[实用新型]一种高纯氯气精馏装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种精馏装置，具体地说，涉及一种高纯氯气精馏装置，属于高纯氯气生产技术领域。

背景技术

氯气是氯碱工业的主要产品之一，是一种强氧化剂与氯化剂。高纯氯气是工业液氯经过提纯而得到的高纯气体，作为标准气、校正气，另外其应用还包括在微电子、光纤光缆、高温超导、高性能合金冶炼，以及有关工业、基础科学研究等尖端科技领域。

长期以来，我国高纯氯一直依赖进口，80-90年代我国才有了吸附净化法生产的高纯氯气，其纯度可达到99.996%。吸附法制取高纯氯需要将工业氯中的杂深度清质去除，杂质包括H₂O、O₂、N₂、CO₂、CO、H₂、CH₄等。吸附法是采用化学处理的沸石吸附除去CO₂、烃类及其金属离子，用干燥剂、沸石二级吸附除H₂O，冷凝分离低沸点杂质，低温装瓶得到高纯氯气。吸附法制的高纯氯气需要制备不受氯气腐蚀、不与氯起化学反应的干燥剂与吸附剂、选择适宜的干燥，吸附、再生和冷凝的工艺条件等是技术难度很大和研究内容很多的课题，吸附法设备简单，有一定的局限性，无法满足高产量的要求。

冷凝法制得高纯氯的分离过程简单，能除去O₂、N₂、CO₂、CO、H₂、CH₄等低沸点杂质，但难以除去氯气中的微量水，且对原料氯中含水量要求很严，否则会堵塞、腐蚀设备和管道等。

国内还没有正规的高纯氯生产厂家，只有大连光明院特种气体研究中心拥有少量通过吸附法间歇制备高纯氯的生产技术，其产品量基本为5吨/年。中国气体协会在特气使用上有较大市场，年使用量约为300吨，国外著名气体销售商如普莱克斯、林德气体、空气产品公司及法国液化空气集团中国总销售量也能达到300吨/年。因此，电子工业用氯气国内市场基本上被国外生产厂商所垄断。

实用新型内容

本实用新型要解决的问题是针对以上不足，提供一种高纯氯气精馏装置，去除氯气中微量水效果好、设备操作简单、运行安全、无污染，能够满足规模化生产需要，节省成本，经济效益高，纯度≥99.999%。

为解决以上问题，本实用新型采用以下技术方案：一种高纯氯气精馏装置，其特征在于：所述精馏装置包括连通的汽化器、第一蒸馏塔、第二蒸馏塔和第三蒸馏塔；

所述汽化器的出液口连通第一蒸馏塔的进液口；

所述第一蒸馏塔的出气口与回流口之间连通有第一冷凝器和第一回流罐，第一回流罐的出液口连通第二蒸馏塔的进液口；

所述第二蒸馏塔的出气口与回流口之间连通有第二冷凝器，第二蒸馏塔的出料口连通第三蒸馏塔的进液口；

所述第三蒸馏塔的出气口与回流口之间连通有第三冷凝器和第三回流罐。

一种优化方案，所述第一冷凝器的进口与第一蒸馏塔的顶部出气口连通，第一冷凝器的出液口连通第一回流罐，第一回流罐的出液口连通第一蒸馏塔的回流口。 

另一种优化方案，所述第三冷凝器的进口与第三蒸馏塔的顶部出气口连通，第三冷凝器的出液口连通第三回流罐，第三回流罐的出液口连通第三蒸馏塔的回流口。

再一种优化方案，所述第一蒸馏塔和第三蒸馏塔底部的出料口连通有液氯回收钢瓶。回收后的液氯可以满足其他生产需要，使原料气得到充分利用。

一种优化方案，所述第一蒸馏塔的下部设有第一电加热器；

所述第二蒸馏塔的下部设有第二电加热器；

所述第三蒸馏塔的下部设有第三电加热器。

再一种优化方案，所述第一电加热器、第二电加热器、第三电加热器为螺旋式电加热器。

进一步的优化方案，所述第一回流罐的出液口与第二蒸馏塔的进液口之间设有液氯输送泵。

更进一步的优化方案，所述第二冷凝器倾斜设置。这种设置降低了安装高度，节约空间，提高传热系数，顺利收集被冷却的气体中的液体，方便与液体的蒸发后，回气不会带液，还有就是液体得以沉积，沉积后的液体继续吸热蒸发，不会有闪发性气体存在。

本实用新型采用以上技术方案，与现有技术相比，具有以下优点：

汽化器可以采用废热低压蒸气或蒸气冷凝水进行加热，一方面更好的控制温度，另一方面有效节约能源。大大降低了生产成本。

该精馏工艺采用连续精馏的方法，能够稳定连续地进行原料的加入及产品的产出，相对于吸附法及冷凝法，大大提高了生产能力。同时连续精馏降低了能源消耗，运行稳定，操作安全。