[发明专利]一种用于四氟乙烯生产中控制水含量的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及气体干燥领域，具体地说，涉及一种用于四氟乙烯生产中控制水含量的方法和装置。

背景技术

目前二氟一氯甲烷(F22)裂解制取四氟乙烯（C2F4）工业化生产技术主要有空管裂解和过热水蒸汽稀释裂解二种，而在这两种工业化生产技术中，过热水蒸气稀释裂解相对于空管裂解有着生产原料单耗低、能耗小、三废排放量少、生产成本显著降低等优点。因此，过热水蒸汽稀释裂解技术在我国已经普遍应用，生产装置的规模正逐渐扩大，随着市场竞争的日益加剧，四氟乙烯单体生产成本的控制直接左右着下游产品的市场竞争力。

由于通过过热水蒸汽稀释裂解制四氟乙烯过程中，二氟一氯甲烷(F22)裂解后的物料（简称裂解气）不可避免地带有大量的水分。实践证明，四氟乙烯生产过程中，进入精馏系统的裂解气水含量过高易造成精馏塔自聚和冰堵等相关问题，进而造成生产装置停车，单耗增高且存在较大安全隐患，不利于生产工艺的连续运行。因此，长期以来，对四氟乙烯生产系统物料水含量的控制均受到各四氟乙烯制造行业的重视。

目前，国内现行四氟乙烯生产工艺中，物料水含量的控制方法主要包含冷冻脱水干燥，冷的CaCl₂盐水干燥，浓硫酸干燥，硅胶干燥等。而在国内普遍的四氟乙烯生产工艺中，一般采用两种或者三种联合干燥法，最终达到脱除水分的目的。如：冷冻脱水干燥和CaCl₂盐水干燥为第一道脱水干燥工序，硅胶干燥为最后一道脱水干燥工序等。

然而，以上的控制方法中，冷冻脱水干燥和冷的CaCl₂盐水干燥均需要持续不断地投入冷却介质进行制冷，表现出能耗大、生产成本高等。而浓硫酸干燥则由于随着物料的脱水干燥，浓硫酸的浓度逐渐降低，不得不定期进行浓硫酸更换，其更换出来的低浓度硫酸回收处理难度大，易造成环境污染，实践生产控制过程也存在较大安全隐患。另外，硅胶干燥方法则需定期对硅胶进行活化干燥，因而易造成生产系统中断，硅胶活化过程也需持续不断地消耗能源，同时，硅胶随着使用时间的延长，易出现粉碎进而堵塞设备及管道。因而，以上传统的四氟乙烯生产装置水含量控制方法存在能耗高、污染大、持续运作周期短等缺陷，已越来越不适合于现代化化工企业的生产控制要求。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，公开了一种的四氟乙烯生产中控制水含量的方法和装置。

本发明对四氟乙烯生产系统各类物料的能量进行了整理，对生产系统内各类物料的能量实现了有效的内部转换。首先，在二氟一氯甲烷(F22)与过热水蒸汽稀释裂解制四氟乙烯的裂解过程中，投入的F22为气相物料，因此，在F22供料前，需对储存的高纯度液态F22进行加热从而使F22吸收热量进行气化，一般采用热水或水蒸汽作为加热介质。

然而二氟一氯甲烷(F22)裂解后的物料水含量控制过程中无论是采用冷冻干燥或CaCl₂盐水干燥，均为通过冷却物料从而使物料释放热量，再由于水的饱和蒸汽压的缘故达到脱水干燥的目的。

本发明从以上两方面出发，采用一种新的工艺，利用液态F22对二氟一氯甲烷(F22)裂解后的物料（简称裂解气）进行冷却脱水干燥，通过此工艺，液态F22吸收裂解气的热量得以气化，裂解气通过液态F22的气化吸热得以冷却降温，进而获得脱水干燥的效果。

本发明的技术方案如下：

一种清洁、节能的四氟乙烯生产中控制水含量的方法和装置，该方法包括采用原料液态F22的气化吸热对裂解气进行脱水干燥，包括以下步骤：

将液态F22输送至管式换热器的壳程中气化，气化后的F22进入F22气化罐投料裂解；

将冷却液输送至管式换热器的管程中，液态F22在壳程中气化的同时，管程中的冷却液被冷却；

裂解气由塔釜进入，塔顶排出，冷却后的冷却液从塔顶自上而下进行喷淋，对裂解气洗涤后回到塔釜，输送至管式换热器循环使用。

具体地，包括1）原料储槽内的液态F22通过压力差输送至一种特制管式换热器的壳程中，液态F22在壳程中气化，气化后的F22进入F22气化罐直接投料裂解。根据投料负荷，若投料的F22量不足，再供应部分液态F22进入气化罐进行气化以补充投料量。

2）将冷却液输送至特制管式换热器的管程中，液态F22在壳程中气化的同时，管程中的冷却液被冷却，冷却液冷却后的温度与液态F22的供料量连锁控制。