[發明專利]用于在包括間接熱泵的精餾設備中蒸餾粗組分的工藝

有效

• 申請號: 201911053225.2
• 申請日: 2019-10-31
• 公開（公告）號: CN112245955B
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發明（設計）人: L.祖貝爾;倪林峰
• 申請（專利權）人: 蘇爾壽管理有限公司
• 主分類號: B01D3/14
• 分類號: B01D3/14
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 任霄;王麗輝

本發明涉及一種用于提純粗組分的工藝，其包括所述粗組分在精餾設備中的精餾，所述精餾設備包括精餾塔，所述精餾塔包括用于冷凝頭部餾分的頂部冷凝器和用于蒸發底部餾分的再沸器，其中所述頭部餾分的溫度與所述底部餾分的溫度之間的差為最多20°C，其中熱泵在所述頂部冷凝器和所述再沸器之間操作，其中所述熱泵與所述工藝完全分離以防止任何污染，并且其中所述熱泵是間接熱泵并且以水或甲醇作為制冷劑來操作。

技術領域

本發明涉及一種用于提純粗組分的工藝，其包括粗組分在精餾設備中的蒸餾或精餾，所述精餾設備包括在精餾設備的頂部冷凝器和再沸器之間操作的熱泵。

背景技術

精餾是借助于選擇性沸騰和冷凝從液體混合物分離成分的眾所周知的工藝，其基于利用混合物的成分的揮發性的差異。精餾被廣泛用于例如化學和石油化學工業中。在精餾期間，在精餾塔（rectification?column）的貯槽處收集的液體餾分在再沸器中連續蒸發，而在精餾塔的頭部處收集的蒸汽餾分在冷凝器中連續冷凝。

為了減少所述工藝的能量消耗，即，為了改善所述工藝的能量平衡，有時可以使用直接熱泵。在此布置中，在蒸汽頭部餾分的冷凝期間在冷凝器中產生的熱的一部分用于蒸發再沸器中的液體貯槽餾分。這可以通過以下步驟實現：取出蒸汽頭部餾分，將其引至壓縮機，其在壓縮機中被壓縮，并且然后將其從壓縮機引至再沸器，經壓縮的蒸汽頭部餾分在再沸器中通過將熱傳遞到貯槽餾分而冷凝，其從而被蒸發。然而，此工藝具有如下主要缺點：蒸汽頭部餾分必須進入壓縮機，這可能導致蒸汽頭部餾分（即，精餾工藝的分離產物）的輕微污染。然而，對于通過精餾提純的多個物質，針對所述物質的后續施用需要非常高程度的純度。例如，硅烷（例如甲基氯硅烷（methylchlorosilane），例如甲基三氯硅烷（methyltrichlorosilane））用于聚合工藝中并且需要非常純凈，因為否則會導致質量問題。

為了避免此類缺點，已經提出使用間接熱泵。此間接熱泵可以按與在制冷單元中發現的類似方式使用，并且可以與氨或其它化學物質一起作為制冷劑操作。然而，常用的制冷劑是昂貴的，尤其是考慮到在大型工業系統（例如精餾設備）中所需的大量庫存。此外，常用制冷劑的蒸發焓相當低，這就是為什么必須使用相當大質量流率的原因。另一個特別挑戰是針對精餾工藝經濟地實現此間接熱泵，而精餾塔的底部溫度和頭部溫度之間的差（即，頭部餾分的露點和底部餾分的沸點之間的差）很關鍵并且必須相當低，例如在硅烷（例如甲基氯硅烷，例如甲基三氯硅烷）的精餾的情況下。

發明內容

鑒于此，本發明的目的是提供一種借助于精餾來提純粗組分的工藝，其通過在蒸汽頭部餾分冷凝器和貯槽餾分再沸器之間利用熱泵而在電池極限方面具有減少的能量需求，其需要具有相當低投資成本并且特別適于精餾工藝的精餾設備，其中，精餾塔的底部溫度和頭部溫度之間的差例如在硅烷（例如甲基氯硅烷，例如甲基三氯硅烷）的精餾中相當低，但是仍然導致具有非常高程度的純度的精餾產物。

根據本發明，此目的通過提供一種用于提純粗組分的工藝來滿足，其包括所述粗組分在精餾設備中的精餾，所述精餾設備包括精餾塔，所述精餾塔包括用于冷凝頭部餾分的頂部冷凝器和用于蒸發底部餾分的再沸器，其中所述頭部餾分的溫度與所述底部餾分的溫度之間的差為最多20°C，并且其中熱泵在所述頂部冷凝器和所述再沸器之間操作，其中所述熱泵是間接熱泵并且以水或甲醇作為制冷劑來操作。