[发明专利]四氟乙烯生产中分离三氟乙烯的方法

说明书

技术领域

本发明属于氟化工领域，涉及四氟乙烯生产工艺中分离三氟乙烯的方法和装置。

背景技术

三氟乙烯是四氟乙烯单体生产中产生的一种副产物。目前，工业化使用的二氟一氯甲烷制造四氟乙烯的技术有两种：空管热解和过热水蒸气稀释裂解。本发明涉及到的流程属于过热水蒸气稀释裂解。

水蒸气稀释裂解转化率高、副产物相对较少、产率高，它已成为工业上制取四氟乙烯的重要方法之一。目前我国国内普遍采用水蒸汽稀释裂解法进行生产，水蒸汽稀释裂解法的主要副产物有三氟乙烯、二氟甲烷、六氟丙烯、三氟氯乙烷等，这些副产物对聚合物的性能有很大的影响，在目前的工艺中，二氟甲烷、六氟丙烯、三氟氯乙烷等已得到了有效的分离。而三氟乙烯由于其沸点与四氟乙烯非常接近，简单的精馏很难将他们分离开，因此一直没有一个好的处理方法。

国内现行工艺中，裂解气通过低沸塔、精馏塔、四氟乙烯回收塔、残液塔等处理后，三氟乙烯和四氟乙烯等组分从四氟乙烯回收塔顶回到前边的低压系统，如此循环，随着时间的积累，三氟乙烯在系统中的含量会日益增加，近而使四氟乙烯中的三氟乙烯含量增加，并且影响到聚合物的性能，使聚合物的抗化学腐蚀性、介电性能下降。

为了保证四氟乙烯的质量，当系统中三氟乙烯的含量达到一定的程度，就采取将四氟乙烯回收塔顶的物料气放空的方法来降低系统中的三氟乙烯含量，这样一部分四氟乙烯被放空，造成了单耗的增加，同时对环境造成一定的污染。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，公开了一种从四氟乙烯生产过程中分离三氟乙烯的工艺流程。

由于大部分的三氟乙烯经过四氟乙烯回收塔顶返回低压系统，且四氟乙烯回收塔顶的三氟乙烯浓度最高，因此该工艺流程定于四氟乙烯回收塔顶后，从而保证四氟乙烯的质量；三氟乙烯、四氟乙烯沸点比较接近，因此简单的精馏很难实现对二者的分离；四氟乙烯回收塔顶的物料组分中有二氟一氯甲烷、五氟氯乙烷、三氟乙烯、四氟乙烯等多种组分，简单的萃取、解析分离将会使这些原料浪费。经过多次试验与论证采用了一种三塔分离的工艺流程：物料气从四氟乙烯回收塔顶进入精馏塔，通过精馏塔的精馏，将物料气中的三氟乙烯、四氟乙烯从塔顶分离出来，二氟一氯甲烷等有用的组分从塔釜返回原系统；三氟乙烯、四氟乙烯从精馏塔顶进入萃取塔，由于四氟乙烯分子为非极性分子，三氟乙烯分子为极性分子，因此在萃取塔中使用了一种极性萃取剂将三氟乙烯吸收并存于塔釜，四氟乙烯由塔顶返回低压系统；萃取液通过萃取塔与解析塔的压差，由萃取塔釜进入解析塔，通过加热解析，将被萃取剂吸收的三氟乙烯释放出来，再由塔顶进入三氟乙烯贮槽。

四氟乙烯生产工艺中分离三氟乙烯的工艺流程主要包括：四氟乙烯回收塔顶排气→精馏塔→萃取塔→解析塔→三氟乙烯贮槽。

本发明所述的四氟乙烯生产中分离三氟乙烯的方法，步骤如下：

1)四氟乙烯回收塔顶的物料气直接进入精馏塔，通过精馏，把物料气中的四氟乙烯、三氟乙烯与其他的组分分离开，物料气中90％以上的四氟乙烯、三氟乙烯在塔顶聚集，其余组分由塔釜返回四氟乙烯回收塔后的系统；

2)精馏塔顶的四氟乙烯、三氟乙烯混合物进入萃取塔，在萃取塔中利用萃取剂将三氟乙烯吸收，四氟乙烯在塔顶聚集，并返回到低压系统中继续参与精馏；三氟乙烯随萃取剂进入解析塔；

3)萃取塔釜的萃取液进入解析塔，在解析塔中通过蒸汽加热将三氟乙烯从萃取液中分离出来，三氟乙烯在解析塔塔顶聚集，然后进入三氟乙烯贮槽。

优选的，步骤1)中精馏塔的精馏温度为塔顶-15～+15℃，塔釜10～50℃；液气比为3～20∶1。更优选的，液气比为7～10∶1。

优选的，步骤2)中的萃取剂为极性萃取剂，选自丙酮、甲醇、甲基吡咯烷酮、丙酸乙酯、DMF或胺类。优选甲基吡咯烷酮、胺类或甲醇。

优选的，步骤3)中的蒸汽加热温度为30～100℃。

四氟乙烯回收塔顶的物料气经过精馏塔的再精馏，可将物料中的90％以上的四氟乙烯、三氟乙烯分离出来，使四氟乙烯、三氟乙烯的混合气在精馏塔顶聚集，由精馏塔顶进入萃取塔，在萃取塔内通过高效萃取剂将四氟乙烯、三氟乙烯混合气中的三氟乙烯萃取出来，四氟乙烯则在萃取塔顶聚集，通过吸收后的四氟乙烯纯度可达95％以上，同时，含有三氟乙烯的萃取液进入后边的解析塔，利用蒸汽对萃取塔加热，将萃取液中的三氟乙烯释放出来，解析塔顶的三氟乙烯浓度为90％以上，经解析塔顶进入三氟乙烯贮槽。通过上述流程将影响四氟乙烯质量的杂质三氟乙烯分离出来。