[發(fā)明專利]一種以乙烯熱泵精餾生產(chǎn)高純乙烯的裝置及其生產(chǎn)工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710417334.2
• 申請日: 2017-05-27
• 公開（公告）號(hào): CN107144092B
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳劍軍;閆紅偉;銀延蛟;呂書山;張亞清;鄭夢杰;郭俊磊
• 申請（專利權(quán)）人: 河南心連心深冷能源股份有限公司
• 主分類號(hào): F25J3/02
• 分類號(hào): F25J3/02;F25J5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種以乙烯熱泵精餾生產(chǎn)超高純乙烯的裝置的生產(chǎn)方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟一：原料液儲(chǔ)罐(7)中的原料液通過第一節(jié)流閥(39)和第一精餾塔(10)的第一原料液進(jìn)口(20)進(jìn)入第一精餾塔(10)內(nèi)；所述的原料液為工業(yè)級(jí)乙烯，其組成成份為：乙烯、乙烷、丙烷、丙烯、甲烷、水、氫氣；原料氣的溫度為：-24℃、壓力為：2.5Mpa、流量為：200Nm³/h、氣相分率為0、乙烯摩爾分?jǐn)?shù)：99.9％；

步驟二：使步驟一中進(jìn)入第一精餾塔(10)內(nèi)原料液進(jìn)行一次精餾提純，一次精餾提純后的氣相通過第一精餾塔(10)頂部的氣相出口(21)、第一換熱器(12)的第一原料氣進(jìn)口(22)和第一換熱器(12)的第一原料氣出口(23)進(jìn)入第一氣液分離器(11)內(nèi)進(jìn)行氣液分離，氣液分離后的液相通過第一氣液分離器(11)底部的液相出口(38)進(jìn)入第一精餾塔(10)內(nèi)，第一精餾塔(10)底部液相出口(32)通過第二調(diào)節(jié)閥(4)進(jìn)入第二精餾塔(14)的第一原料液進(jìn)口(26)；所述第一精餾塔(10)的頂部氣相出口(21)的氣相溫度為：-85～-87℃，乙烯摩爾分?jǐn)?shù)：99.97％；第一氣液分離器(11)的液相出口進(jìn)入第一精餾塔(10)內(nèi)的液相溫度為：-87.6℃，流量為：61Nm³/h；第一精餾塔(10)的塔底液相出口(32)進(jìn)入第二精餾塔(14)內(nèi)的液相流量：90Nm³/h，氣相分率：0；

步驟三：使步驟二中進(jìn)入第二精餾塔(14)內(nèi)的液相進(jìn)行二次精餾提純，二次精餾提純后的氣相產(chǎn)品依次通過第一換熱器(12)的第二原料氣進(jìn)口(28)、第二原料氣出口(29)、第二氣液分離器(13)的液相出口分別進(jìn)入第二精餾塔(14)和產(chǎn)品罐(15)內(nèi)，第二精餾塔(14)液相副產(chǎn)品通過第二精餾塔(14) 的底部液相出口(33)和第三調(diào)節(jié)閥(5)進(jìn)入副產(chǎn)品罐(19)內(nèi)；所述進(jìn)入產(chǎn)品罐(15)的液相產(chǎn)品溫度為：-92～-93℃、流量為：30Nm³/h、純度不低于99.999％，所述進(jìn)入產(chǎn)品罐(15)的液相產(chǎn)品為超高純乙烯；進(jìn)入副產(chǎn)品罐(19)的液相副產(chǎn)品溫度為：-90～-92℃、流量為：60Nm³/h、主要成分：99.8％乙烯、0.13％乙烷，所述進(jìn)入副產(chǎn)品罐(19)的液相產(chǎn)品是工業(yè)級(jí)乙烯；

步驟四：步驟二中所述的進(jìn)入第一氣液分離器(11)內(nèi)進(jìn)行氣液分離后的廢氣依次通過第一氣液分離器(11)頂部氣相出口(35)、第二換熱器(8)的尾氣進(jìn)口(36)、第二換熱器(8)的尾氣出口(37)和第一調(diào)節(jié)閥(1)進(jìn)入廢氣爐(6)內(nèi)；所述第一氣液分離器(11)頂部氣相出口(35)的廢氣溫度為：-87℃～-88℃，所述廢氣爐(6)內(nèi)的尾氣溫度為：33～37℃；

步驟五：熱泵(9)內(nèi)的循環(huán)氣依次通過第二換熱器(8)的第一循環(huán)氣進(jìn)口(41)、第二換熱器(8)的第一循環(huán)氣出口(40)、設(shè)在第一精餾塔(10)底部的第一再沸器(16)、設(shè)在第二精餾塔(14)底部的第二再沸器(17)和第二節(jié)流閥(3)進(jìn)入第一換熱器(12)的循環(huán)液進(jìn)口(34)內(nèi)；所述循環(huán)氣的組分：乙烯、乙烷、甲烷，乙烯摩爾分?jǐn)?shù)：99％；第二換熱器(8)的第一循環(huán)氣出口(40)的循環(huán)氣溫度為：-51～-52℃，氣相分率：1；第一再沸器(16)出口的循環(huán)液溫度為：-84～-82℃氣相分率：0；第二再沸器(17)出口的循環(huán)液溫度為：-88～-89℃，氣相分率：0；第二節(jié)流閥(3)出口的循環(huán)液溫度為：-99～-100℃；

步驟六：使上述步驟五中通過第二節(jié)流閥(3)進(jìn)入第一換熱器(12)的循環(huán)液進(jìn)口(34)內(nèi)的循環(huán)液進(jìn)行換熱，換熱后的循環(huán)氣依次通過第一換熱器(12)的循環(huán)氣出口(30)、第二換熱器(8)第二循環(huán)氣進(jìn)口(24)和第二換熱器(8)的第二循環(huán)氣出口(18)進(jìn)入熱泵(9)內(nèi)，完成乙烯循環(huán)；所述第一換熱器(12) 的循環(huán)氣出口(30)的循環(huán)氣溫度為：-92～-93℃、氣相分率：0.98，第二換熱器(8)的第二循環(huán)氣出口(18)的循環(huán)氣溫度為：13～15℃，氣相分率：1。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以乙烯熱泵精餾生產(chǎn)超高純乙烯的裝置的生產(chǎn)方法，其特征在于：包括原料液儲(chǔ)罐(7)、熱泵(9)、廢氣爐(6)、副產(chǎn)品罐(19)和產(chǎn)品罐(15)，原料液儲(chǔ)罐(7)通過第一節(jié)流閥(39)與第一精餾塔(10)的第一原料液進(jìn)口(20)相連，第一精餾塔(10)頂部的氣相出口(21)通過第一換熱器(12)的第一原料氣進(jìn)口(22)、第一換熱器(12)的第一原料氣出口(23)與第一氣液分離器(11)的進(jìn)口相連，第一氣液分離器(11)底部的液相出口與第一精餾塔(10)的第二原料液進(jìn)口(25)相連；第一精餾塔(10)底部液相出口(32)通過第二調(diào)節(jié)閥(4)和第二精餾塔(14)的第一原料液進(jìn)口(26)相連，第二精餾塔(14)頂部氣相出口(27)通過第一換熱器(12)的第二原料氣進(jìn)口(28)和第一換熱器(12)的第二原料氣出口(29)與第二氣液分離器(13)相連，第二氣液分離器(13)底部液相出口(2)通過管道分別與第二精餾塔(14)的第二原料液進(jìn)口(31)和產(chǎn)品罐(15)相連，第二精餾塔(14)底部液相出口(33)通過第三調(diào)節(jié)閥(5)與副產(chǎn)品罐(19)相連；

第一氣液分離器(11)頂部的氣相出口(35)依次通過第二換熱器(8)的尾氣進(jìn)口(36)、第二換熱器(8)的尾氣出口(37)和第一調(diào)節(jié)閥(1)與廢氣爐(6)相連；

熱泵(9)循環(huán)氣出口依次通過第二換熱器(8)的第一循環(huán)氣進(jìn)口(41)、第二換熱器(8)的第一循環(huán)氣出口(40)、設(shè)在第一精餾塔(10)底部的第一再沸器(16)、設(shè)在第二精餾塔(14)底部的第二再沸器(17)、第二節(jié)流閥(3)、第一換熱器(12)的循環(huán)液進(jìn)口(34)、第一換熱器(12)的循環(huán)氣出口(30)、第二換熱器(8)的第二循環(huán)氣進(jìn)口(24)和第二換熱器(8)的第二循環(huán)氣出口(18)相連，所述的第二換熱器(8)的第二循環(huán)氣出口(18)通過管道與熱泵(9)循環(huán)氣進(jìn)口相連，所述第二換熱器(8)的第一循環(huán)氣出口(40)和設(shè)在第一精餾塔(10)底部的第一再沸器(16)之間設(shè)有第一三通(42)，所述設(shè)在第一精餾塔(10)底部的第一再沸器(16)和設(shè)在第二精餾塔(14)底部的第二再沸器(17)之間設(shè)有第二三通(43)，第一三通(42)的第三端和第二三通(43)的第三端之間設(shè)有近路管道。