CN111039748B - 从四氟乙烯裂解气中分离三氟乙烯的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种从四氟乙烯裂解气中分离三氟乙烯的方法，属于裂解气分离技术领域。本发明所述的从四氟乙烯裂解气中分离三氟乙烯的方法，是四氟乙烯裂解气经预处理后，采用隔壁塔进行分离获得纯度为95％以上的三氟乙烯，然后采用精馏塔进行提纯，得到纯度为99.9％以上的三氟乙烯。本发明设计科学合理，能完全回收四氟乙烯、二氟一氯甲烷、六氟丙烯等一些关键组分，得到纯度99.99％以上且可聚合杂质含量小于50ppm的三氟乙烯产品，实现了废气的再利用以及装置的连续操作性。

Description

从四氟乙烯裂解气中分离三氟乙烯的方法
技术领域
本发明涉及一种从四氟乙烯裂解气中分离三氟乙烯的方法，属于裂解气分离技术领域。
背景技术
隔壁精馏塔简称隔壁塔、隔离壁塔、分壁式塔——在传统精馏塔中沿着塔体轴向焊接(或非焊接)一块隔壁，将塔体分为左右两侧，隔壁上下分别共用一段精馏段和提馏段，可节省安装空间。作为新型的热耦合技术，隔壁塔能克服热泵精馏、多效精馏、压差热耦合精馏和内部热集成精馏等的不足，在分离适宜的给定混合物时通常比传统两塔序列节省很大的能量消耗和设备投资。
目前四氟乙烯生产装置中，四氟乙烯裂解气的精馏多采用一系列的传统精馏塔顺序分离流程，三氟乙烯作为裂解气的非关键主分，在四氟乙烯裂解气中与四氟乙烯的质量比例为0.03:55，采用间歇放空的方式除去，然而三氟乙烯在放空尾气中的组成仅占有35％，64％以上的物料为四氟乙烯、二氟一氯甲烷、六氟丙烯等一些关键组分，按照年产6000吨四氟乙烯计算，一年可以生产三氟乙烯的量为3.27吨，而年放空的关键组分量为6.08吨，造成了资源的严重浪费，环保成本加大。
专利CN201710954101.6中国石化集团金陵石油化工有限责任公司顾文忠等人发明了一种隔壁精馏塔分离烃类混合物的分离方法，与现有技术相比，该方法具有以下优点：降低运行能耗，单塔操作取代双塔操作，减少设备投资及操作强度。
专利CN201610701079.X山东东岳高分子新材料有限公司陈越等人发明了一种采用离子液体作为萃取剂，以萃取精馏的方式从四氟乙烯副产物中回收纯度为99.99％三氟乙烯，该方法克服了现有四氟乙烯生产装置在回收三氟乙烯方面的缺陷，实现了高纯度三氟乙烯的分离，但该方法需要在原有生产装置上增加粗分塔、萃取精馏塔、萃取解析塔，萃取剂离子液体价格昂贵，投资费用和能耗费用都较高。
发明内容
本发明的目的是提供一种从四氟乙烯裂解气中分离三氟乙烯的方法，其设计科学合理，能完全回收四氟乙烯、二氟一氯甲烷、六氟丙烯等一些关键组分，得到纯度99.99％以上且可聚合杂质含量小于50ppm的三氟乙烯产品，实现了废气的再利用以及装置的连续操作性。
本发明所述的从四氟乙烯裂解气中分离三氟乙烯的方法，是四氟乙烯裂解气经预处理后，采用隔壁塔进行分离获得纯度为95％以上的三氟乙烯，然后采用精馏塔进行提纯，得到纯度为99.9％以上的三氟乙烯。
所述的预处理为经过除酸、除水、脱轻塔和成品塔处理。
所述四氟乙烯裂解气经预处理后，组分包括四氟乙烯、三氟乙烯、六氟丙烯、二氟一氯甲烷和八氟异丁烯以及其他一些组分。
所述的从四氟乙烯裂解气中分离三氟乙烯的方法，具体包括以下步骤：
所述隔壁塔利用垂直壁将隔壁塔内分成四个工作段，待分离的物料自隔壁塔预分馏段中部进入，在预分馏段完成四氟乙烯的分离，隔壁塔内绝大部分的四氟乙烯不进入公共提馏段；在公共精馏段进行再提纯四氟乙烯，隔壁塔顶部采出轻组分四氟乙烯和少量三氟乙烯回用；在公共提馏段完成四氟乙烯、三氟乙烯与重组分的分离，隔壁塔底部采出重组分六氟丙烯和二氟一氯甲烷等进入原有四氟乙烯精馏装置中进一步分离回收；在隔壁塔侧线采出段的中上部侧线(根据三氟乙烯在塔内的组分分布而确定)采出纯度为95％以上的三氟乙烯，然后进入精馏塔进行精馏，精馏塔顶部采出少量四氟乙烯和三氟乙烯混合物进入四氟乙烯低压系统，塔釜得到纯度为99.99％以上且可聚合杂质含量小于50ppm的三氟乙烯产品。
优选的，隔壁塔塔顶回流比为20～40。
优选的，隔壁塔垂直壁(5)两侧各有50～70块理论板。
优选的，隔壁塔垂直壁以上公共精馏段(1)有25～40块理论板。
优选的，垂直壁以下公共提馏段(3)有15～30块理论板。
优选的，隔壁塔的操作运行压力为8～11atm。
优选的，精馏塔的回流比为5-15。
优选的，精馏塔的压力为6～9atm。
优选的，精馏塔有55-85块理论板。
在四氟乙烯生产工艺过程中，三氟乙烯作为副产通过间歇放空除去，且放空组分中三氟乙烯含量也不高，造成了资源的严重浪费，环保成本加大。考虑回收部分放空气体，又因为四氟乙烯为易燃易爆产品，三氟乙烯在整个工艺过程中含量很低，且为间歇放空操作，如果通过普通精馏方式，需要较多的设备来支撑整个回收过程，且流程较为繁琐，增加了安全隐患和投资成本。本发明根据四氟乙烯、三氟乙烯等物质相对挥发度的差异，考虑改善三氟乙烯组分浓度在塔内的分布，采用隔壁塔对其进行分离，得到纯度较高的三氟乙烯，然后再增加一个塔对其分离提纯，实现连续操作和所有资源的回收利用。
虽然现有技术中提到了用隔壁塔来分离烃类混合物，但是对于分离对象的不同，实际对于隔壁塔的要求是存在显著区别的。如果三氟乙烯中含有六氟丙烯、二氟一氯甲烷和八氟异丁烯等重组分看，现有技术是无法得到纯度为99.99％的三氟乙烯。使用隔壁塔进行分离时，难点在于隔壁塔的设计，隔壁塔中的隔壁位置影响了三氟乙烯的纯度以及后序分离效果。而本发明通过综合设计，解决了上述难题。
本发明具有以下有益效果：
(1)本发明所述的方法中，采用双塔连续精馏，首先利用隔壁塔得到纯度为95％以上的三氟乙烯，然后纯度为95％三氟乙烯经所述精馏塔精馏后，塔釜得到纯度为99.99％以上的三氟乙烯，塔顶少量物料进入前边的低压系统；
(2)与传统的四氟乙烯裂解气中三氟乙烯分离的方法相比，不仅能够实现在分离过程中四氟乙烯、二氟一氯甲烷以及六氟丙烯等关键组分的完全回收，还能够得到纯度为99.99％的三氟乙烯产品，实现废气零排放，减少环保成本，节能降耗。
附图说明
图1是本发明的流程示意图；
图中：1-公共精馏段；2-预分馏段；3-公共提馏段；4-侧线采出段；5-隔壁塔垂直壁；F-进料；D-隔壁塔塔顶采出料；S-隔壁塔侧线采出料；W-隔壁塔塔釜采出料；D1-精馏塔塔顶采出料；W1-精馏塔塔底采出料。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但其并不限制本发明的实施。
实施例1
四氟乙烯裂解气经除酸、除水、脱轻塔和成品塔后的物料含四氟乙烯4％，三氟乙烯7.04％，六氟丙烯8.3％，二氟一氯甲烷78.47％，八氟异丁烯2.19％，该物流在隔壁塔预分馏段(2)中部进行进料，该隔壁塔垂直壁(5)两侧各有53块理论板，垂直壁(5)上部公共部分有28块理论板，垂直壁(5)下部公共提馏段(3)有17块理论板，隔壁塔操作压力10atm，隔壁塔顶回流比30，隔壁塔塔顶采出料(D)TFE含量为82.6％，隔壁塔侧线采出料(S)三氟乙烯的含量为96.1％，隔壁塔塔釜采出料(W)不含有三氟乙烯；精馏塔有75块理论板，精馏塔回流比为12，精馏塔塔底采出料(W1)可得到纯度为99.99％的三氟乙烯，收率可达71.8％。
实施例2
四氟乙烯裂解气经除酸、除水、脱轻塔和成品塔后的物料含四氟乙烯6％，三氟乙烯0.6％，六氟丙烯10％，二氟一氯甲烷80％，八氟异丁烯3.4％，该物流在隔壁塔预分馏段(2)中部进行进料，该隔壁塔垂直壁(5)两侧各有60块理论板，垂直壁(5)上部公共部分有21块理论板，垂直壁(5)下部公共提馏段(3)有19块理论板，隔壁塔操作压力8atm，隔壁塔顶回流比20，隔壁塔塔顶采出料(D)TFE含量为99.5％，隔壁塔侧线采出料(S)三氟乙烯的含量高于97.2％，隔壁塔塔釜采出料(W)不含有三氟乙烯；精馏塔有53块理论板，精馏塔回流比为15，精馏塔塔底采出料(W1)可得到纯度为99.99％的三氟乙烯，收率可达82.4％。
本发明提出的从四氟乙烯裂解气中分离三氟乙烯的方法，已经通过较佳的实施例子进行了描述，任一了解、熟悉本行业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种从四氟乙烯裂解气中分离三氟乙烯的方法，其特征在于：四氟乙烯裂解气经预处理后，采用隔壁塔进行分离获得纯度为95％以上的三氟乙烯，然后采用精馏塔进行提纯，得到纯度为99.9％以上的三氟乙烯；
预处理为经过除酸、除水、脱轻塔和成品塔处理；
四氟乙烯裂解气经预处理后，组分包括四氟乙烯、三氟乙烯、六氟丙烯、二氟一氯甲烷和八氟异丁烯；
待分离的物料自隔壁塔预分馏段(2)中部进入，在预分馏段(2)完成四氟乙烯的分离；在公共精馏段(1)进行再提纯四氟乙烯，隔壁塔顶部采出轻组分四氟乙烯和少量三氟乙烯；在公共提馏段(3)完成四氟乙烯、三氟乙烯与重组分的分离，隔壁塔底部采出重组分；在隔壁塔侧线采出段(4)的中上部侧线采出纯度为95％以上的三氟乙烯，然后进入精馏塔进行精馏，精馏塔顶部采出少量四氟乙烯和三氟乙烯混合物，塔釜得到纯度为99.99％以上且可聚合杂质含量小于50ppm的三氟乙烯产品。
2.根据权利要求1所述的从四氟乙烯裂解气中分离三氟乙烯的方法，其特征在于：隔壁塔塔顶回流比为20～40。
3.根据权利要求1所述的从四氟乙烯裂解气中分离三氟乙烯的方法，其特征在于：隔壁塔垂直壁(5)两侧各有50～70块理论板。
4.根据权利要求1所述的从四氟乙烯裂解气中分离三氟乙烯的方法，其特征在于：隔壁塔垂直壁(5)以上公共精馏段(1)有25～40块理论板；垂直壁(5)以下公共提馏段(3)有15～30块理论板。
5.根据权利要求1所述的从四氟乙烯裂解气中分离三氟乙烯的方法，其特征在于：隔壁塔的操作运行压力为8～11atm。
6.根据权利要求1所述的从四氟乙烯裂解气中分离三氟乙烯的方法，其特征在于：精馏塔的回流比为5-15；精馏塔的压力为6～9atm。
7.根据权利要求1所述的从四氟乙烯裂解气中分离三氟乙烯的方法，其特征在于：精馏塔有55-85块理论板。
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