一种精馏装置及精馏提纯的系统装置的制作方法

1.本实用新型涉及精馏技术领域，尤其涉及精馏提纯装置技术领域，特别涉及一种精馏装置及精馏提纯的系统装置。


背景技术：

2.干法氧硫化碳生产过程中，合成的氧硫化碳粗品含量一般为97～99％，杂质主要为n2、o2、h2o、ch4、co、h2s、so2、co2、cs2等，需提纯后才能作为电子级化学品使用。氧硫化碳粗品提纯一般采用预处理和精馏结合的方法进行。
3.cn107986277a公开了一种同时生产超高纯氧硫化碳和高纯二硫化碳的装置及方法，包括带第一调节阀的一氧化碳原料气管道、硫磺原料管道、二硫化碳产品罐和氧硫化碳产品罐，一氧化碳原料气管道和硫磺原料管道分别与反应器的第一原料进口和第二原料进口相连，反应器的出口与缓冲罐相连，缓冲罐顶部的气体出口与第一精馏塔的进口相连，第一精馏塔的液相出口与第三精馏塔的进口相连，第三精馏塔的液相出口与二硫化碳产品罐相连；所述第一精馏塔的气相出口与第二精馏塔的原料进口相连，第二精馏塔的液相出口与氧硫化碳产品罐相连；通过三塔式复合精馏过程进行提纯，但该方法并未意识到物料泄漏的问题，且整体系统占地面积大。
4.cn101973547a公开了一种制备高纯氧硫化碳气体的方法，包括以下步骤：(i)合成反应：将饱和的硫氰酸铵溶液与硫酸在反应器内进行反应，生成含有杂质的氧硫化碳气体；(ii)碱洗：含有杂质的氧硫化碳气体连续进入一次碱洗塔和二次碱洗塔中除去微量的酸性杂质；(iii)一次干燥；(vi)二次干燥和(v)精馏。但该方法为湿法氧硫化碳合成工艺，三废产生量大，纯品纯度低。
5.传统的精馏系统设备多，结构和占地面积大，密封点多易泄露，控制点要求高，产品质量波动较大。因此，需对开发新的精馏装置，使系统集约化，改变工艺方式和控制点，提高产品质量。


技术实现要素：

6.鉴于现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种精馏装置及精馏提纯的系统装置，尤其是一种氧硫化碳精馏提纯的系统装置，实现系统集约化，改变工艺方式和控制点，减少占地面积和泄漏点，提高氧硫化碳等类似产品的质量。
7.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
8.第一方面，本实用新型提供一种精馏装置，所述精馏装置包括塔体、双管板冷凝装置和电加热装置；所述双管板冷凝装置设置在所述塔体的顶部，且所述双管板冷凝装置的管件伸入所述塔体的内部；所述电加热装置设置在所述塔体的下部外侧，用于加热所述塔体的下部。
9.本实用新型提供的精馏装置通过设置管件伸入所述塔体的内部的双管板冷凝装置，塔顶物质无需采出，即可实现物料的冷凝回流和采出，而且通过设置在塔体下部外侧的
电加热装置，底部物料无需采出即可实现物料的再沸，结构和占地面积小，密封点少不易泄露，控制点要求低，产品质量波动小，而且结构紧凑，占地面积小，产品质量高。
10.本实用新型通过所述双管板结构，能彻底杜绝冷媒通过管板泄露时对物料造成损失和影响。
11.优选地，所述双管板冷凝装置的下部管板与所述塔体通过连接部件连接。
12.优选地，所述连接部件包括连接法兰。
13.优选地，所述电加热装置包括远红外电加热装置。相比传统精馏使用再沸器和蒸汽热源的组合，具有设备简单、投资省、密封及泄漏点少、功率调整范围大，与塔釜温度联锁可实现精准控温的优点。
14.本实用新型对所述远红外电加热装置的型号和尺寸等没有限制，可采用本领域技术人员熟知的任何可用于远红外电加热的型号和尺寸，也可根据实际工艺进行调整。
15.优选地，在所述双管板冷凝装置的顶部设置有压力释放部件。优选通过压力释放部件来调节整体的压力。
16.本实用新型对所述压力释放部件的具体结构和形式没有特殊限定，可采用本领域技术人员熟知的任何可用于压力释放的部件，例如可以是压力释放阀、压力调节阀调节联锁、手动阀门调节等各种压力调节手段。
17.优选地，所述压力释放部件包括压力释放阀。
18.优选地，在所述双管板冷凝装置的下部，塔体内设置有集液部件。
19.优选地，所述集液部件上设置有溢流管，在靠近集液部件上部的塔体一侧设置有塔顶采出口。优选采用溢流管的设置，溢流管设置有一定高度，当冷凝的液相收集达到一定高度时通过溢流管溢流至下部参与塔体内的气液平衡。
20.优选地，所述集液部件包括集液盘。
21.优选地，在所述塔体内，集液部件的下部依次设置有流体分布装置和填料。
22.优选地，所述流体分布装置包括液体分布器。
23.本实用新型对所述液体分布器的形式和尺寸等没有限制，可采用本领域技术人员熟知的任何可用于液体分布的形式和尺寸，也可根据实际工艺进行调整。
24.优选地，所述流体分布装置和填料交叉设置有至少两段。
25.本实用新型根据实际持液量和远红外功率，外侧设置有电加热装置的所述塔体的下部的直径可以小于塔体的主体直径，也可以相等或大于塔体主体直径。
26.第二方面，本实用新型提供一种精馏提纯的系统装置，所述系统装置包括两个串联的第一方面所述的精馏装置，分别为第一精馏装置和第二精馏装置。
27.本实用新型第二方面所述的系统装置通过设置两个串联的第一精馏装置和第二精馏装置即可实现氧硫化碳的提纯，收率和提纯效果均佳。
28.优选地，所述系统装置还包括设置在所述第一精馏装置和第二精馏装置之间的第一换热装置。
29.本实用新型对所述第一换热装置的形式和尺寸等没有限制，可采用本领域技术人员熟知的任何可用于换热的形式和尺寸，也可根据实际工艺进行调整。
30.优选地，所述第一换热装置包括中间冷却器。
31.优选地，所述第一换热装置的出口与所述第二精馏装置的进料口之间设置有第一
减压部件。
32.优选地，所述第一减压部件包括第一减压阀。
33.优选地，所述系统装置还包括连接所述第二精馏装置的底部的第二换热装置。
34.本实用新型对所述第二换热装置的形式和尺寸等没有限制，可采用本领域技术人员熟知的任何可用于换热的形式和尺寸，也可根据实际工艺进行调整。
35.优选地，所述第二换热装置包括重组分冷却器。
36.优选地，所述系统装置还包括设置在所述第二换热装置的出口的第二减压部件。
37.优选地，所述减压部件包括第二减压阀。
38.本实用新型所述精馏装置及精馏提纯的系统装置还包含温度、压力、流量等检测设施，以及相应的流量调节、压力调节、温度调节(切断)等自动控制设施，以及安全阀等安全设施，本实用新型不做特殊规定，根据常规工艺选择即可。
39.本实用新型提供的精馏提纯的系统装置的运行方法包括如下步骤：
40.物料从第一精馏装置的进料口进入第一精馏装置中进行气液平衡精馏，气相向上运行进入双管板冷凝装置中进行冷凝后在重力作用下回流至集液部件上，待集液部件上收集的物料高于溢流管时经溢流管向下溢流经液体分布器进入填料继续进行气液平衡精馏，从第一精馏装置的集液部件处的塔顶采出口采出轻组分，难以冷凝的气相经压力释放部件排出；液相在第一精馏装置的塔体内向下运行，流至塔底经电加热器加热部分再沸循环至塔体主体的填料中进行气液平衡，部分未再沸的经第一精馏装置的底部采出；所述采出的物料经第一换热装置换热后输送至第二精馏装置的进料口，并进行与第一精馏装置类似的精馏过程，在第二精馏装置的塔底采出的物料经第二换热装置换热后得到重组分，第二精馏装置的集液部件处的塔顶采出口采出产品。
41.优选地，所述精馏提纯的系统装置适用于氧硫化碳的提纯。由于合成的氧硫化碳粗品含量一般为97～99％，杂质主要为n2、o2、h2o、ch4、co、h2s、so2、co2、cs2等，需提纯后才能作为电子级化学品使用，而提纯过程中容易产生泄漏等情况，采用本实用新型的系统装置后能够减少泄漏，便于控制，提高产品质量。
42.与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：
43.(1)本实用新型提供的精馏装置通过对传统精馏塔进行结构改进，使整个塔系统集约化，物料无需采出即可实现冷凝回流和再沸，减少了密封泄漏点，控制点的控制要求下降，最终产品质量提升；
44.(2)本实用新型提供的精馏装置整体结构和占地面积小；
45.(3)本实用新型提供的精馏提纯的系统装置应用在氧硫化碳的制备过程中，通过改变工艺方式和控制点，减少了占地面积和泄漏点，最终提高了产品质量。
附图说明
46.图1是本实用新型实施例3提供的精馏提纯的系统装置图。
47.图中：1、塔体；2、填料；3、液体分布器；4、集液盘；5、连接法兰；6、双管板冷凝装置；7、压力释放阀；8、液体再分布器；9、远红外电加热器；10、第一换热装置；11、第一减压阀；12、第二换热装置；13、第二减压阀。
具体实施方式
48.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
49.下面对本实用新型进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本实用新型的简易例子，并不代表或限制本实用新型的权利保护范围，本实用新型的保护范围以权利要求书为准。
50.需要理解的是，在本实用新型的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
51.需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
52.本领域技术人员理应了解的是，本实用新型中必然包括用于实现工艺完整的必要管线、常规阀门和通用泵设备，但以上内容不属于本实用新型的主要实用新型点，本领域技术人员可以基于工艺流程和设备结构选型进可以自行增设布局，本实用新型对此不做特殊要求和具体限定。
53.实施例1
54.本实施例提供一种精馏装置，所述精馏装置包括塔体、双管板冷凝装置和电加热装置；所述双管板冷凝装置设置在所述塔体的顶部，且所述双管板冷凝装置的管件伸入所述塔体的内部；所述电加热装置设置在所述塔体的下部外侧，用于加热所述塔体的下部。
55.所述双管板冷凝装置的下部管板与所述塔体通过连接部件连接。所述连接部件包括连接法兰。
56.所述电加热装置包括远红外电加热装置。
57.在所述双管板冷凝装置的顶部设置有压力释放部件。所述压力释放部件包括压力释放阀。
58.在所述双管板冷凝装置的下部，塔体内设置有集液部件。所述集液部件上设置有溢流管，在靠近集液部件上部的塔体一侧设置有塔顶采出口。所述集液部件包括集液盘。
59.在所述塔体内，集液部件的下部依次设置有流体分布装置和填料。所述流体分布装置包括液体分布器。所述流体分布装置和填料交叉设置有至少两段。每一段填料上部设置的流体分布装置为液体再分布器。
60.外侧设置有电加热装置的所述塔体的下部的直径小于塔体的主体直径。
61.实施例2
62.本实施例提供一种精馏装置，所述精馏装置包括塔体、双管板冷凝装置和电加热
装置；所述双管板冷凝装置设置在所述塔体的顶部，且所述双管板冷凝装置的管件伸入所述塔体的内部；所述电加热装置设置在所述塔体的下部外侧，用于加热所述塔体的下部。
63.所述双管板冷凝装置的下部管板与所述塔体通过连接部件连接。所述连接部件包括连接法兰。
64.所述电加热装置包括远红外电加热装置。
65.在所述双管板冷凝装置的顶部设置有压力释放部件。所述压力释放部件包括压力释放阀。
66.在所述双管板冷凝装置的下部，塔体内设置有集液部件。所述集液部件上设置有溢流管，在靠近集液部件上部的塔体一侧设置有塔顶采出口。所述集液部件包括集液盘。
67.在所述塔体内，集液部件的下部依次设置有一段流体分布装置和一段填料。所述流体分布装置包括液体分布器。
68.在两段填料之间设置有进料口，第一换热装置和第二换热装置以及双管板冷凝装置均设置有换热介质进口和换热介质出口。
69.外侧设置有电加热装置的所述塔体的下部的直径等于塔体的主体直径。
70.实施例3
71.本实施例提供一种精馏提纯的系统装置，如图1所示，所述系统装置包括两个串联的精馏装置，分别为第一精馏装置和第二精馏装置。
72.所述系统装置还包括设置在所述第一精馏装置和第二精馏装置之间的第一换热装置10。所述第一换热装置10包括中间冷却器。所述第一换热装置的出口与所述第二精馏装置的进料口之间设置有第一减压部件。所述第一减压部件包括第一减压阀11。
73.所述系统装置还包括连接所述第二精馏装置的底部的第二换热装置12。所述第二换热装置12包括重组分冷却器。
74.所述系统装置还包括设置在所述第二换热装置12的出口的第二减压部件。所述减压部件包括第二减压阀13。
75.所述精馏装置包括塔体1、双管板冷凝装置6和电加热装置；所述双管板冷凝装置6设置在所述塔体1的顶部，且所述双管板冷凝装置6的管件伸入所述塔体1的内部；所述电加热装置设置在所述塔体1的下部外侧，用于加热所述塔体1的下部。所述双管板冷凝装置6的下部管板与所述塔体1通过连接部件连接。所述连接部件包括连接法兰5。所述电加热装置包括远红外电加热装置。在所述双管板冷凝装置6的顶部设置有压力释放部件。所述压力释放部件包括压力释放阀7。在所述双管板冷凝装置6的下部，塔体1内设置有集液部件。所述集液部件上设置有溢流管，在靠近集液部件上部的塔体1一侧设置有塔顶采出口。所述集液部件包括集液盘4。在所述塔体1内，集液部件的下部依次设置有流体分布装置和填料2。所述流体分布装置包括液体分布器3。所述流体分布装置和填料2交叉设置有至少两段。每一段填料2上部设置的流体分布装置为液体再分布器8。外侧设置有电加热装置的所述塔体1的下部的直径小于塔体1的主体直径。在两段填料2之间设置有进料口，第一换热装置10和第二换热装置12以及双管板冷凝装置6均设置有换热介质进口和换热介质出口。
76.其中，第一精馏装置的塔顶采出口如标号b所示，为轻组分采出口；标号a为第一精馏装置的进料口；塔顶的压力释放阀设置有轻不凝气出口，如标号c所示；第二精馏装置的塔顶采出口如标号d所示，为产品采出口；塔顶的压力释放阀设置有重不凝气出口，如标号f
所示；第二换热装置12的出口为重组分采出口，如标号e所示；g1～g4为换热介质进口；h1～h4为换热介质出口。
77.本实施例提供的精馏提纯的系统装置的运行方法包括如下步骤：
78.物料从第一精馏装置的进料口进入第一精馏装置中进行气液平衡精馏，气相向上运行进入双管板冷凝装置6中进行冷凝后在重力作用下回流至集液部件上，待集液部件上收集的物料高于溢流管时经溢流管向下溢流经液体分布器3进入填料2继续进行气液平衡精馏，从第一精馏装置的集液部件处的塔顶采出口采出轻组分，难以冷凝的气相经压力释放部件排出；液相在第一精馏装置的塔体1内向下运行，流至塔底经电加热器加热部分再沸循环至塔体1主体的填料2中进行气液平衡，部分未再沸的经第一精馏装置的底部采出；所述采出的物料经第一换热装置10换热后输送至第二精馏装置的进料口，并进行与第一精馏装置类似的精馏过程，在第二精馏装置的塔底采出的物料经第二换热装置12换热后得到重组分，第二精馏装置的集液部件处的塔顶采出口采出产品。
79.本实施例提供的精馏提纯的系统装置适用于氧硫化碳的提纯，占地面积小，泄漏点少，最终产品质量高，仅通过两级精馏即可达到电子级纯度级别。
80.进一步地，本实施例中从b口采出的轻组分包括co2、h2s等，去末端处理；从c口采出的轻不凝气，主要为n2、o2、ch4、co，包含一部分co2、h2s，去末端处理；从第一精馏装置的塔底采出的物料中主要含cos和重组分杂质，再经换热后通入第二精馏装置中；通过调节第二精馏装置的塔顶采出量以及电加热器的功率等，保障从d口采出合格的氧硫化碳产品；从f口采出无法冷凝的重不凝气，主要为co2、h2s、cos等，去末端处理；第二精馏装置的塔底采出的物料为so2、cs2等重组分杂质，通过换热后，再经过第二减压阀减压后去后续工序处理，可以做资源回收利用。
81.实施例4
82.本实施例提供一种精馏提纯的系统装置，所述系统装置中的精馏装置除采用实施例2提供的精馏装置外，其余均与实施例3相同。
83.综上所述，本实用新型提供的精馏装置结构紧凑，占地面积小，控制点的要求低；而包括所述精馏装置的精馏提纯的系统装置整体结构集约化，通过改变冷凝和再沸方式，提高了最终产品的质量，通过两级精馏可实现氧硫化碳的电子级提纯。
84.申请人声明，本实用新型通过上述实施例来说明本实用新型的详细结构特征，但本实用新型并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本实用新型必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本实用新型的任何改进，对本实用新型所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。