CN116271920A - 一种制备工业级和电子级丙烯的装置及方法 - Google Patents
一种制备工业级和电子级丙烯的装置及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116271920A CN116271920A CN202310528687.5A CN202310528687A CN116271920A CN 116271920 A CN116271920 A CN 116271920A CN 202310528687 A CN202310528687 A CN 202310528687A CN 116271920 A CN116271920 A CN 116271920A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- refrigerant
- rectifying tower
- liquid
- communicated
- gas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 title claims abstract description 150
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 142
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims abstract description 191
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 134
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims abstract description 54
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims abstract description 33
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims abstract description 17
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims abstract description 17
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 69
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 51
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 45
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims description 23
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims description 18
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 17
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 11
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 10
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 9
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 9
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 7
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 7
- 239000013589 supplement Substances 0.000 claims description 7
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 abstract description 6
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract description 3
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 14
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 3
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZAFNJMIOTHYJRJ-UHFFFAOYSA-N Diisopropyl ether Chemical compound CC(C)OC(C)C ZAFNJMIOTHYJRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N Ethylene oxide Chemical compound C1CO1 IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HMDDXIMCDZRSNE-UHFFFAOYSA-N [C].[Si] Chemical compound [C].[Si] HMDDXIMCDZRSNE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 polypropylene, ethylene Polymers 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 230000001502 supplementing effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C7/00—Purification; Separation; Use of additives
- C07C7/005—Processes comprising at least two steps in series
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
- B01D3/007—Energy recuperation; Heat pumps
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
- B01D3/14—Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column
- B01D3/143—Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column by two or more of a fractionation, separation or rectification step
- B01D3/146—Multiple effect distillation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C7/00—Purification; Separation; Use of additives
- C07C7/04—Purification; Separation; Use of additives by distillation
Abstract
本发明提供一种制备工业级和电子级丙烯装置,包括精馏塔、主冷凝器、气液分离器、冷剂压缩机、冷剂平衡罐和储液罐;精馏塔包括塔釜及其上的T1精馏塔和T2精馏塔,且塔釜内设有再沸器;主冷凝器内设有分别与T1精馏塔、T2精馏塔塔顶连通的第一冷凝通道、第二冷凝通道;气液分离器与第一冷凝通道连通;冷剂压缩机与气液分离器连通,冷剂压缩机与再沸器连通;冷剂平衡罐与再沸器连通;冷剂平衡罐分别与主冷凝器、冷剂压缩机连通;储液罐与第二冷凝通道连通;储液罐与T1精馏塔、T2精馏塔顶部连通、电子级丙烯充装管路连通。本发明的丙烯纯化制备工艺为全物理、连续精馏,无新杂质引入,无污染,能耗低,产品质量稳定。
Description
技术领域
本发明涉及特种气体生产与净化技术领域,具体涉及一种制备工业级和电子级丙烯的装置及方法。
背景技术
电子级丙烯是半导体技术发展过程中使用的新型材料,主要应用在集成电路制造过程中作为成膜气体以利于非晶硅碳生长。一般用作聚丙烯、环氧乙烷等石油化工产品的丙烯原料纯度要求需达到99.5%,通常工业级丙烯的杂质含量对半导体技术而言具有严重的危害性,根据半导体工艺要求达到电子及丙烯方可满足使用要求,而电子级、研究级的丙烯纯度要求至少为99.99%。对于电子级丙烯而言,除了对丙烯中水、氧、一氧化碳、二氧化碳等杂质含量要求外,对C1-C4组份含量都有严格的要求。
为了达到电子级丙烯纯化要求,可以选择吸附膨胀法制备丙烯,即选择适当的吸附剂在常温吸附丙烯,而后经过对吸附剂升温丙烯脱附,通过回收某一温度范围脱附的高纯度丙烯,该种方法适用于实验室少量制备丙烯,但要形成工业化生产能力存在工艺条件稳定控制困难、能耗高等问题。此外,还有用异丙醇催化脱水制备丙烯的方法,该方法反应温度高,要求使用特定催化剂,制备过程中同时有异丙醚等产生,选择性生成丙烯的条件难以控制,导致高纯丙烯工艺控制困难。
有鉴于此,本发明提供一种制备工业级和电子级丙烯的装置及方法,以解决背景技术中存在的技术问题。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明提供一种制备工业级和电子级丙烯装置,包括:
精馏塔,所述精馏塔包括T1精馏塔和T2精馏塔,且T1精馏塔底部与T2精馏塔底部通过塔釜连通,且精馏塔塔釜内设有再沸器;原料进料管路接入T1精馏塔中部;
主冷凝器,所述主冷凝器内设有冷剂腔体以及通过冷剂腔体第一冷凝通道、第二冷凝通道,且第一冷凝通道、第二冷凝通道进口端分别与T1精馏塔、T2精馏塔塔顶出口端连通;
气液分离器,所述气液分离器进口端与第一冷凝通道出口端连通;气液分离器的液相出口与T1精馏塔其一返液口连通;
冷剂压缩机,所述冷剂压缩机进口端与气液分离器气相出口端连通,冷剂压缩机出口端与再沸器进口端连通;
冷剂平衡罐,所述冷剂平衡罐进口端与再沸器出口端连通;所述冷剂平衡罐液相出口端与主冷凝器冷剂腔体连通,冷剂平衡罐气相出口端与冷剂压缩机进口端连通;
储液罐,所述储液罐进口端与第二冷凝通道出口端连通;储液罐其一液相出口端与T1精馏塔、T2精馏塔顶部连通;储液罐其一液相出口端与电子级丙烯充装管路连通;储液罐的气相出口端与第二冷凝通道进口端连通。
进一步地,与冷剂压缩机出口端还连接有预冷器;
所述预冷器内冷凝通道出口端与冷剂罐进口端连通,所述冷剂罐出口端连接工业级丙烯充装管路;预冷器内冷剂腔体通入液氮。
进一步地,所述冷剂平衡罐通过冷剂输送管路与冷剂罐连通;
其中,冷剂输送管路上连接有执行阀;主冷凝器上设有液位变送器N1,液位变送器N1与执行阀电性连接。
进一步地,T2精馏塔塔顶与主冷凝器之间输送管路上依次设有流量控制器N2、执行阀,且流量控制器N2与执行阀电性连接。
进一步地,原料进料管路接入原料缓冲罐,且原料缓冲罐与T1精馏塔连接管路上接入调节阀。
进一步地,冷剂压缩机与再沸器之间还设有回冷器;
回冷器内其一换热管路分别与冷剂压缩机出口端、再沸器进口端连通;
回冷器内其一换热管路分别与精馏塔塔釜出口端、冷剂压缩机进口端连通。
进一步地,电子级丙烯充装管路连接有充装泵(9),液态丙烯产品M3经由充装泵(9)提压后填充至储罐内。
进一步地,T2精馏塔塔顶预留压膜机充装管道P1。
进一步地,储液罐顶端设有连接至总管的放空管道P2。
一种制备工业级和电子级丙烯的方法,包括如下步骤:
步骤1:纯度≥95%,压力为12~15bar,温度为27~36℃的丙烯原料M1输送至原料缓冲罐存储;
步骤2:原料缓冲罐内丙烯原料M1输入T1精馏塔精馏脱除轻组分;T1精馏塔精馏后的塔顶气体流经第一冷凝通道与主冷凝器内冷剂换热并液化;T1精馏塔塔顶气体液化后进入气液分离器进行气液分离;其中,经由气液分离器分离的液相产物返回至T1精馏塔内传质换热,经由气液分离器分离的气相产物进入冷剂压缩机压缩制备冷剂;
步骤3:在T1精馏塔精馏后的塔底釜液与流经再沸器的冷剂进行换热,而后进入T2精馏塔精馏脱除重组分;在T2精馏塔内轻组分自塔顶溢出,重组分釜液在塔釜内积累并自输送至冷剂压缩机压缩;
步骤4:流经再沸器内的冷剂在释放热量后进一步液化并存储在冷剂平衡罐;冷剂平衡罐内液态冷剂返至主冷凝器补充冷剂或返液至冷剂罐输出工业级丙烯产品M2;冷剂平衡罐内气态冷剂返至冷剂压缩机进口端并压缩循环;
步骤5:T2精馏塔精馏后的塔顶气体流经第二冷凝通道与主冷凝器内冷剂换热并液化输送至储液罐;储液罐接受流经主冷凝器的T2精馏塔塔顶气体冷凝液并实现气液分离,储液罐内液态丙烯产品通过管路返至T1精馏塔、T2精馏塔内并传质换热,或输出电子级丙烯产品M3;储液罐内气态丙烯与T2精馏塔塔顶气体混合进行冷凝液化。
本发明的上述技术方案的至少包括以下技术效果:
1、本发明的制备丙烯装置,采用丙烯作为制冷剂,丙烯既为原料,也是制冷剂,在丙烯纯化过程中产生的丙烯中间产品可作为冷剂补充,弥补系统消耗。
2、本申请实施例丙烯纯化系统中丙烯原料纯化过程采用全物理生产方式,无新杂质引入,无污染,工艺安全系数高。
3、本申请实施例的丙烯纯化系统根据C3~C5的理化特性,选用冷剂蒸发作为精馏塔塔顶回流的冷源,从而使气相与液相产生剧烈传质传热,加速各组分的分离度增加,提高丙烯产品纯化速度;塔釜内温度也降低至常温,再沸器内以压缩后的制冷剂气体液化释放潜热替代蒸汽作为再沸器热源,液化后制冷剂返回精馏塔塔顶蒸发作为回流冷源,从而在精馏塔内形成热泵精馏原理的制冷与加热循环,不但降低生产成本,同时较低的操作压力使装置的安全可靠性能大大提高。
4、本发明实施例的丙烯纯化制备工艺为连续精馏,可实现制备丙烯装置长周期安全稳定运行,可高效的生产高纯电子级丙烯产品,能耗低,产品质量稳定。
5、本申请实施例配合设置的预冷器及其充装管路,在冷剂压缩机内流经丙烯冷剂达到工业级丙烯标准后,即可开启电动阀将达标丙烯气体导入预冷器,并向预冷器通入制冷剂液氮,从而实现工业级丙烯气体液化并存储在冷剂罐,在需要工业级丙烯时充装即可得到工业级丙烯产品M2;该系统不仅可高效的生产高纯电子级丙烯产品,还可同步制备工业级丙烯产品,可实现两种产品负荷的灵活调节。
6、本申请实施例在冷剂压缩机与T1精馏塔之间设有回冷器,经由冷剂压缩机压缩的冷剂气体与富含冷能的重组分釜液在回冷器内进行换热,实现对重组分釜液冷能的回收。
本发明实施例还包括其他优点详见具体实施例。
附图说明
图1为本申请实施例中丙烯制备装置流程系统结构示意图;
图2为图1中在T1精馏塔中工业级丙烯精馏流程结构示意图;
图3为图1中在T2精馏塔中电子级丙烯精馏流程结构示意图;
图4为图1中丙烯制备装置中冷能循环流程结构示意图。
附图标记:
1、原料缓冲罐;2、冷剂罐;3、预冷器;4、冷剂压缩机;5、回冷器;6、T1精馏塔;7、T2精馏塔;8、冷剂平衡罐;9、充装泵;10、气液分离器;11、主冷凝器;12、储液罐;13、再沸器。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例的附图1-4所示,对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例,本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
一种制备工业级和电子级丙烯装置,包括精馏塔、主冷凝器11、气液分离器10、冷剂压缩机4、冷剂平衡罐8和储液罐12;精馏塔包括T1精馏塔6和T2精馏塔7,且T1精馏塔6底部与T2精馏塔7底部通过塔釜连通,且精馏塔塔釜内设有再沸器13;原料进料管路接入T1精馏塔6中部;主冷凝器11内设有冷剂腔体以及通过冷剂腔体第一冷凝通道、第二冷凝通道,且第一冷凝通道、第二冷凝通道进口端分别与T1精馏塔6、T2精馏塔7塔顶出口端连通;气液分离器10进口端与第一冷凝通道出口端连通;气液分离器10的液相出口与T1精馏塔6其一返液口连通;冷剂压缩机4进口端与气液分离器10气相出口端连通,冷剂压缩机4出口端与再沸器13进口端连通;冷剂平衡罐8进口端与再沸器出口端连通;冷剂平衡罐8液相出口端与主冷凝器11冷剂腔体连通,冷剂平衡罐8气相出口端与冷剂压缩机4进口端连通;储液罐12进口端与第二冷凝通道出口端连通;储液罐12其一液相出口端与T1精馏塔、T2精馏塔顶部连通;储液罐12其一液相出口端与电子级丙烯充装管路连通;储液罐12的气相出口端与第二冷凝通道进口端连通。
如图参照1-4所示:本发明提供一种制备工业级和电子级丙烯装置,包括精馏塔、主冷凝器11、气液分离器10、冷剂压缩机4、冷剂平衡罐8和储液罐12;精馏塔包括T1精馏塔6和T2精馏塔7,且T1精馏塔6底部与T2精馏塔7底部通过塔釜连通,且精馏塔塔釜内设有再沸器13,在T1精馏塔内丙烯原料气进行精馏,比丙烯沸点低的轻组分如C2H6、CO2、N2O和部分丙烯自塔顶溢出,从而实现T1精馏塔内丙烯原料液的纯化,经过T1精馏塔纯化的釜液在塔釜内与再沸器内流过的冷剂进行换热,也即经过储冷的轻质丙烯原料气流经再沸器时,轻质丙烯原料气作为冷剂释放热能进一步液化,塔釜内的纯化釜液吸收热量沸腾,其中轻质组分如纯度≥99.999%的丙烯气体自T2精馏塔塔顶溢出经过主冷凝器液化制备电子级丙烯成品M3,重组分如C3H8、C4H10等则在塔釜内积聚达到一定数量后通过管路返回至冷剂压缩机作为冷剂利用,并重新流入系统中进行精馏提纯;原料进料管路接入T1精馏塔6中部,丙烯原料气可通过原料进料管路进入T1精馏塔中部,在T1精馏塔中上升过程中与经由主冷凝器冷却的T1精馏塔塔顶气体冷凝液或T2精馏塔塔顶气体冷凝液进行传质换热,从而实现丙烯物理纯化;主冷凝器11内设有冷剂腔体以及通过冷剂腔体第一冷凝通道、第二冷凝通道,且第一冷凝通道、第二冷凝通道进口端分别与T1精馏塔6、T2精馏塔7塔顶出口端连通,主冷凝器的冷源采用的是丙烯原料,从而使得冷源与丙烯原料在该生产系统中进行转换,丙烯粗品也可作为冷剂补充主冷凝器冷剂的消耗,弥补系统冷剂的消耗,该种设置的丙烯制备系统过程中无新杂质引入,无污染,工艺安全系数高;气液分离器10进口端与第一冷凝通道出口端连通,T1精馏塔塔顶气体液化后进入气液分离器进行气液分离;气液分离器10的液相出口与T1精馏塔6其一返液口连通,经由气液分离器分离的液相产物在T1精馏塔顶部与丙烯原料气M1进行传质换热,实行丙烯的纯化;冷剂压缩机4进口端与气液分离器10气相出口端连通,冷剂压缩机4出口端与再沸器13进口端连通,经由气液分离器分离的气相产物作为冷源在冷剂压缩机内进行压缩后进入再沸器内放热与釜液进行热交换,并实现冷剂的液化;冷剂平衡罐8进口端与再沸器出口端连通,流经再沸器的冷剂液化后输送至冷剂平衡罐内存储;冷剂平衡罐8液相出口端与主冷凝器11冷剂腔体连通,冷剂平衡罐8气相出口端与冷剂压缩机4进口端连通,经由再沸器的冷剂液化后存储在冷剂平衡罐内,冷剂平衡罐内气体通过管路输送至冷剂压缩机进入制冷系统循环,冷剂平衡罐内液相冷剂则通过管路输送至主冷凝器补充冷剂,冷剂平衡罐与主冷凝器之间的输送管路上还连接有液位控制阀,从而实时调节主冷凝器内冷剂的液位;储液罐12进口端与第二冷凝通道出口端连通,T2精馏塔塔顶气体经过主冷凝器冷却液化后,存储在储液罐内;储液罐罐体底部设有两个出口端,储液罐12其一液相出口端与T1精馏塔、T2精馏塔顶部连通,也即在精馏塔内精馏丙烯未达到电子级丙烯级别时,储液罐内丙烯通过输送管路在T1精馏塔、T2精馏塔塔顶与其相应的气体进行传质换热,实现丙烯的精馏纯化;储液罐12其一液相出口端与电子级丙烯充装管路连通,仅当经过精馏塔精馏纯化后达到电子级丙烯级别,储液罐内存储的合格电子级丙烯通过充装管路充装气罐备用;储液罐12的气相出口端与第二冷凝通道进口端连通,储液罐内顶部气体通过管路可输送至第二冷凝通道与T2精馏塔塔顶气体混合后进入主冷凝器进行冷凝液化并存储在储液罐中备用。
本发明的制备丙烯装置,采用丙烯作为制冷剂,丙烯既为原料,也是制冷剂,在丙烯纯化过程中产生的丙烯中间产品可作为冷剂补充,弥补系统消耗;丙烯原料纯化过程采用全物理生产方式,无新杂质引入,无污染,工艺安全系数高;根据C3~C5的理化特性,选用冷剂蒸发作为精馏塔塔顶回流的冷源,从而使气相与液相产生剧烈传质传热,加速各组分的分离度增加,提高丙烯产品纯化速度;塔釜内温度也降低至常温,再沸器内以压缩后的制冷剂气体液化释放潜热替代蒸汽作为再沸器热源,液化后制冷剂返回精馏塔塔顶蒸发作为回流冷源,从而在精馏塔内形成热泵精馏原理的制冷与加热循环,不但降低生产成本,同时较低的操作压力使装置的安全可靠性能大大提高;本发明的丙烯纯化制备工艺为连续精馏,可实现制备丙烯装置长周期安全稳定运行,可高效的生产高纯电子级丙烯产品,能耗低,产品质量稳定。
在本申请的一实施例中,如图4所示:
与冷剂压缩机4出口端还连接有预冷器3;预冷器3内冷凝通道出口端与冷剂罐2进口端连通,冷剂罐2出口端连接工业级丙烯充装管路;预冷器3内冷剂腔体通入液氮;该种设置的预冷器及其充装管路,在冷剂压缩机内流经丙烯冷剂达到工业级丙烯标准后,即可开启电动阀将达标丙烯气体导入预冷器,并向预冷器通入制冷剂液氮,从而实现工业级丙烯气体液化并存储在冷剂罐,在需要工业级丙烯时充装即可得到工业级丙烯产品M2;该系统不仅可高效的生产高纯电子级丙烯产品,还可同步制备工业级丙烯产品,可实现两种产品负荷的灵活调节。
在本申请的另一实施例中,如图4所示:
冷剂平衡罐8通过冷剂输送管路与冷剂罐2连通;其中,冷剂输送管路上连接有执行阀;主冷凝器11上设有液位变送器N1,液位变送器N1与执行阀电性连接;冷剂平衡罐内存储的液态冷剂主要用于补充主冷凝器内冷剂,通过液位变送器N1可实时检测主冷凝器内冷剂液位,当液位达到警示液位后,开启执行阀可将冷剂平衡罐内冷剂输送冷剂罐中存储,达标后可作为工业级丙烯产品M2输出,在必要时可增加工业级丙烯产品M2产能。
在本申请的另一实施例中,如图3所示:
T2精馏塔7塔顶与主冷凝器11之间输送管路上依次设有流量控制器N2、执行阀,且流量控制器N2与执行阀电性连接;T2精馏塔塔顶气体也即达标电子级丙烯产品可通过流量控制器N2和执行阀便捷的调节其进入主冷凝器流量,从而控制丙烯产品的产量。
在本申请的另一实施例中,如图2所示:
原料进料管路接入原料缓冲罐1,且原料缓冲罐1与T1精馏塔连接管路上接入调节阀;初始压力的丙烯原料流经原料缓冲罐后压力可进行初步调整,从而可保证进入T1精馏塔内气流的稳定,通过调节调节阀可初步实现原料缓冲罐内丙烯原料气进入T1精馏塔前进行一侧释压,将丙烯原料气压力降至0.2~0.3MPa。
在本申请的另一实施例中,如图4所示:
冷剂压缩机4与再沸器13之间还设有回冷器5;回冷器5内其一换热管路分别与冷剂压缩机4出口端、再沸器13进口端连通,该换热管路供冷剂压缩机压缩的冷剂气体通过;回冷器5内另一换热管路分别与精馏塔塔釜出口端、冷剂压缩机进口端连通,该换热管路可供精馏塔塔釜内积聚的重组分釜液通过,重组分釜液富含冷能在通过回冷器时与流经回冷器的压缩冷剂气体进行换热,实现对重组分釜液冷能的回收。
在本申请的另一实施例中,如图3所示:
电子级丙烯充装管路连接有充装泵9,充装泵9对丙烯产品M3进行提压,液态丙烯产品M3通过充装泵9填充至储罐内,充装泵可提高电子级丙烯的充装效率;少量液态丙烯产品M3可作为充装泵的制冷剂,制冷剂气化后通过输送管路返至T2精馏塔7进行循环。
在本申请的另一实施例中,T2精馏塔塔顶预留压膜机充装管道P1,预留压膜机充装管路P1可连接压膜机。
在本申请的另一实施例中,储液罐12顶端设有连接至总管的放空管道P2,通过放空管道P2可实现对储液罐内压力的调节,避免储液罐内气压过高,提高储液罐的安全性。
本发明制备电子级丙烯装置的工作方法,包括如下步骤:
步骤1:将纯度≥95%,压力为12~15bar,温度为27~36℃的丙烯原料M1输送至原料缓冲罐1存储,在原料缓冲罐内实现丙烯原料M1压力的调节,连接在该管路上的调节阀将气流压力释压至0.2~0.3MPa,为精馏塔提供稳定原料气流;
步骤2:原料缓冲罐1内丙烯原料M1输入T1精馏塔6精馏脱除轻组分,在T1精馏塔内主要脱除C2H6、CO2、N2O等比丙烯沸点低的轻组分;T1精馏塔6精馏后的塔顶气体流经第一冷凝通道与主冷凝器11内冷剂换热并液化;T1精馏塔塔顶气体液化后进入气液分离器10进行气液分离;其中,经由气液分离器10分离的液相产物返回至T1精馏塔6内传质换热,经由气液分离器10分离的气相产物含有98%以上的丙烯进入冷剂压缩机4压缩制备冷剂工质,冷剂压缩机可将丙烯气体加压至0.35~0.5MPa;
步骤3:在T1精馏塔6精馏后的塔底釜液,塔底釜液纯度≥96%的富丙烯产品流经釜塔时与流经再沸器13的冷剂气体进行换热,而后进入T2精馏塔7精馏脱除C3H8、C4H10等重组分,T2精馏塔得到纯度≥99.999%的塔顶气体,塔顶气体温度为-33~-29℃,压力为0.2~0.3MPa;在T2精馏塔内轻组分自塔顶溢出,重组分釜液在塔釜内积累并自输送至冷剂压缩机压缩,重组分釜液在返回至冷剂压缩机时通过回冷器实现冷能的回收;
步骤4:流经再沸器13内的冷剂气体在释放热量后进一步液化并存储在冷剂平衡罐8,液化后的冷剂通过调节阀可将压力调节至0.03~0.07Mpa;冷剂平衡罐8内液态冷剂通过调节阀调节至1.8~1.3bar返至主冷凝器11补充冷剂,液态冷剂在主冷凝器内汽化后进入冷剂压缩机压缩进行循环;冷剂平衡罐8还可返液至冷剂罐2输出工业级丙烯产品M2;冷剂平衡罐8内气态冷剂返至冷剂压缩机4进口端并压缩循环;
步骤5:T2精馏塔7精馏后的塔顶气体流经第二冷凝通道与主冷凝器11内冷剂换热并液化输送至储液罐12;储液罐12接受流经主冷凝器的T2精馏塔塔顶气体冷凝液并实现气液分离,储液罐12内液态丙烯产品通过管路返至T1精馏塔、T2精馏塔内作为精馏回流液进行传质换热,或输出电子级丙烯产品M3;储液罐12内气态丙烯与T2精馏塔塔顶气体混合进行冷凝液化并进行回收利用。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上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)
1.一种制备工业级和电子级丙烯装置,其特征在于,包括:
精馏塔,所述精馏塔包括T1精馏塔(6)和T2精馏塔(7),且T1精馏塔(6)底部与T2精馏塔(7)底部通过塔釜连通,且精馏塔塔釜内设有再沸器(13);原料进料管路接入T1精馏塔(6)中部;
主冷凝器(11),所述主冷凝器(11)内设有冷剂腔体以及通过冷剂腔体第一冷凝通道、第二冷凝通道,且第一冷凝通道、第二冷凝通道进口端分别与T1精馏塔(6)、T2精馏塔(7)塔顶出口端连通;
气液分离器(10),所述气液分离器(10)进口端与第一冷凝通道出口端连通;气液分离器(10)的液相出口与T1精馏塔(6)其一返液口连通;
冷剂压缩机(4),所述冷剂压缩机(4)进口端与气液分离器(10)气相出口端连通,冷剂压缩机(4)出口端与再沸器(13)进口端连通;
冷剂平衡罐(8),所述冷剂平衡罐(8)进口端与再沸器出口端连通;所述冷剂平衡罐(8)液相出口端与主冷凝器(11)冷剂腔体连通,冷剂平衡罐(8)气相出口端与冷剂压缩机(4)进口端连通;
储液罐(12),所述储液罐(12)进口端与第二冷凝通道出口端连通;储液罐(12)其一液相出口端与T1精馏塔、T2精馏塔顶部连通;储液罐(12)其一液相出口端与电子级丙烯充装管路连通;储液罐(12)的气相出口端与第二冷凝通道进口端连通。
2.如权利要求1所述的一种制备工业级和电子级丙烯装置,其特征在于:与冷剂压缩机(4)出口端还连接有预冷器(3);
所述预冷器(3)内冷凝通道出口端与冷剂罐(2)进口端连通,所述冷剂罐(2)出口端连接工业级丙烯充装管路;预冷器(3)内冷剂腔体通入液氮。
3.如权利要求2所述的一种制备工业级和电子级丙烯装置,其特征在于:所述冷剂平衡罐(8)通过冷剂输送管路与冷剂罐(2)连通;
其中,冷剂输送管路上连接有执行阀;主冷凝器(11)上设有液位变送器N1,液位变送器N1与执行阀电性连接。
4.如权利要求1所述的一种制备工业级和电子级丙烯装置,其特征在于:T2精馏塔(7)塔顶与主冷凝器(11)之间输送管路上依次设有流量控制器N2、执行阀,且流量控制器N2与执行阀电性连接。
5.如权利要求1所述的一种制备工业级和电子级丙烯装置,其特征在于:原料进料管路接入原料缓冲罐(1),且原料缓冲罐(1)与T1精馏塔连接管路上接入调节阀。
6.如权利要求1所述的一种制备工业级和电子级丙烯装置,其特征在于:冷剂压缩机(4)与再沸器(13)之间还设有回冷器(5);
回冷器(5)内其一换热管路分别与冷剂压缩机(4)出口端、再沸器(13)进口端连通;
回冷器(5)内其一换热管路分别与精馏塔塔釜出口端、冷剂压缩机进口端连通。
7.如权利要求1所述的一种制备工业级和电子级丙烯装置,其特征在于:电子级丙烯充装管路连接有充装泵(9),液态丙烯产品M3经由充装泵(9)提压后填充至储罐内。
8.如权利要求1所述的一种制备工业级和电子级丙烯装置,其特征在于:T2精馏塔塔顶预留压膜机充装管道P1。
9.如权利要求1所述的一种制备工业级和电子级丙烯装置,其特征在于:储液罐(12)顶端设有连接至总管的放空管道P2。
10.一种制备工业级和电子级丙烯的方法,其特征在于:使用如权利要求1-9所述的丙烯装置,包括如下步骤:
步骤1:纯度≥95%,压力为12~15bar,温度为27~36℃的丙烯原料M1输送至原料缓冲罐(1)存储;
步骤2:原料缓冲罐(1)内丙烯原料M1输入T1精馏塔(6)精馏脱除轻组分;T1精馏塔(6)精馏后的塔顶气体流经第一冷凝通道与主冷凝器(11)内冷剂换热并液化;T1精馏塔塔顶气体液化后进入气液分离器(10)进行气液分离;其中,经由气液分离器(10)分离的液相产物返回至T1精馏塔(6)内传质换热,经由气液分离器(10)分离的气相产物进入冷剂压缩机(4)压缩制备冷剂;
步骤3:在T1精馏塔(6)精馏后的塔底釜液与流经再沸器(13)的冷剂进行换热,而后进入T2精馏塔(7)精馏脱除重组分;在T2精馏塔内轻组分自塔顶溢出,重组分釜液在塔釜内积累并自输送至冷剂压缩机压缩;
步骤4:流经再沸器(13)内的冷剂在释放热量后进一步液化并存储在冷剂平衡罐(8);冷剂平衡罐(8)内液态冷剂返至主冷凝器(11)补充冷剂或返液至冷剂罐(2)输出工业级丙烯产品M2;冷剂平衡罐(8)内气态冷剂返至冷剂压缩机(4)进口端并压缩循环;
步骤5:T2精馏塔(7)精馏后的塔顶气体流经第二冷凝通道与主冷凝器(11)内冷剂换热并液化输送至储液罐(12);储液罐(12)接受流经主冷凝器的T2精馏塔塔顶气体冷凝液并实现气液分离,储液罐(12)内液态丙烯产品通过管路返至T1精馏塔、T2精馏塔内并传质换热,或输出电子级丙烯产品M3;储液罐(12)内气态丙烯与T2精馏塔塔顶气体混合进行冷凝液化。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310528687.5A CN116271920A (zh) | 2023-05-11 | 2023-05-11 | 一种制备工业级和电子级丙烯的装置及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310528687.5A CN116271920A (zh) | 2023-05-11 | 2023-05-11 | 一种制备工业级和电子级丙烯的装置及方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN116271920A true CN116271920A (zh) | 2023-06-23 |
Family
ID=86822480
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202310528687.5A Pending CN116271920A (zh) | 2023-05-11 | 2023-05-11 | 一种制备工业级和电子级丙烯的装置及方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN116271920A (zh) |
-
2023
- 2023-05-11 CN CN202310528687.5A patent/CN116271920A/zh active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102387987B (zh) | 合成气的深冷分离 | |
CN105692552B (zh) | 一种高效节能的高纯一氧化碳和氢气的精馏工艺 | |
CN104406364B (zh) | 一种双塔耦合的氩气回收纯化设备及氩气回收纯化方法 | |
JPH06304432A (ja) | 半導体製造工場向け各種ガスの製造方法及び装置 | |
CN106288653A (zh) | 一种单塔低温精馏回收氩气的装置及纯化回收氩气的方法 | |
CN110207460A (zh) | 一种集成高纯氮和氩气的回收装置及其回收方法 | |
CN101643220A (zh) | 一种天然气型合成氨节能减排工艺技术 | |
CN110803689A (zh) | 一种精馏法去除一氧化碳并集成高纯氮的氩气回收方法和装置 | |
CN114477093B (zh) | 一种多晶硅还原尾气回收系统 | |
CN108645118A (zh) | 一种提高氩气回收率的装置及方法 | |
CN109631495A (zh) | 一种集成高纯氮和氩气回收的方法及装置 | |
CN101595356B (zh) | 通过低温蒸馏分离气体混合物的方法和装置 | |
CN116271920A (zh) | 一种制备工业级和电子级丙烯的装置及方法 | |
CN208617729U (zh) | 一种高纯正硅酸乙酯的生产系统 | |
CN103673505A (zh) | 一种led生产中排放废氨气现场回收再利用的方法 | |
CN113862051B (zh) | 双制冷循环甲烷洗合成气深冷分离装置及分离方法 | |
CN109721054A (zh) | 规模化电子级高纯二氧化碳的生产方法及装置 | |
CN115060042A (zh) | 一种虹吸式制冷的氪氙精制装置 | |
CN115560541A (zh) | 一种虹吸式制冷的氪氙精制装置 | |
CN116123818A (zh) | 一种利用lng冷能制备食品级/电子级二氧化碳的提纯系统及方法 | |
CN212842470U (zh) | 一种带循环的单塔低温精馏回收氩气系统 | |
CN211290725U (zh) | 一种集成高纯氮和氩气的回收装置 | |
CN215403116U (zh) | 高纯氨制备系统 | |
CN208688102U (zh) | 一种提高氩气回收率的装置 | |
CN111637684A (zh) | 一种带循环的单塔低温精馏回收氩气系统及方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |