CN110078586B

CN110078586B - 一种四氟乙烯联产六氟丙烯的装置和工艺及应用

Info

Publication number: CN110078586B
Application number: CN201910372668.1A
Authority: CN
Inventors: 程传兴; 朱好言; 邢立军
Original assignee: Liaocheng Fuer New Material Science & Technology Co ltd
Current assignee: Liaocheng Fuer New Material Science & Technology Co ltd
Priority date: 2019-05-06
Filing date: 2019-05-06
Publication date: 2022-05-27
Anticipated expiration: 2039-05-06
Also published as: CN110078586A

Abstract

本发明属于四氟乙烯制备技术领域，尤其涉及一种四氟乙烯联产六氟丙烯的装置和工艺及应用。所述装置包括：四氟乙烯反应器、四氟乙烯分离装置、八氟环丁烷回收装置、粗六氟丙烯储装置、脱轻塔、精馏塔、六氟丙烯成品冷凝器等，其中：四氟乙烯反应器、四氟乙烯分离装置、八氟环丁烷回收装置依次序连接，且八氟环丁烷回收装置和四氟乙烯反应器连接；粗六氟丙烯储装置和四氟乙烯分离装置连接后，再与脱轻塔、精馏塔、六氟丙烯成品冷凝器依次序连接。本发明利用副产物中的八氟环丁烷与四氟乙烯联产六氟丙烯，得到高附加值的六氟丙烯产品，实现精馏残液的资源化利用，同时降低了环保压力。

Description

一种四氟乙烯联产六氟丙烯的装置和工艺及应用

技术领域

本发明属于四氟乙烯制备技术领域，尤其涉及一种四氟乙烯联产六氟丙烯的装置和工艺及应用。

背景技术

本发明背景技术公开的信息仅仅旨在增加对本发明总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

六氟丙烯是无色无臭有毒气体,不燃烧,难于自聚,但能与其它单体共聚。主要用于作为制备氟聚合物、氟磺酸离子交换膜、氟碳油和全氟环氧丙烷等的原料，具有较大市场价值和经济效益。氟产品化工生产上，四氟乙烯生产采用HCFC-22裂解工艺，不可避免的会裂解产生六氟丙烯、八氟环丁烷、全氟异丁烯、氯化氢等多种副产物，在生产提纯四氟乙烯后，精馏残液(例如：六氟丙烯、八氟环丁烷)作为高沸物焚烧处置，造成极大的氟资源浪费。同时面临日益严峻环保压力，如何将生产中的副产物进行资源化再利用，已经成为研究的新方向和要攻克的难题，同时也是企业经济运行的需要。

专利文献CN201720407746.3公开了一种回收裂解生成四氟乙烯残液中八氟环丁烷的装置，包括依次连接的TFE残液贮槽、HFP残液中间槽、进料泵、脱轻塔、残液分离塔、八氟回收塔和成品回收储罐，所述脱轻塔内设有若Y型干规整填料，若干所述Y型规整填料由316L不锈钢材料构成，所述脱轻塔连接有残液焚烧装置，所述残液分离塔连接有氢氟酸回收生产塔，所述残液分离塔连接有用于收集侧线采出物中轻组分的一级压缩系统，所述八氟回收塔与一级压缩系统相连接，能够在提高产品纯度的基础上，对回收装置所得杂质进一步地回收利用。然而，本发明人认为：该专利中的技术思路主要体现如何回收四氟乙烯残液中的副产物八氟环丁烷，其能够产生的经济效益有限，还有进一步改进的空间。

发明内容

针对上述的现有技术中存在的一些问题，本发明旨在提供一种四氟乙烯联产六氟丙烯的装置和工艺及其应用。本发明研究发现：精馏残液中含有六氟丙烯、八氟环丁烷、全氟异丁烯、氯化氢等多种副产物，如果仅仅是对其进行单纯的分离后回收，至多是减少副产物的浪费，而不能产生额外的经济效益，为此，经过研究后，本发明利用副产物中的八氟环丁烷与四氟乙烯联产六氟丙烯，得到高附加值的六氟丙烯产品，实现精馏残液的资源化利用，同时降低了环保压力。

本发明的第一目的，是提供一种四氟乙烯联产六氟丙烯的装置。

本发明的第二目的，是提供一种四氟乙烯联产六氟丙烯的工艺。

本发明的第三目的，是提供所述四氟乙烯联产六氟丙烯的装置和工艺的应用。

为实现上述发明目的，本发明公开了下述技术方案：

首先，本发明公开一种四氟乙烯联产六氟丙烯的装置，包括：四氟乙烯反应器、四氟乙烯分离装置、八氟环丁烷回收装置、粗六氟丙烯储装置、脱轻塔、精馏塔、六氟丙烯成品冷凝器、六氟丙烯成品存储装置、轻组分压缩装置和焚烧装置，其中：

所述四氟乙烯反应器、四氟乙烯分离装置、八氟环丁烷回收装置依次序连接，且八氟环丁烷回收装置和四氟乙烯反应器连接；所述粗六氟丙烯储装置和四氟乙烯分离装置连接后，再与所述脱轻塔、精馏塔、六氟丙烯成品冷凝器、六氟丙烯成品存储装置依次序连接；所述轻组分压缩装置与所述脱轻塔连接，所述焚烧装置与所述精馏塔连接。

作为进一步的技术方案，所述精馏塔由塔顶冷凝器、塔体、塔体填料、塔釜和塔釜再沸器组成，所述塔顶冷凝器设置在塔体的上部，所述塔体填料设置在塔体中，所述塔釜设置在塔体的下部，所述塔釜再沸器设置在塔釜的外表面；所述六氟丙烯成品冷凝器与塔顶冷凝器连通，所述焚烧装置与塔釜的底部连通。

作为进一步的技术方案，所述塔体填料为Z型丝网填料，优选地，所述Z型丝网填料由316L不锈钢材料构成。

作为进一步的技术方案，所述Z型丝网填料的比表面积大于750㎡/m³；优选为850-1050㎡/m³，比表面积过小不利于对六氟丙烯的充分分离，造成一部分六氟丙烯与重组分一起进入焚烧装置中被燃烧浪费，比表面积过大，会导致分离的六氟丙烯无法顺畅进入六氟丙烯成品冷凝器中。

作为进一步的技术方案，所述各部件之间通过耐腐蚀输送管道密封连接。可选地，所述耐腐蚀输送管道包括不锈钢管道等。

作为进一步的技术方案，所述脱轻塔设置有Z型丝网填料，优选地，所述Z型丝网填料由316L不锈钢材料构成。

其次，本发明公开一种四氟乙烯联产六氟丙烯的工艺，包括如下步骤：

(1)将四氟乙烯反应器中反应后的产物送入四氟乙烯分离装置中，对其中的产物四氟乙烯和副产物进行分离；

(2)通过八氟环丁烷回收装置将副产物中的八氟环丁烷分离出来，然后送入四氟乙烯反应器中与其中的产物四氟乙烯进行反应生成六氟丙烯，其余含有六氟丙烯的副产物送入粗六氟丙烯储装置中；

(3)将粗六氟丙烯储装置中的副产物送入脱轻塔中脱去其中的轻组分，然后将其中的轻组分送入轻组分压缩装置进行压缩后回收；

(4)副产物经过步骤(3)后，六氟丙烯的纯度进一步提高，然后将该副产物送入精馏塔中进行精馏，通过塔釜再沸器提供的热源，副产物中的六氟丙烯在塔体填料中变成气态，而后进入塔顶冷凝器中进行冷凝，冷凝后的六氟丙烯送入六氟丙烯成品存储装置中，即得；

(5)经过精馏后，步骤(4)中剩余的重组分副产物形成的残夜进入焚烧装置中进行焚烧。

本发明工艺的特点之一是：步骤(2)中，对副产物中的八氟环丁烷进行回收后不是直接收集起来，而是再次送入四氟乙烯反应器中，将其作为反映产物与反应器中的产物四氟乙烯生成具有高附加值的产物六氟丙烯，显著提高从反应器中出来的副产物中六氟丙烯的含量，使得建立后续的一系列六氟丙烯的回收装置在经济也变得可行，否则，设备投入的成本无法通过单纯地回收副产物而得到弥补，则使副产物的回收变得没有价值；而本发明提出的这种工艺很好得解决了上述问题。

最后，本发明公开所述四氟乙烯联产六氟丙烯的装置和工艺在化工领域中的应用。

与现有技术相比，本发明取得了以下有益效果：

(1)本发明通过的副产物的反应特性，有效的减少了生产污染和产品成本，增加了产品品种、提升了产量和生产效率。

(2)本发明利用副产物中的八氟环丁烷与四氟乙烯联产六氟丙烯，得到高附加值的六氟丙烯产品，实现精馏残液的资源化利用，在解决环保压力的同时为企业创造了极大经济效益。

(3)本发明通过对六氟丙烯的回收，有效减少了氟化物排放，减少了环境污染。

(4)本发明通过设置脱轻、精馏以及焚烧等工艺，提高了残液中各组分的利用率，减少了主产品生产线的成本，也实现了剩余残留物的无害化处理。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本发明实施例1中四氟乙烯联产六氟丙烯的装置的结构示意图。

图2为本发明实施例2中精馏塔的结构示意图。

图中标记代表：1-四氟乙烯反应器、2-四氟乙烯分离装置、3-八氟环丁烷回收装置、4-粗六氟丙烯储装置、5-脱轻塔、6-精馏塔、7-六氟丙烯成品冷凝器、8-六氟丙烯成品存储装置、9-轻组分压缩装置、10-焚烧装置、11-塔顶冷凝器、12-塔体、13-塔体填料、14-塔釜、15-塔釜再沸器。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所述，在生产提纯四氟乙烯后，精馏残液(例如：六氟丙烯、八氟环丁烷)作为高沸物焚烧处置，造成极大的氟资源浪费。同时面临日益严峻环保压力，如何将生产中的副产物进行资源化再利用，已经成为研究的新方向和要攻克的难题。因此，本发明提出一种四氟乙烯联产六氟丙烯的装置和工艺；现结合附图和具体实施方式对本发明进一步进行说明。

实施例1

一种四氟乙烯联产六氟丙烯的装置，参考图1，包括：四氟乙烯反应器1、四氟乙烯分离装置2、八氟环丁烷回收装置3、粗六氟丙烯储装置4、脱轻塔5、精馏塔6、六氟丙烯成品冷凝器7、六氟丙烯成品存储装置8、轻组分压缩装置9和焚烧装置10，其中：

所述四氟乙烯反应器1、四氟乙烯分离装置2、八氟环丁烷回收装置3依次序连接，且八氟环丁烷回收装置3和四氟乙烯反应器1连接；所述粗六氟丙烯储装置4和四氟乙烯分离装置2连接后，再与所述脱轻塔5、精馏塔6、六氟丙烯成品冷凝器7、六氟丙烯成品存储装置8依次序连接；所述轻组分压缩装置9与所述脱轻塔5连接，所述焚烧装置10与所述精馏塔6连接。

实施例2

一种四氟乙烯联产六氟丙烯的装置，同实施例1，区别在于：参考图2，所述精馏塔6由塔顶冷凝器11、塔体12、塔体填料13、塔釜14和塔釜再沸器15组成，所述塔顶冷凝器11设置在塔体12的上部，所述塔体填料13设置在塔体12中，所述塔釜14设置在塔体12的下部，所述塔釜再沸器15设置在塔釜14的外表面；所述六氟丙烯成品冷凝器7与塔顶冷凝器11连通，所述焚烧装置10与塔釜14的底部连通。

实施例3

一种四氟乙烯联产六氟丙烯的装置，同实施例2，区别在于：所述塔体填料13为Z型丝网填料，所述Z型丝网填料由316L不锈钢材料构成，316L材质耐腐蚀性强于304L，且在高温下也更耐腐蚀；丝网填料增强了脱轻塔的分离效果，提高了分析效率，降低了塔持液量和启动时间。所述Z型丝网填料的比表面积大于750㎡/m³；所述各部件之间通过耐腐蚀输送管道密封连接，所述耐腐蚀输送管道位不锈钢管道。

实施例3

一种四氟乙烯联产六氟丙烯的装置，同实施例3，区别在于：所述Z型丝网填料的比表面积在850-1050㎡/m³之间，比表面积过小不利于对六氟丙烯的充分分离，造成一部分六氟丙烯与重组分一起进入焚烧装置中被燃烧浪费，比表面积过大，会导致分离的六氟丙烯无法顺畅进入六氟丙烯成品冷凝器中。

实施例4

一种四氟乙烯联产六氟丙烯的装置，同实施例1，区别在于：所述脱轻塔5设置有Z型丝网填料，所述Z型丝网填料由316L不锈钢材料构成。

实施例5

一种利用如图1和2所述的装置进行四氟乙烯联产六氟丙烯的方法，包括如下步骤：

(1)将四氟乙烯反应器1中反应后的产物送入四氟乙烯分离装置2中，对其中的产物四氟乙烯和副产物进行分离；

(2)通过八氟环丁烷回收装置3将副产物中的八氟环丁烷分离出来，然后送入四氟乙烯反应器1中与其中的产物四氟乙烯进行反应生成六氟丙烯，其余含有六氟丙烯的副产物送入粗六氟丙烯储装置4中；

(3)将粗六氟丙烯储装置4中的副产物送入脱轻塔5中脱去其中的轻组分，然后将其中的轻组分送入轻组分压缩装置9进行压缩后回收；

(4)副产物经过步骤(3)后，六氟丙烯的纯度进一步提高，然后将该副产物送入精馏塔6中进行精馏，通过塔釜再沸器15提供的热源，副产物中的六氟丙烯在塔体填料13中变成气态，而后进入塔顶冷凝器11中进行冷凝，冷凝后的六氟丙烯送入六氟丙烯成品存储装置8中，即得；

(5)经过精馏后，步骤(4)中剩余的重组分副产物形成的残夜进入焚烧装置10中进行焚烧。

经过实际测试，相比于单纯地进行副产物中六氟丙烯、八氟环丁烷和轻组分等的回收，采用本发明的四氟乙烯联产六氟丙烯工艺后，经济效益提高了78％以上，最高能够达到84％，取得了显著的经济效益。

以上所述仅为本申请的优选实施例，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims

1.一种四氟乙烯联产六氟丙烯的工艺，其特征在于，包括如下步骤：

(4)副产物经过步骤（3）后，六氟丙烯的纯度进一步提高，然后将该副产物送入精馏塔中进行精馏，通过塔釜再沸器提供的热源，副产物中的六氟丙烯在塔体填料中变成气态，而后进入塔顶冷凝器中进行冷凝，冷凝后的六氟丙烯送入六氟丙烯成品存储装置中，即得；

(5)经过精馏后，步骤（4）中剩余的重组分副产物形成的残液进入焚烧装置中进行焚烧。

2.根据权利要求1所述的四氟乙烯联产六氟丙烯的工艺，其特征在于采用如下四氟乙烯联产六氟丙烯的装置实现，包括：四氟乙烯反应器、四氟乙烯分离装置、八氟环丁烷回收装置、粗六氟丙烯储装置、脱轻塔、精馏塔、六氟丙烯成品冷凝器、六氟丙烯成品存储装置、轻组分压缩装置和焚烧装置，其中：

3.如权利要求2所述的四氟乙烯联产六氟丙烯的工艺，其特征在于，所述精馏塔由塔顶冷凝器、塔体、塔体填料、塔釜和塔釜再沸器组成，所述塔顶冷凝器设置在塔体的上部，所述塔体填料设置在塔体中，所述塔釜设置在塔体的下部，所述塔釜再沸器设置在塔釜的外表面；所述六氟丙烯成品冷凝器与塔顶冷凝器连通，所述焚烧装置与塔釜的底部连通。

4.如权利要求3所述的四氟乙烯联产六氟丙烯的工艺，其特征在于，所述塔体填料为Z型丝网填料。

5.如权利要求4所述的四氟乙烯联产六氟丙烯的工艺，其特征在于，所述Z型丝网填料由316L不锈钢材料构成。

6.如权利要求4所述的四氟乙烯联产六氟丙烯的工艺，其特征在于，所述Z型丝网填料的比表面积大于750㎡/m³。

7.如权利要求4所述的四氟乙烯联产六氟丙烯的工艺，其特征在于，所述Z型丝网填料的比表面积在850-1050㎡/m³之间。

8.如权利要求2-7任一项所述的四氟乙烯联产六氟丙烯的工艺，其特征在于，所述各部件之间通过耐腐蚀输送管道密封连接。

9.如权利要求8所述的四氟乙烯联产六氟丙烯的工艺，其特征在于，所述耐腐蚀输送管道包括不锈钢管道。

10.如权利要求2-7任一项所述的四氟乙烯联产六氟丙烯的工艺，其特征在于，所述脱轻塔设置有Z型丝网填料。

11.如权利要求10所述的四氟乙烯联产六氟丙烯的工艺，其特征在于，所述Z型丝网填料由316L不锈钢材料构成。

12.如权利要求1-11任一项所述的四氟乙烯联产六氟丙烯的工艺在化工领域中的应用。