CN109422621A

CN109422621A - 一种六氟丙烯生产裂解气的精馏设备及精馏方法

Info

Publication number: CN109422621A
Application number: CN201710785872.7A
Authority: CN
Inventors: 宋琳; 程明; 张劲松
Original assignee: Zhonghao Chenguang Research Institute of Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Zhonghao Chenguang Research Institute of Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 2017-09-04
Filing date: 2017-09-04
Publication date: 2019-03-05

Abstract

本发明提供一种六氟丙烯生产裂解气的精馏设备，包括残液分离塔、TFE回收塔、脱轻塔、六氟丙烯精馏塔和HFP回收塔；所述残液回收塔为精馏塔，残液回收塔的顶部与所述TFE回收塔连接，TFE回收塔塔釜与所述脱轻塔连接，脱轻塔塔釜与所述六氟丙烯精馏塔连接，所述六氟丙烯精馏塔塔釜与所述HFP回收塔连接。本发明还提出一种六氟丙烯生产裂解气的精馏方法。本发明提出的精馏方法，通过采用五台精馏塔、两次压缩的精馏工艺，采用更合理的工艺控制参数，首先分离出剧毒物质八氟异丁烯，再逐步分离其它杂质，减少含剧毒八氟异丁烯的精馏塔数量至一台，且采用侧线出料，将精馏塔总台数减少为五台，进一步提高了设备安全水平，降低了精馏能耗。

Description

一种六氟丙烯生产裂解气的精馏设备及精馏方法

技术领域

本发明属于有机化学领域，具体涉及一种六氟丙烯生产裂解气的分离方法和分离设备。

背景技术

六氟丙烯是一种含氟材料单体，其在通常状况下是无色无味的气体，沸点-29.4℃。六氟丙烯是有机氟工业中重要的全氟中间体，可用于生产聚全氟乙丙烯树脂(F46)、氟橡胶(FKM)等重要含氟聚合物以及气体灭火剂七氟丙烷等。

六氟丙烯的合成方法很多,主要是以一至四个碳原子低级含氟烃类的热解为主。有的工业化装置采用的方法包括：1.以多氟甲烷为原料热解；2.二碳氟代烃原料，如四氟乙烯(TFE)、四氟二氯乙烷的热解；3.三碳氟代烃如丙烯、丙烷或氯代丙烯等，经氯代、氟化而后氢化脱卤而得；4.以四氟乙烯和八氟环丁烷为原料热解法制六氟丙烯。

四氟乙烯和八氟环丁烷为原料的热解法六氟丙烯的产率在85％以上，适于工业化规模生产，但是该反应机理复杂，副反应多，生成物中除含有未转化的四氟乙烯(TFE)、生成的六氟丙烯(HFP)、八氟环丁烷(C318)、八氟丁烯、八氟丙烷外，还含有3℅～10％剧毒物质八氟异丁烯，由于八氟异丁烯毒作用带窄，危险性大，主要作用为引起急性肺水肿，车间安全浓度为9ppb，因此精馏时应尽量减少含有八氟异丁烯的设备数量，降低发生泄漏的风险。

现有技术中，分离六氟丙烯生产气体的方法包括精馏、萃取等；萃取方法因溶解度的限制，不易彻底分离八氟异丁烯；现有的精馏方法及精馏设备需采用较多台精馏塔以将轻重组分分开，但分离效率比较低，部分精馏塔内含有八氟异丁烯，造成较严重的安全隐患。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提出一种六氟丙烯生产裂解气的精馏设备。

本发明的第二个目的是提出一种六氟丙烯生产裂解气的精馏方法。

实现本发明上述目的的具体技术方案为：

一种六氟丙烯生产裂解气的精馏设备，包括残液分离塔、TFE(四氟乙烯)回收塔、脱轻塔、六氟丙烯精馏塔和HFP(六氟丙烯)回收塔；

所述残液回收塔为精馏塔，残液回收塔的顶部与所述TFE回收塔连接，所述TFE回收塔塔釜与所述脱轻塔连接，所述脱轻塔塔釜与所述六氟丙烯精馏塔连接，所述六氟丙烯精馏塔塔釜与所述HFP回收塔连接。

进一步地，六氟丙烯生产裂解气管道经过第一缓冲设备和第一压缩设备连接于所述残液分离塔的中部，进气位置为从塔釜至塔顶的塔身1/4～1/2处；所述第一缓冲设备为低压缓冲罐或干式气柜，所述压缩设备为L型活塞式压缩机、V型活塞式压缩机、对称性活塞式压缩机、迷宫式压缩机中的一种。

所述残液分离塔塔顶的气体管道经过第二缓冲设备和第二压缩设备连接于所述TFE回收塔；所述HFP回收塔的塔顶连接于所述第二缓冲罐；所述第二缓冲设备为低压缓冲罐或干式气柜，所述压缩设备为L型活塞式压缩机、V型活塞式压缩机、对称性活塞式压缩机、迷宫式压缩机中的一种。

其中，所述HFP回收塔为精馏塔，在提馏段侧线设置八氟环丁烷(C318)的采出口，所述采出口位于从塔釜至进料口的塔身1/2至2/3的位置处；或不在侧线设置采出口，在HFP回收塔塔釜连接于另一个八氟精馏塔。

一种六氟丙烯生产裂解气的精馏方法，采用本发明所述精馏设备，包括操作：

1)六氟丙烯生产裂解气经残液分离塔精馏分离出含高浓度八氟异丁烯、部分八氟丁烯、少量八氟环丁烷的残液，残液进入后续装置降毒处理，塔顶控制不含八氟异丁烯，

2)残液分离塔塔顶采出的物料通过第二缓冲罐和第二压缩机后进入TFE回收塔，塔顶分离采出高纯度四氟乙烯，返回裂解系统继续反应，其他组份从塔釜采出进入脱轻塔；

3)脱轻塔塔顶分离出轻组分八氟丙烷进入环保装置处理，其他组份从塔釜采出进入六氟丙烯精馏塔；

4)六氟丙烯精馏塔塔顶分离出产品六氟丙烯，塔釜物料进入TFE回收塔，TFE回收塔塔顶回收的HFP被再次精馏，所述TFE回收塔在提馏段侧线采出八氟环丁烷，塔釜间歇采出主要含高浓度八氟丁烯的残液去环保装置处理。

其中，通过控制残液分离塔灵敏板温度，以控制塔顶不含八氟异丁烯；所述残液分离塔的灵敏板位于进料口上方3～5块塔板处，通过调节塔顶采出流量以调节所述灵敏板温度，具体控制为：当灵敏板温度上升时，减少塔顶采出量，当灵敏板温度下降时，增加采出量。

进一步地，灵敏板温度在所述残液分离塔的操作压力0.2～0.4MPa时控制在25～40℃。为保证分离效果，残液分离塔回流比控制在10～15。

优选地，所述残液分离塔压力为0.2～0.4MPa，温度15～50℃；所述TFE回收塔操作压力0.6～1.4MPa，操作温度-40～60℃。

上述温度范围是包括塔釜和塔顶的温度范围，而且对应压力0.6～1.4MPa下的塔顶最低温度和塔釜最高温度。

其中，所述脱轻塔塔操作压力0.3～0.8MPa，操作温度5～60℃；所述六氟丙烯精馏塔操作压力为0.2～0.4MPa，操作温度-2～60℃，塔顶采出纯度大于99.99％的馏分六氟丙烯。

其中，所述第一缓冲设备压力控制3～20kPa，第一压缩设备出口压力控制0.25～0.45MPa，经所述第二缓冲设备压力控制4～20kPa，第二压缩设备出口压力控制0.65～1.45MPa。

其中，所述HFP回收塔操作压力0.05～0.2MPa。操作温度-5～40℃，提馏段侧线采出不含六氟丙烯且纯度大于95％的八氟环丁烷，塔釜八氟丁烯纯度大于95％时采出残液。

通过控制HFP回收塔侧线采出流量控制八氟环丁烷浓度，采出量较小时，八氟环丁烷会累积，提馏段八氟环丁烷含量升高，采出的八氟环丁烷纯度较高，采出量增加，纯度会降低，如果采出量过大，采出的八氟环丁烷还可能含六氟丙烯。

本发明的有益效果在于：

本发明提出的精馏方法，通过采用五台精馏塔、两次压缩的精馏工艺；通过对残液分离塔灵敏板的控制，采用更合理的工艺控制参数，首先分离出剧毒物质八氟异丁烯，再逐步分离其它杂质，减少含剧毒八氟异丁烯的精馏塔数量至一台，且采用侧线出料，将精馏塔总台数减少为五台，进一步提高了设备安全水平，降低了精馏能耗。

附图说明

图1为本发明六氟丙烯生产裂解气的精馏设备结构简图。

图中，1为1#缓冲罐，2为1#压缩机，3为残液分离塔，4为2#缓冲罐，5为2#压缩机，6为TFE回收塔，7为脱轻塔，8为六氟丙烯精馏塔，9为HFP回收塔。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例中，如无特殊说明，所用手段均为本领域常规的手段。

实施例1：

参见图1，一种六氟丙烯生产裂解气的精馏设备，包括残液分离塔3、TFE回收塔6、脱轻塔7、六氟丙烯精馏塔8和HFP回收塔9；

所述残液回收塔3为精馏塔，残液回收塔的顶部与所述TFE回收塔6连接，所述TFE回收塔6为精馏塔，TFE回收塔塔釜与所述脱轻塔7连接，脱轻塔塔釜与六氟丙烯精馏塔连接，六氟丙烯精馏塔8塔釜与HFP回收塔9连接。

六氟丙烯生产裂解气管道经过1#缓冲罐1和1#压缩机2连接于所述残液分离塔的中部，进气位置为从塔釜至塔顶的塔身1/2处；残液分离塔塔顶的气体管道经过2#缓冲罐和2#压缩机连接于所述TFE回收塔；所述HFP回收塔的塔顶连接于所述第二缓冲罐。缓冲罐采用低压缓冲罐，压缩机采用满足排气压力的L型活塞式压缩机。

HFP回收塔为精馏塔，在提馏段侧线设置八氟环丁烷(C318)的采出口，采出口位于从塔釜至进料口的塔身1/2至2/3之间。

实施例2

采用实施例1的设备，一种六氟丙烯生产裂解气的精馏方法，包括步骤：

1)六氟丙烯生产裂解气经残液分离塔精馏分离出含高浓度八氟异丁烯、部分八氟丁烯、少量八氟环丁烷的残液，残液进入后续装置降毒处理，塔顶控制不含八氟异丁烯，具体为：

灵敏板位于进料口上方第5块塔板处，通过调节塔顶采出流量以调节灵敏板温度，即，当灵敏板温度上升时，需减少塔顶采出量，当灵敏板温度下降时，需增加采出量；灵敏板温度根据该塔的操作压力在0.2～0.4MPa时控制在30～35℃。为保证分离效果，1#塔回流比控制在12。

2)残液分离塔塔顶采出的物料通过2#缓冲罐和2#压缩机后进入TFE回收塔，塔顶分离采出高纯度四氟乙烯，返回裂解系统继续反应，其他组份从塔釜采出进入脱轻塔7。

3)脱轻塔7塔顶分离出轻组分八氟丙烷进入环保装置处理，其他组份从塔釜采出进入六氟丙烯精馏塔，塔釜中不含八氟丙烷；

4)六氟丙烯精馏塔塔顶分离出产品六氟丙烯，塔釜物料进入HFP回收塔9，回收塔塔顶回收的HFP被再次精馏，回收塔在提馏段侧线采出八氟环丁烷，塔釜间歇采出主要含高浓度八氟丁烯的残液去环保装置处理。

本实施例提供一组具体工艺参数：四氟乙烯和八氟环丁烷混合后经热裂解，生产出的裂解气含TFE 37.01％，HFP30.21％，C-31824.39％，八氟丁烯4.25％，八氟异丁烯4.14％(均为质量含量)。

裂解气经1#缓冲罐和1#压缩机，其中1#缓冲罐压力控制3～5kPa，1#压缩机出口压力控制0.35MPa。系统中的2#缓冲罐压力控制10～12kPa，压缩机出口压力控制1.05MPa。

残液分离塔压力为0.3MPa，温度16～45℃(塔顶温度16～18℃，塔釜温度40～45℃),塔顶不含八氟异丁烯；所述2#TFE回收塔操作压力1.0MPa，操作温度-18～52℃(塔顶温度-18～-15℃，塔釜温度48～52℃),塔釜采出的残液中八氟环丁烷质量含量为3.82％，塔顶回收的四氟乙烯纯度为99.9％。

3#脱轻塔塔操作压力0.4MPa，操作温度10～27℃(塔顶10～12℃，塔釜24～27℃)；

4#六氟丙烯精馏塔操作压力为0.2MPa，操作温度为-2～20℃(塔顶温度-2℃～-1℃，塔釜温度18～20℃)，塔顶采出的馏分六氟丙烯的纯度为99.992％。

回收塔操作压力0.1MPa。操作温度-5～28℃(塔顶-5～0℃，塔釜25～28℃)，提馏段侧线采出不含六氟丙烯且纯度为95％的八氟环丁烷，(控制采出口温度11～15℃)，塔釜八氟丁烯纯度大于95％时采出残液。

实施例3

采用实施例1的设备，操作步骤同实施例2，具体工艺参数为：

四氟乙烯和八氟环丁烷混合后经热裂解，生产出的裂解气含TFE37.01％，HFP30.21％，C-318 24.39％，八氟丁烯4.25％，八氟异丁烯4.14％(均为质量含量)；

1#缓冲罐压力控制8～10kPa，压缩机出口压力控制0.45MPa，2#缓冲罐压力控制18～20kPa，压缩机出口压力控制1.05MPa。

残液分离塔压力为0.4MPa，温度21～50℃(塔顶温度21～23℃，塔釜温度45～50℃)；所述2#TFE回收塔操作压力1.2MPa，操作温度-15～55℃(塔顶温度-15～-12℃，塔釜温度52～55℃)。

3#脱轻塔塔操作压力0.75MPa，操作温度5～60℃(塔顶25～28℃，塔釜45～50℃)；所述4#六氟丙烯精馏塔操作压力为0.4MPa，操作温度-2～60℃(塔顶温度9～11℃，塔釜温度38～40℃)，塔顶采出质量含量99.998％的六氟丙烯。

回收塔操作压力0.2MPa。塔顶操作温度为-2～3℃，提馏段侧线采出不含六氟丙烯且纯度大于95％的八氟环丁烷，(控制采出口温度22～25℃)塔釜八氟丁烯纯度大于95％时采出残液。

以上的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims

1.一种六氟丙烯生产裂解气的精馏设备，其特征在于，包括残液分离塔、TFE回收塔、脱轻塔、六氟丙烯精馏塔和HFP回收塔；

2.根据权利要求1所述的精馏设备，其特征在于，六氟丙烯生产裂解气管道经过第一缓冲设备和第一压缩设备连接于所述残液分离塔，进气位置为从塔釜至塔顶的塔身1/4～1/2处；所述缓冲设备为低压缓冲罐或干式气柜，所述压缩设备为L型活塞式压缩机、V型活塞式压缩机、对称性活塞式压缩机、迷宫式压缩机中的一种。

3.根据权利要求1所述的精馏设备，其特征在于，所述残液分离塔塔顶的气体管道经过第二缓冲设备和第二压缩设备连接于所述TFE回收塔；所述HFP回收塔的塔顶连接于所述第二缓冲设备；所述第二缓冲设备为低压缓冲罐或干式气柜，所述压缩设备为L型活塞式压缩机、V型活塞式压缩机、对称性活塞式压缩机、迷宫式压缩机中的一种。

4.根据权利要求1～3任一项所述的精馏设备，其特征在于，所述HFP回收塔为精馏塔，在提馏段侧线设置八氟环丁烷的采出口，所述采出口位于从塔釜至进料口的塔身1/2至2/3的位置处；或不在侧线设置采出口，在HFP回收塔塔釜连接于另一个八氟精馏塔。

5.一种六氟丙烯生产裂解气的精馏方法，采用权利要求1～4任一项所述精馏设备，其特征在于，包括操作：

1)六氟丙烯生产裂解气经残液分离塔精馏分离出含高浓度八氟异丁烯、部分八氟丁烯、少量八氟环丁烷的残液，残液进入后续装置降毒处理，塔顶控制不含八氟异丁烯；

4)六氟丙烯精馏塔塔顶分离出产品六氟丙烯，塔釜物料进入HFP回收塔，HFP回收塔塔顶回收的六氟丙烯被再次精馏，所述HFP回收塔在提馏段侧线采出八氟环丁烷，塔釜间歇采出主要为高浓度八氟丁烯的残液去环保装置处理。

6.根据权利要求5所述的精馏方法，其特征在于，通过控制残液分离塔灵敏板温度，以控制塔顶不含八氟异丁烯；所述残液分离塔的灵敏板位于进料口上方3～5块塔板处，通过调节塔顶采出流量以调节所述灵敏板温度，具体控制为：当灵敏板温度上升时，减少塔顶采出量，当灵敏板温度下降时，增加采出量。

7.根据权利要求6所述的精馏方法，其特征在于，灵敏板温度在所述残液分离塔的操作压力0.2～0.4MPa时控制在25～40℃，残液分离塔回流比控制在10～15。

8.根据权利要求5所述的精馏方法，其特征在于，所述残液分离塔压力为0.2～0.4MPa，温度15～50℃；所述TFE回收塔操作压力0.6～1.4MPa，操作温度-40～60℃；

所述脱轻塔操作压力0.3～0.8MPa，操作温度5～60℃；所述六氟丙烯精馏塔操作压力为0.2～0.4MPa，操作温度-2～60℃，塔顶采出纯度大于99.99％的六氟丙烯。

9.根据权利要求5～8任一项所述的精馏方法，其特征在于，所述第一缓冲设备压力控制3～20kPa，第一压缩设备出口压力控制0.25～0.45MPa，经所述第二缓冲设备压力控制4～20kPa，第二压缩设备出口压力控制0.65～1.45MPa。

10.根据权利要求5～8任一项所述的精馏方法，其特征在于，所述HFP回收塔操作压力0.05～0.2MPa，操作温度为-5～40℃，提馏段侧线采出不含六氟丙烯且纯度大于95％的八氟环丁烷，塔釜八氟丁烯纯度大于95％时采出残液。