为第一塔底再沸器提供热量、被低温换热器降温后输入一级精馏塔。
本发明的笑气精馏提纯装置，其中，一级精馏塔的塔顶的气相出口与第一塔顶冷凝器通过管路连通，第一塔顶冷凝器与第一气液分离器通过管路连通，第一气液分离器的气态出口与第一放空管路连接，所述第一放空管路经过所述低温换热器，以使所述第一放空管路内的气体复温后放空，所述第一气液分离器的液态出口与一级精馏塔连通。
本发明的笑气精馏提纯装置，其中，二级精馏塔的塔顶的气相出口与第二塔顶冷凝器通过管路连通，第二塔顶冷凝器与第二气液分离器通过管路连通，第二气液分离器的气态出口与笑气排出管连接，所述第二气液分离器的液态出口与二级精馏塔连通。
本发明的笑气精馏提纯装置，其中，还包括乙烯制冷系统，所述乙烯制冷系统包括用于对乙烯压缩的乙烯压缩机，乙烯压缩机的气体出口通过第一管路连通第二节流阀，所述第二节流阀通过回流管路连接乙烯压缩机的气体入口，所述乙烯在乙烯压缩机与第二节流阀之间循环，第一管路依次经过二级精馏塔的第二塔底再沸器、低温换热器，第一管路中的乙烯在二级精馏塔的第二塔底再沸器中冷却降温，第一管路中的乙烯在低温换热器中冷却降温，回流管路依次经过一级精馏塔的第一塔顶冷凝器、二级精馏塔的第二塔顶冷凝器、低温换热器，回流管路中的乙烯在第一塔顶冷凝器、第二塔顶冷凝器、低温换热器中提供冷量。
本发明的笑气精馏提纯装置，其中，第一管路与回流管路通过第二管路连通，所述第二管路的一端与第一管路的连接点位于低温换热器与第二节流阀之间，所述第二管路的另一端与回流管路的连接点位于第二塔顶冷凝器与低温换热器之间，所述第二管路上设置有第三节流阀。
本发明的笑气精馏提纯装置，其中，还包括氟利昂制冷系统，所述氟利昂制冷系统包括用于对氟利昂压缩的氟利昂压缩机，氟利昂压缩机的气体出口通过第三管路连通第四节流阀，所述第四节流阀通过第四管路连接氟利昂压缩机的气体入口，所述氟利昂在乙烯压缩机与第四节流阀之间循环，第四管路经过低温换热器，第四管路中的氟利昂在低温换热器中提供冷量。
本发明的笑气精馏方法，包括：
对原料气进行精馏，使原料气分离出气相以及液相；
对所述液相进行精馏，使所述液相分离出笑气以及重组分；
对所述液相分离出的笑气进行冷却处理，使所述笑气液化。
本发明的笑气精馏方法，其中，还包括：利用一级精馏塔对原料气进行精馏，使原料气分离出气相以及液相，利用原料气为一级精馏塔的第一塔底再沸器提供热量。
本发明的技术方案可以将化工尾气精馏提纯为电子级笑气。本发明的技术方案的优点是：可以对化工尾气中的气体成分进行精馏提纯，分离出笑气组分，并提纯为电子级产品，提高了尾气的利用价值。
附图说明
图1为本发明的笑气精馏提纯装置的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的笑气精馏提纯装置，包括：
用于对原料气进行精馏，使原料气分离出气相以及液相的一级精馏塔T1与原料气气源通过管路连接；
用于对液相进行精馏，使液相分离出笑气以及重组分的二级精馏塔T2，与一级精馏塔通过管路连接；
用于对二级精馏塔的排出的笑气进行冷却处理，使笑气液化的低温换热器E1，二级精馏塔的笑气排出管11经过低温换热器后与笑气液态储罐连接。
本发明的笑气精馏提纯装置，其中，笑气排出管上还安装有第一节流阀V11，第一节流阀设置于低温换热器与笑气液态储罐之间，以对笑气排出管内的液态笑气节流降压。
本发明的笑气精馏提纯装置，其中，一级精馏塔与原料气气源通过输气管路12连接，输气管路12依次经过一级精馏塔的第一塔底再沸器E2、低温换热器，以使输气管路内的原料气为第一塔底再沸器提供热量、被低温换热器降温后输入一级精馏塔。
本发明的笑气精馏提纯装置，其中，一级精馏塔的塔顶的气相出口与第一塔顶冷凝器E3通过管路连通，第一塔顶冷凝器与第一气液分离器V1通过管路连通，第一气液分离器的气态出口与第一放空管路13连接，第一放空管路经过低温换热器，以使第一放空管路内的气体复温后放空，第一气液分离器的液态出口与一级精馏塔连通。
本发明的笑气精馏提纯装置，其中，二级精馏塔的塔底的液相出口与第二放空管路14连通，第二放空管路14经过低温换热器，以使第二放空管路内的气体复温后放空，
本发明的笑气精馏提纯装置，其中，二级精馏塔的塔顶的气相出口与第二塔顶冷凝器E5通过管路连通，第二塔顶冷凝器与第二气液分离器V2通过管路连通，第二气液分离器的气态出口与笑气排出管连接，第二气液分离器的液态出口与二级精馏塔连通。
本发明的笑气精馏提纯装置，其中，还包括乙烯制冷系统，乙烯制冷系统包括用于对乙烯压缩的乙烯压缩机C1，乙烯压缩机的气体出口通过第一管路21连通第二节流阀V12，第二节流阀通过回流管路31连接乙烯压缩机的气体入口，乙烯在乙烯压缩机与第二节流阀之间循环，第一管路依次经过二级精馏塔的第二塔底再沸器E4、低温换热器，第一管路中的乙烯在二级精馏塔的第二塔底再沸器中冷却降温，第一管路中的乙烯在低温换热器中冷却降温，回流管路31依次经过一级精馏塔的第一塔顶冷凝器E3、二级精馏塔的第二塔顶冷凝器E5、低温换热器，回流管路中的乙烯在第一塔顶冷凝器、第二塔顶冷凝器、低温换热器中提供冷量。
本发明的笑气精馏提纯装置，其中，第一管路21与回流管路31通过第二管路22连通，第二管路22的一端与第一管路的连接点位于低温换热器与第二节流阀之间，第二管路的另一端与回流管路的连接点位于第二塔顶冷凝器与低温换热器之间，第二管路22上设置有第三节流阀V13。
本发明的笑气精馏提纯装置，其中，还包括氟利昂制冷系统，氟利昂制冷系统包括用于对氟利昂压缩的氟利昂压缩机C2，氟利昂压缩机的气体出口通过第三管路23连通第四节流阀V14，第四节流阀通过第四管路24连接氟利昂压缩机的气体入口，氟利昂在乙烯压缩机与第四节流阀之间循环，第四管路经过低温换热器，第四管路中的氟利昂在低温换热器中提供冷量。
本发明的笑气精馏方法，包括：
对原料气进行精馏，使原料气分离出气相以及液相；
对液相进行精馏，使液相分离出笑气以及重组分；
对液相分离出的笑气进行冷却处理，使笑气液化。
本发明的笑气精馏方法，其中，还包括：利用一级精馏塔对原料气进行精馏，使原料气分离出气相以及液相，利用原料气为一级精馏塔的第一塔底再沸器提供热量。
本发明的技术方案可以将化工尾气精馏提纯为电子级笑气。主要工艺路线是：含有笑气组分的原料气，经过初步处理后进入本精馏提纯装置，通过本发明的笑气精馏提纯装置将原料气液化降温后，进入一级精馏塔，在一级精馏塔中，将轻组分杂质脱除，然后进入二级精馏塔中，将重组分杂质脱除，最后获得电子级的笑气产品。
本发明的技术方案的优点是：可以对化工尾气中的气体成分进行精馏提纯，分离出笑气组分，并提纯为电子级产品，提高了尾气的利用价值。
利用本发明的笑气精馏提纯装置进行笑气精馏提纯的具体实施例如下：
原料气压力18.6bar温度40℃，流量4500Nm3/h，进入一级精馏塔T1的第一塔底再沸器E2，然后进入低温换热器E1，经换热器液化降温后进入一级精馏塔T1中部，进行低温精馏，在一级精馏塔中，轻组分不断从塔顶排出，经第一塔顶冷凝器E3冷凝后，进入第一气液分离器V1进行气液分离，轻组分的气相杂质从第一气液分离器V1排出，经低温换热器E1复温后出装置，分离出的液相返回一级精馏塔，完成精馏循环，从一级精馏塔塔底排出的液相进入二级精馏塔的中部，在二级精馏塔中，重组分杂质从塔底排出，经低温换热器复温后出装置，以笑气为主要组分的轻组分从塔顶排出，经第二塔顶冷凝器E5冷凝后，进入第二气液分离器V2气液分离，液相返回二级精馏塔，气相，也就是高纯笑气进入低温换热器降温液化后，出低温换热器，经第一节流阀V11节流降压后，去产品储罐。
本装置由两套制冷压缩机组成。低压乙烯经乙烯压缩机C1压缩后，进入二级精馏塔T2，然后进入低温换热器E1，冷却降温后分成两股，一股经第二节流阀V12节流后，为第一塔顶冷凝器E3提供冷量后进入第二塔顶冷凝器E5提供冷量，另外一股经第三节流阀V13节流后，两股汇合进低温换热器，经低温换热器复温后，回乙烯压缩机入口。低压氟利昂经氟利昂压缩机C2增压后，经第四节流阀V14节流降温后，进入低温换热器E1复温后，回氟利昂压缩机，完成压缩循环。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种笑气精馏提纯装置，其特征在于，包括：
用于对原料气进行精馏，使原料气分离出气相以及液相的一级精馏塔，与原料气气源通过管路连接；
用于对所述液相进行精馏，使所述液相分离出笑气以及重组分的二级精馏塔，与一级精馏塔通过管路连接；
用于对所述二级精馏塔的排出的笑气进行冷却处理，使所述笑气液化的低温换热器，所述二级精馏塔的笑气排出管经过所述低温换热器后与笑气液态储罐连接。
2.如权利要求1所述的笑气精馏提纯装置，其特征在于，所述笑气排出管上还安装有第一节流阀，所述第一节流阀设置于所述低温换热器与笑气液态储罐之间，以对笑气排出管内的液态笑气节流降压。
3.如权利要求2所述的笑气精馏提纯装置，其特征在于，一级精馏塔与原料气气源通过输气管路连接，所述输气管路依次经过所述一级精馏塔的第一塔底再沸器、低温换热器，以使所述输气管路内的原料气为第一塔底再沸器提供热量、被低温换热器降温后输入一级精馏塔。
4.如权利要求3所述的笑气精馏提纯装置，其特征在于，一级精馏塔的塔顶的气相出口与第一塔顶冷凝器通过管路连通，第一塔顶冷凝器与第一气液分离器通过管路连通，第一气液分离器的气态出口与第一放空管路连接，所述第一放空管路经过所述低温换热器，以使所述第一放空管路内的气体复温后放空，所述第一气液分离器的液态出口与一级精馏塔连通。
5.如权利要求4所述的笑气精馏提纯装置，其特征在于，二级精馏塔的塔顶的气相出口与第二塔顶冷凝器通过管路连通，第二塔顶冷凝器与第二气液分离器通过管路连通，第二气液分离器的气态出口与笑气排出管连接，所述第二气液分离器的液态出口与二级精馏塔连通。
6.如权利要求5所述的笑气精馏提纯装置，其特征在于，还包括乙烯制冷系统，所述乙烯制冷系统包括用于对乙烯压缩的乙烯压缩机，乙烯压缩机的气体出口通过第一管路连通第二节流阀，所述第二节流阀通过回流管路连接乙烯压缩机的气体入口，所述乙烯在乙烯压缩机与第二节流阀之间循环，第一管路依次经过二级精馏塔的第二塔底再沸器、低温换热器，第一管路中的乙烯在二级精馏塔的第二塔底再沸器中冷却降温，第一管路中的乙烯在低温换热器中冷却降温，回流管路依次经过一级精馏塔的第一塔顶冷凝器、二级精馏塔的第二塔顶冷凝器、低温换热器，回流管路中的乙烯在第一塔顶冷凝器、第二塔顶冷凝器、低温换热器中提供冷量。
7.如权利要求6所述的笑气精馏提纯装置，其特征在于，第一管路与回流管路通过第二管路连通，所述第二管路的一端与第一管路的连接点位于低温换热器与第二节流阀之间，所述第二管路的另一端与回流管路的连接点位于第二塔顶冷凝器与低温换热器之间，所述第二管路上设置有第三节流阀。
8.如权利要求7所述的笑气精馏提纯装置，其特征在于，还包括氟利昂制冷系统，所述氟利昂制冷系统包括用于对氟利昂压缩的氟利昂压缩机，氟利昂压缩机的气体出口通过第三管路连通第四节流阀，所述第四节流阀通过第四管路连接氟利昂压缩机的气体入口，所述氟利昂在乙烯压缩机与第四节流阀之间循环，第四管路经过低温换热器，第四管路中的氟利昂在低温换热器中提供冷量。
9.一种笑气精馏方法，其特征在于，包括：
对原料气进行精馏，使原料气分离出气相以及液相；
对所述液相进行精馏，使所述液相分离出笑气以及重组分；
对所述液相分离出的笑气进行冷却处理，使所述笑气液化。
10.如权利要求9所述的笑气精馏方法，其特征在于，还包括：利用一级精馏塔对原料气进行精馏，使原料气分离出气相以及液相，利用原料气为一级精馏塔的第一塔底再沸器提供热量。
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