[发明专利]一种精馏法制备高纯气体的方法和系统

权利要求书

1.一种精馏法制备高纯气体的方法，包括如下步骤：

(1)将目标气体原料通入脱轻塔，所述脱轻塔塔顶排出的气体经过塔顶冷凝器，冷凝的液体作为回流液从塔顶回到所述脱轻塔，未冷凝的轻组分杂质物流排出；所述脱轻塔塔釜采出的物料通入脱重塔，从所述脱重塔塔顶采出提纯气体，塔釜排出重组分杂质物流；

(2)将经过所述脱轻塔塔顶冷凝器换热的冷却介质与所述脱重塔塔顶采出的提纯气体合并后压缩为压缩气体，所述压缩气体至少分为两部分，第一部分作为脱轻塔塔釜再沸器的热源，第二部分作为脱重塔塔釜再沸器的热源；将所述两部分压缩气体冷凝后形成的液体储存；

(3)将步骤(2)储存的液体分为三部分，第一部分经节流膨胀作为所述脱轻塔塔顶冷凝器的冷却介质；第二部分经节流膨胀作为所述脱重塔的回流液；第三部分作为产品采出。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述压缩气体还分出第三部分，所述第三部分压缩气体被冷凝为液体，与所述第一、第二部分压缩气体冷凝形成的液体合并储存。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述目标气体为在压力10Mpa以下和温度-50～50℃之间时能够液化的气体。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述目标气体原料的纯度高于90％，优选为高于95％，更优选为高于99％。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述高纯气体为电子工业用高纯气体。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述高纯气体为电子工业用氨、氯、氯化氢、三氯氢硅、二氯二氢硅、四氯化硅、氟化氢、三氟化硼、磷化氢、氧化亚氮、六氟化硫、三氯化硼、六氟化硫、三氯化硼、磷烷、硅烷(SiH4)或二氧化碳；或焊接切割用燃气丙烯、丙烷或焊接用二氧化碳；或工业气体二氧化碳、无水氟化氢、六氟化硫、异丁烯、乙烯、丙烯、丁二烯、异丁烷(HC-600a)或1-丁烯。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述目标气体原料不具有腐蚀性。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述高纯气体为电子工业用氯化氢、电子工业用高纯氯或电子工业用高纯氨。

9.一种实施权利要求1-8任一项所述方法的系统，包括：

一个脱轻塔，用于脱除目标气体原料中的轻组分杂质；

一个脱轻塔塔顶冷凝器，用于将所述脱轻塔塔顶排出气体冷却冷凝；

一个脱重塔，用于脱除所述脱轻塔塔釜采出的物料中的重组分杂质；

一个压缩机，用于将经过所述脱轻塔塔顶冷凝器换热后的冷却介质与所述脱重塔塔顶采出的提纯气体合并后压缩为压缩气体；

一个脱轻塔塔釜再沸器，用于所述压缩气体的第一部分与脱轻塔塔釜物料的换热；

一个脱重塔塔釜再沸器，用于所述压缩气体的第二部分与所述脱重塔塔釜物料的换热；

一个液体储罐，用于储存至少所述压缩气体的第一部分和第二部分冷凝形成的液体；

第一节流阀，用于将所述液体储罐中液体的第一部分进行节流膨胀，作为所述脱轻塔塔顶冷凝器的冷却介质；

第二节流阀，用于将所述液体储罐中液体的第二部分进行节流膨胀，作为所述脱重塔的回流液；

所述液体储罐连接有产品管线，用于将所述液体储罐中液体的第三部分作为产品采出。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述系统还包括一个冷凝器，用于将所述压缩气体的第三部分进行冷凝，所得液体储存于所述液体储罐。