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一种制备氟化氢循环流化床脱气装置的使用方法   0    0

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专利申请流程有哪些步骤?
专利申请流程图
申请
申请号:指国家知识产权局受理一件专利申请时给予该专利申请的一个标示号码。唯一性原则。
申请日:提出专利申请之日。
2018-10-17
申请公布
申请公布指发明专利申请经初步审查合格后,自申请日(或优先权日)起18个月期满时的公布或根据申请人的请求提前进行的公布。
申请公布号:专利申请过程中,在尚未取得专利授权之前,国家专利局《专利公报》公开专利时的编号。
申请公布日:申请公开的日期,即在专利公报上予以公开的日期。
2019-03-01
授权
授权指对发明专利申请经实质审查没有发现驳回理由,授予发明专利权;或对实用新型或外观设计专利申请经初步审查没有发现驳回理由,授予实用新型专利权或外观设计专利权。
2020-03-10
预估到期
发明专利权的期限为二十年,实用新型专利权期限为十年,外观设计专利权期限为十五年,均自申请日起计算。专利届满后法律终止保护。
2038-10-17
基本信息
有效性 有效专利 专利类型 发明专利
申请号 CN201811207311.X 申请日 2018-10-17
公开/公告号 CN109292737B 公开/公告日 2020-03-10
授权日 2020-03-10 预估到期日 2038-10-17
申请年 2018年 公开/公告年 2020年
缴费截止日
分类号 C01B7/19 主分类号 C01B7/19
是否联合申请 独立申请 文献类型号 B
独权数量 1 从权数量 0
权利要求数量 1 非专利引证数量 0
引用专利数量 6 被引证专利数量 0
非专利引证
引用专利 CN201971632U、CN108313983A、CN103818880A、JPS57106503A、GB1174382A、CN207016471U 被引证专利
专利权维持 4 专利申请国编码 CN
专利事件 转让 事务标签 公开、实质审查、授权、权利转移
申请人信息
申请人 第一申请人
专利权人 杨松 当前专利权人 东营睿港管道工程有限责任公司
发明人 杨松 第一发明人 杨松
地址 福建省泉州市鲤城区新门街610号源和1916创意产业园32栋2层 邮编 362000
申请人数量 1 发明人数量 1
申请人所在省 福建省 申请人所在市 福建省泉州市
代理人信息
代理机构
专利代理机构是经省专利管理局审核,国家知识产权局批准设立,可以接受委托人的委托,在委托权限范围内以委托人的名义办理专利申请或其他专利事务的服务机构。
代理人
专利代理师是代理他人进行专利申请和办理其他专利事务,取得一定资格的人。
摘要
本发明涉及氟化工技术领域,具体涉及一种制备氟化氢循环流化床脱气装置的使用方法,其特征是:经精馏后脱除重组分H2SO4、H2O后的氟化氢液从设计在循环流化床脱气塔体中部的料液接管进入,注入承液盘,氟化氢液在下流到一级级翅面板时其易挥发组分SO2、SiF4、CO2、H2S被气化形成上升蒸汽,经多级旋风分离冷凝器冷凝下来的富集到塔底难挥发组分氟化氢液纯度不断提高,从而实现脱除轻组分的目的。
  • 摘要附图
    一种制备氟化氢循环流化床脱气装置的使用方法
  • 说明书附图:图1
    一种制备氟化氢循环流化床脱气装置的使用方法
  • 说明书附图:图2
    一种制备氟化氢循环流化床脱气装置的使用方法
  • 说明书附图:图3
    一种制备氟化氢循环流化床脱气装置的使用方法
法律状态
序号 法律状态公告日 法律状态 法律状态信息
1 2022-11-22 专利权的转移 登记生效日: 2022.11.10 专利权人由杨松变更为东营睿港管道工程有限责任公司 地址由362000 福建省泉州市鲤城区新门街610号源和1916创意产业园32栋2层变更为257237 山东省东营市东营港经济开发区港城路19号
2 2020-03-10 授权
3 2019-03-01 实质审查的生效 IPC(主分类): C01B 7/19 专利申请号: 201811207311.X 申请日: 2018.10.17
4 2019-02-01 公开
权利要求
权利要求书是申请文件最核心的部分,是申请人向国家申请保护他的发明创造及划定保护范围的文件。
1.一种制备氟化氢循环流化床脱气装置的使用方法,其特征是:步骤一,使用前必须通过液位计观察多级旋风分离冷凝器Ⅱ底部U型液封器的液面状况,保证液面高于返料器至少300mm,确保U型液封器处于正常工作状态;步骤二,循环流化床脱气塔体分为上下两段,上部为精馏段,下部为提馏段,精馏段设计有多级旋风分离冷凝器Ⅰ、多级旋风分离冷凝器Ⅱ,提馏段设计有恒温器,经精馏后脱除重组分H2SO4、H2O后的氟化氢液从设计在循环流化床脱气塔体中部的料液接管进入,注入承液盘,注入温度19.5±0.5℃,氟化氢液经承液盘均匀分布后滴落恒温器,恒温器包括恒热列管和翅面板,恒温器加热温度为19.5±0.5℃,氟化氢液在下流到一级级翅面板时其易挥发组分SO2、SiF4、CO2、H2S被气化形成上升蒸汽,穿过承液盘进入多级旋风分离冷凝器Ⅰ,多级旋风分离冷凝器Ⅰ设计有夹套并通入温度为9~19℃冷却水,上升蒸汽携带的液滴经旋风分离在多级旋风分离冷凝器Ⅰ筒身壁上形成连续液膜,上升蒸汽与下流液膜充分传质后进入循环流化床脱气塔体外的多级旋风分离冷凝器Ⅱ,多级旋风分离冷凝器Ⅱ同样设计有夹套并通入温度为9~19℃冷却水,此时上升蒸汽的易挥发组分SO2、SiF4、CO2、H2S含量不断提高,经多级旋风分离冷凝器Ⅱ冷凝下来的难挥发组分氟化氢液纯度不断提高,多级旋风分离冷凝器Ⅱ底部设计有U型液封器和返料器,氟化氢液返回承液盘成为回流液,循环流化床脱气塔体内多级旋风分离冷凝器Ⅰ冷凝下来的回流液也再次经承液盘下流至恒温器,那么塔底富集的难挥发组分氟化氢液含量越来越高,从而实现了轻组分SO2、SiF4、CO2、H2S的脱除。
说明书

技术领域

[0001] 本发明涉及氟化工技术领域,具体涉及一种制备氟化氢循环流化床脱气装置的使用方法。

背景技术

[0002] 氟化氢已广泛应用于电子、化工、石油等行业,主要用作制取氟盐、氟卤烷烃、氟致冷剂、腐蚀玻璃、浸渍木材、电解元素氟等,其脱气装置是制取无水氟化氢关键设备之一。中国发明专利(专利号为CN 201720751304.0,专利名称为一种用于无水氟化氢生产的脱气塔)公开了一种用于无水氟化氢生产的脱气塔,其特征在于包括塔体,所述塔体内腔底部的两侧均连接有支撑杆,所述支撑杆的顶部连接有内塔,所述内塔的底部连通出料管,所述内塔右侧的底部连通支管,所述支管的右侧连接有鼓风机,所述内塔的内腔连接有填料,所述导流管的顶部与分水管的底部连接,所述塔体内腔的顶部连接有支板,所述支板的表面等距离开设有通气孔,所述支板的底部等距离连接有收水片,所述收水片左侧的顶部与底部均连接有挡水齿,所述收水片的底部连接有滴水尖头。本发明具备将无水氟化氢脱气时产生的液体不会流到空气中的优点,解决了液态物质流到空气中对空气造成危害会降低脱气塔实用性的问题。中国发明专利(专利号为CN 201210506779.5,专利名称为一种无水氟化氢的制备方法)公开了一种无水氟化氢的制备方法,包括以下步骤:a)将混合硫酸和氟石粉分别加热后,按照一定投料重量比在预反应器中混合进行预反应,得到混合物料;b)将混合物料连续进料到转炉反应器中,在加热条件下进行反应,得到粗氟化氢气体和固体物料,将得到的固体物料的一部分通过返料装置进料到转炉反应器再次反应,剩余固体物料进入二水石膏生产装置;c)粗氟化氢气体经洗涤塔、冷凝器、精馏塔和脱气塔处理,得到纯净的氟化氢气体及剩余气体;d)使用硫酸对剩余气体进行循环回收,以吸收氟化氢气体;e)未被循环回收的剩余气体经水洗塔处理和尾气塔处理后,从尾气塔顶部排出。
[0003] 现有技术1与现有技术2提出的技术方案是脱气塔,目前的脱气塔一般为板式塔或使用规整填料的填料塔,选择填料塔作为脱气工艺装置,适合于快速和瞬间反应过程,具有高的比表面积、高的气膜传质系数、气相流动压降低的优点,缺点是储液量小、液体在填料塔停留的时间较短;选择板式塔作为精馏工艺装置,适合于快速和中速反应过程,具有液体返混小、停留时间均一、液膜传质系数较大的优点,缺点是结构复杂、气相压降大、塔内件不耐腐蚀。综上,由于填料塔和板式塔储液量的限制,其处理的能力小,传质效率低,压降大,操作弹性小。

发明内容

[0004] 针对现有技术的不足,本发明的目的是提供一种制备氟化氢循环流化床脱气装置的使用方法,其特征是:
[0005] 步骤一,使用前必须通过液位计观察多级旋风分离冷凝器Ⅱ底部U型液封器的液面状况,保证液面高于返料器至少300mm,确保U型液封器处于正常工作状态。
[0006] 步骤二,经精馏后脱除重组分H2SO4、H2O后的氟化氢液从设计在循环流化床脱气塔体中部的料液接管进入,注入承液盘,注入温度19.5±0.5℃,氟化氢液经承液盘均匀分布后滴落恒温器,恒温器包括恒热列管和翅面板,恒温器加热温度为19.5±0.5℃,氟化氢液在下流到一级级翅面板时其易挥发组分SO2、SiF4、CO2、H2S被气化形成上升蒸汽,穿过承液盘进入多级旋风分离冷凝器Ⅰ,多级旋风分离冷凝器Ⅰ设计有夹套并通入温度为9~19℃冷却水,上升蒸汽携带的液滴经旋风分离在多级旋风分离冷凝器Ⅰ筒身壁上形成连续液膜,上升蒸汽与下流液膜充分传质后进入循环流化床脱气塔体外的多级旋风分离冷凝器Ⅱ,多级旋风分离冷凝器Ⅱ同样设计有夹套并通入温度为9~19℃冷却水,此时上升蒸汽的易挥发组分SO2、SiF4、CO2、H2S含量不断提高,经多级旋风分离冷凝器Ⅱ冷凝下来的难挥发组分氟化氢液纯度不断提高,多级旋风分离冷凝器Ⅱ底部设计有U型液封器和返料器,氟化氢液返回承液盘成为回流液,循环流化床脱气塔体内多级旋风分离冷凝器Ⅰ冷凝下来的回流液也再次经承液盘下流至恒温器,那么塔底富集的难挥发组分氟化氢液含量越来越高,从而实现了轻组分SO2、SiF4、CO2、H2S的脱除。
[0007] 发明人发现,制备氟化氢的荧石(CaF2)和硫酸(H2SO4)发生如下主反应:CaF2+2H2S04→2HF+CaSO4,进入下一工序阶段的产物主要有重组分H2SO4、H2O,轻组分SO2、SiF4、CO2、H2S,副产品包括CaSO4、Fe2(SO4)3、H2SiF6。根据《工业无水氟化氢》GB 7746-2011国家标准的要求,对H2SO4、H2O、H2SiF6、SO2的含量均有限制,制备无水氟化氢通常是利用上述各组分沸点的差异采用洗涤、冷凝、精馏、脱气的工艺方法实现杂质的去除,具体来说就是氢氟酸气体从反应炉进入洗涤塔进行洗涤,除去粉尘、水杂质后,由洗涤塔进入冷凝系统,经过一级、二级、三级冷凝,一级冷凝形成粗氢氟酸液体(主要成分为重组分H2SO4、H2O)返回洗涤塔冷凝洗涤氢氟酸气体,二级、三级冷凝下来的粗氢氟酸液体(主要成分为氢氟酸)由精馏泵送入脱气塔、精馏塔内进一步脱除轻组分SO2、SiF4、CO2、H2S和重组分H2SO4、H2O,获得无水氟化氢成品。
[0008] 发明人发现,氟化氢成品制备工艺选择通常为精馏和脱气工艺,即利用氟化氢与其他组分的挥发性差别,采取多次平衡过程,把多组分的混合物分离出纯的氟化氢。无论采用是先轻(组分)后重(组分)或是先重(组分)后轻(组分)的工艺流程,都是采用回流液和上升气,在蒸馏塔中形成气液逆流接触,上升气体中的难挥发组分不断冷凝,同时它又不断接收从上向下流的回流液中气化出来的易挥发组分,因此在其上升过程中,其中易挥发组分的含量不断提高,从塔的顶部可以得到纯度较高的易挥发组分产品,另一方面回流液在其下流过程中,其中的易挥发组分不断气化,同时它又不断接收上升蒸汽中冷凝下来的难挥发组分,所以其中难挥发组分的含量不断提高,在塔的底部可以得到纯度较高的难挥发组分产品。
[0009] 发明人发现,采用循环流化床脱气能够克服现有技术板式塔或填料塔中处理的能力小,传质效率低,压降大,操作弹性小的缺点。循环流化床脱气塔体分为上下两段,上部为精馏段,下部为提馏段,精馏段设计有多级旋风分离冷凝器Ⅰ、多级旋风分离冷凝器Ⅱ,提馏段设计有恒温器,经精馏后脱除重组分H2SO4、H2O后的氟化氢液从设计在循环流化床脱气塔体中部的料液接管进入,注入承液盘,注入温度19.5±0.5℃,氟化氢液经承液盘均匀分布后滴落恒温器,恒温器包括恒热列管和翅面板,恒温器加热温度为19.5±0.5℃,氟化氢液在下流到一级级翅面板时其易挥发组分SO2、SiF4、CO2、H2S被气化形成上升蒸汽,穿过承液盘进入多级旋风分离冷凝器Ⅰ,多级旋风分离冷凝器Ⅰ设计有夹套并通入温度为9~19℃冷却水,上升蒸汽携带的液滴经旋风分离在多级旋风分离冷凝器Ⅰ筒身壁上形成连续液膜,上升蒸汽与下流液膜充分传质后进入循环流化床脱气塔体外的多级旋风分离冷凝器Ⅱ,多级旋风分离冷凝器Ⅱ同样设计有夹套并通入温度为9~19℃冷却水,此时上升蒸汽的易挥发组分SO2、SiF4、CO2、H2S含量不断提高,经多级旋风分离冷凝器Ⅱ冷凝下来的难挥发组分氟化氢液纯度不断提高,多级旋风分离冷凝器Ⅱ底部设计有U型液封器和返料器,氟化氢液返回承液盘成为回流液,循环流化床脱气塔体内多级旋风分离冷凝器Ⅰ冷凝下来的回流液也再次经承液盘下流至恒温器,那么塔底富集的难挥发组分氟化氢液含量越来越高,从而实现了轻组分SO2、SiF4、CO2、H2S的脱除。
[0010] 发明人发现,循环流化床脱气塔体内设置多级旋风分离冷凝器Ⅰ的目的视同增加了中间冷凝器,使操作线更接近平衡线,减少了脱气过程的可逆性,提高了热力学效率。
[0011] 发明人发现,相对于板式塔塔板复杂的结构,多级旋风分离冷凝器具有结构简单、价格低廉的优点,同时气液旋风分离、筒身内壁容易形成液膜、上升蒸汽与下流液膜充分传质的特点使其具有板式塔液体返混小、液膜传质系数较大的优点,同时多级旋风分离器具备多个平衡级或理论塔板,可根据实际需要予以设置,而且旋风分离器的压降较低,比填料塔更具节能优势。
[0012] 相对于现有技术,本发明至少含有以下优点:第一,相对于板式塔塔板复杂的结构,多级旋风分离冷凝器具有结构简单、价格低廉的优点,同时气液旋风分离、筒身内壁容易形成液膜、上升蒸汽与下流液膜充分传质的特点使其具有板式塔液体返混小、液膜传质系数较大的优点,同时多级旋风分离器具备多个平衡级或理论塔板,可根据实际需要予以设置,而且旋风分离器的压降较低,比填料塔更具节能优势;第二,循环流化床脱气塔体内设置多级旋风分离冷凝器Ⅰ的目的视同增加了中间冷凝器,使操作线更接近平衡线,减少了蒸馏过程的可逆性,提高了热力学效率。

实施方案

[0019] 下面结合附图与具体实施例对本发明做进一步的说明。
[0020] 如图1、图2、图3所示,一种制备氟化氢循环流化床脱气装置的使用方法,其特征是:
[0021] 步骤一,使用前必须通过液位计观察多级旋风分离冷凝器Ⅱ7底部U型液封器8的液面状况,保证液面高于返料器9至少300mm,确保U型液封器8处于正常工作状态。
[0022] 步骤二,经精馏后脱除重组分H2SO4、H2O后的氟化氢液从设计在循环流化床脱气塔体2中部的料液接管3进入,注入承液盘10,注入温度19.5±0.5℃,氟化氢液经承液盘10均匀分布后滴落恒温器4,恒温器4包括恒热列管5和翅面板6,恒温器4加热温度为19.5±0.5℃,氟化氢液在下流到一级级翅面板6时其易挥发组分SO2、SiF4、CO2、H2S被气化形成上升蒸汽,穿过承液盘10进入多级旋风分离冷凝器Ⅰ1,多级旋风分离冷凝器Ⅰ1设计有夹套并通入温度为9~19℃冷却水,上升蒸汽携带的液滴经旋风分离在多级旋风分离冷凝器Ⅰ1筒身壁上形成连续液膜,上升蒸汽与下流液膜充分传质后进入循环流化床脱气塔体2外的多级旋风分离冷凝器Ⅱ7,多级旋风分离冷凝器Ⅱ7同样设计有夹套并通入温度为9~19℃冷却水,此时上升蒸汽的易挥发组分SO2、SiF4、CO2、H2S含量不断提高,经多级旋风分离冷凝器Ⅱ7冷凝下来的难挥发组分氟化氢液纯度不断提高,多级旋风分离冷凝器Ⅱ7底部设计有U型液封器8和返料器9,氟化氢液返回承液盘10成为回流液,循环流化床脱气塔体2内多级旋风分离冷凝器Ⅰ1冷凝下来的回流液也再次经承液盘10下流至恒温器4,那么塔底富集的难挥发组分氟化氢液含量越来越高,从而实现了轻组分SO2、SiF4、CO2、H2S的脱除。
[0023] 根据上述说明书的揭示和教导,本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此,本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式,对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外,尽管本说明书中使用了一些特定的术语,但这些术语只是为了方便说明,并不对本发明构成任何限制。

附图说明

[0013] 图1为本发明一种制备氟化氢循环流化床脱气装置的使用方法的主视结构示意图。
[0014] 图2为本发明一种制备氟化氢循环流化床脱气装置的使用方法的俯视结构示意图。
[0015] 图3为本发明一种制备氟化氢循环流化床脱气装置的使用方法的A局部放大结构示意图。
[0016] 1-多级旋风分离冷凝器Ⅰ 2-循环流化床脱气塔体 3-料液接管
[0017] 4-恒温器 5-恒热列管 6-翅面板 7-多级旋风分离冷凝器Ⅱ
[0018] 8-U型液封器 9-返料器 10-承液盘。
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