[实用新型]一种回收己二酸尾气并纯化制高纯氧化亚氮的装置

说明书

本实用新型公开了一种回收己二酸尾气并纯化制高纯氧化亚氮的装置，包括液化分离流程和制冷流程，液化分离流程中己二酸尾气经过压缩机压缩后，依次经过脱碳、干燥脱除酸性气体和水分后再次升压，进入冷箱降温进行液化分离，从精馏塔底采出液态氧化亚氮，高压富氮尾气从塔顶排出，进入透平膨胀机TU1膨胀降温提供冷量。制冷流程采用空气作为制冷剂，空气经过压缩、干燥、纯化后进入冷箱换热降温，通过透平膨胀机膨胀降温提供精馏塔及换热器所需的冷量。该装置工艺流程简单、易操作，制冷剂易获取不怕泄漏，回收装置回收了己二酸尾气并纯化制高纯氧化亚氮，提高了产品的附加值，实现了清洁生产。

技术领域

本实用新型属于化工尾气余压利用及提取有用成分的资源回收利用技术领域，具体为一种回收己二酸尾气并纯化制高纯氧化亚氮的装置。

背景技术

氧化亚氮，又称笑气，无色有甜味气体，是一种氧化剂，化学式N2O，在一定条件下能支持燃烧(同氧气，因为笑气在高温下能分解成氮气和氧气)，但在室温下稳定，有轻微麻醉作用，并能致人发笑。

在环境科学研究中，氧化亚氮是一种温室气体，具有温室效应，加剧全球变暖，是《京都议定书》规定的6种温室气体之一。N2O在大气中的存留时间长，并可输送到平流层，导致臭氧层破坏，引起臭氧空洞，使人类和其它生物暴露在太阳紫外线的辐射下，对人体皮肤、眼睛、免疫系统造成损害。

随着我国半导体集成电路产业的快速发展，对高纯气体品种的要求越来越多，高纯N2O作为电子气体，主要用于半导体光电器件研制生产的介质膜工艺，是直接影响光电器件质量的不可替代的关键电子气体。我国N2O产品纯度低，关键指标达不到电子器件生产要求，高纯N2O主要依靠进口，产品进口价格昂贵，订货时间长。

目前在己二酸尾气并纯化制高纯氧化亚氮的领域中，制取液态氧化亚氮的专利只有一个。公开号为CN105783422A公开了利用己二酸尾气生产液态笑气的方法与系统，该方法和系统将压缩后的己二酸尾气进行净化后，送入精馏塔进行低温液化分离，得到液态笑气产品，精馏所需冷量由氮气制冷循环提供。但是该方法中氮气需要额外的设备进行制取，氮气制冷循环通过氮气节流实现，节流阀绝热效率较低，工艺能耗较高。

已二酸生产装置尾气中N2O含量较高，具有很好的回收利用价值。采用己二酸生产装置的尾气制备高纯N2O，减少废气排放同时具有良好的经济效益。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种回收己二酸尾气并纯化制高纯氧化亚氮的装置，其分为液化分离流程和制冷流程。己二酸尾气经过压缩后，经过脱碳及干燥单元除去CO2、水和乙炔，通过冷箱主换热器降温，进入精馏塔精馏分离，精馏塔底得到高纯液态NO2，利用透平膨胀机回收塔顶富氮尾气压力能制冷，提供液化分离所需部分冷量。液化流程采用净化纯化后的空气作为制冷剂，制冷剂获取简单、廉价，采用高效的透平膨胀机替代节流阀制冷提供冷量，从而降低整个工艺流程的功耗。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

本实用新型公开了一种回收己二酸尾气并纯化制高纯氧化亚氮的装置，包括液化分离流程和制冷流程。

液化分离流程设备包括一级压缩机过C1、脱碳单元X1、干燥纯化单元X2、主换热器E1、精馏塔T1、塔顶分离器V2、过冷器E3、透平膨胀机TU1。主换热器E1、精馏塔T1、塔顶分离器V2、过冷器E3、透平膨胀机TU1安装在冷箱中，精馏塔T1塔底内设置再沸器E2及冷凝液出口。己二酸尾气经过压缩机 C1压缩后，依次经过脱碳单元X1、干燥纯化单元X2脱除酸性气体和水分后经过压缩机C2再次升压，通过冷箱主换热器E1降

温，然后进入精馏塔T1进行液化分离，己二酸尾气中大部分氧化亚氮冷凝成液体从塔底送出，高压富氮尾气从塔顶排出，并经过过冷器将含有的少量氧化亚氮冷凝下来，其他尾气进入第一透平膨胀机TU1膨胀降温给主换热器E1提供冷量。