[發明專利]一種CO低溫精餾法生產碳－13同位素專用填料

無效

• 申請號: 200710041341.3
• 申請日: 2007-05-28
• 公開（公告）號: CN101314108A
• 公開（公告）日: 2008-12-03
• 發明（設計）人: 李虎林;費孟浩;李良君;于國慶;楊繼群
• 申請（專利權）人: 上海化工研究院
• 主分類號: B01D59/04
• 分類號: B01D59/04;B01J19/30
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司
• 代理人: 趙志遠

技術領域

本發明涉及一種新型化工分離專用填料，尤其涉及一種應用于CO低溫精餾法生產碳-13同位素的低溫精餾塔中的高效復合填料PACK-¹³C。

背景技術

CO低溫精餾法是目前唯一成功工業化生產穩定性同位素碳-13的方法，由于其分離系數只有1.007，并隨著壓力的升高而減小，為得到高豐度的產品，必須建立幾千塊理論塔板的低溫精餾塔。因此，需要分離效率高、壓力降小、放大效應不明顯的高效填料。

目前，高效填料有兩大類，一類是規則高效填料，如金屬絲網波紋填料，比表面積(相接觸面積)一般為700m²/m³。，每塊理論板當量高度HETP＝8cm，另一類是亂堆顆粒填料，如金屬θ網環填料，比表面積(相接觸面積)一般為3000～4000m²/m³，HETP＝2～3cm。金屬絲網波紋填料的特點是：通量大、壓力降小、放大效應不明顯，所以比較適合在真空條件下，處理大通量的難分離物系的分離提純操作。而金屬θ網環填料的特點是：效率高，特別適合于分離系數僅接近于1的難分離物系的分離，但其致命的弱點是放大效應明顯，一般塔徑D與填料顆粒直徑d之比，D/d不大于20。故D＞8cm的塔徑，其HETP值明顯上升。在現有的CO低溫精餾塔中，幾乎全都采用顆粒小填料，這不利于提高大塔徑的效率，因此必須尋求較佳途徑，取得突破。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的不足之處而提供的一種放大效應不明顯、效率高的CO低溫精餾法生產碳-13同位素專用填料。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：一種CO低溫精餾法生產碳-13同位素專用填料，其特征在于，該填料包括盤式填料及顆粒填料，所述的盤式填料包括多片由不銹鋼絲網壓制而成的波紋片、不銹鋼絲網托盤以及不銹鋼絲網外框，所述的多片由不銹鋼絲網壓制而成的波紋片垂直排列在不銹鋼絲網外框內，且相鄰兩波紋片的波紋方向相反，所述的不銹鋼絲網托盤設在垂直排列的不銹鋼絲網波紋片底部，所述的不銹鋼絲網波紋片為傾斜波紋片，該波紋片的峰線或谷線與填料盤的垂直軸線有一傾角，所述的不銹鋼絲網波紋片上設有多個小孔，相鄰兩不銹鋼絲網波紋片之間構成多個容置空間，所述的顆粒填料填設在該容置空間內。

所述的傾角為20～60°。

所述的不銹鋼絲網波紋片的峰高h＝4～8mm，半波距B＝3～6mm。

所述的不銹鋼絲網波紋片上設置的小孔的孔徑為2～6mm，孔間距6～14mm，且呈等邊三角形排列。

所述的填料盤呈圓柱形，其盤徑和塔徑相當。

所述的填料盤的盤徑為40～300mm，盤高為30～200mm。

所述的填料盤視塔高可以安裝多個，相鄰兩個填料的波紋方向彼此相錯90°安裝。

所述的顆粒填料為不銹鋼θ網環顆粒小填料。

所述的θ網環顆粒小填料規格為Φ1.6×1.6mm和/或Φ3.2×3.2mm，由Φ0.1～0.15mm的不銹鋼絲網繞制、切割而成。

所述的填料用硝酸-氫氧化鈉堿液蒸煮法進行表面處理。

本發明將金屬絲網填料壓力降小、放大效應不明顯和金屬θ網環填料效率高的特點結合在一起，使其發揮各自的優點，而創造出一種新型填料。若將該新型填料疊加放入生產碳-13的CO低溫精餾塔的塔節內，則可組成一個完整的塔，這就宛如一個不規則的多管填料塔，各管中都裝有高效的填料，只不過這“管”不是直的，也不是圓的，是彎彎的，這就是波紋填料的氣體通道，這個通道在塔內是東南西北來回曲折旋轉，上下左右往返四方伸展，氣體液體就在其通道內的填料表面上進行傳質交換，使液體濃縮氣體剝淡，使整個塔的HETP保持在高水平。

與現有技術相比，本發明涉及的高效復合填料PACK-¹³C與現有填料相比具有以下優點：

1、本發明中含有由Φ0.1～0.25mm的不銹鋼絲網制成的θ網環顆粒小填料，規格為Φ1.6×1.6mm和/或Φ3.2×3.2mm。使PACK-¹³C填料的比表面積為3000～4000m²/m³，HETP為3～4cm，分離效率遠遠高于金屬絲網填料。