[发明专利]一种制备工业级和电子级丙烯的装置及方法

说明书

本发明提供一种制备工业级和电子级丙烯装置，包括精馏塔、主冷凝器、气液分离器、冷剂压缩机、冷剂平衡罐和储液罐；精馏塔包括塔釜及其上的T1精馏塔和T2精馏塔，且塔釜内设有再沸器；主冷凝器内设有分别与T1精馏塔、T2精馏塔塔顶连通的第一冷凝通道、第二冷凝通道；气液分离器与第一冷凝通道连通；冷剂压缩机与气液分离器连通，冷剂压缩机与再沸器连通；冷剂平衡罐与再沸器连通；冷剂平衡罐分别与主冷凝器、冷剂压缩机连通；储液罐与第二冷凝通道连通；储液罐与T1精馏塔、T2精馏塔顶部连通、电子级丙烯充装管路连通。本发明的丙烯纯化制备工艺为全物理、连续精馏，无新杂质引入，无污染，能耗低，产品质量稳定。

技术领域

本发明涉及特种气体生产与净化技术领域，具体涉及一种制备工业级和电子级丙烯的装置及方法。

背景技术

电子级丙烯是半导体技术发展过程中使用的新型材料，主要应用在集成电路制造过程中作为成膜气体以利于非晶硅碳生长。一般用作聚丙烯、环氧乙烷等石油化工产品的丙烯原料纯度要求需达到99.5%，通常工业级丙烯的杂质含量对半导体技术而言具有严重的危害性，根据半导体工艺要求达到电子及丙烯方可满足使用要求，而电子级、研究级的丙烯纯度要求至少为99.99%。对于电子级丙烯而言，除了对丙烯中水、氧、一氧化碳、二氧化碳等杂质含量要求外，对C1-C4组份含量都有严格的要求。

为了达到电子级丙烯纯化要求，可以选择吸附膨胀法制备丙烯，即选择适当的吸附剂在常温吸附丙烯，而后经过对吸附剂升温丙烯脱附，通过回收某一温度范围脱附的高纯度丙烯，该种方法适用于实验室少量制备丙烯，但要形成工业化生产能力存在工艺条件稳定控制困难、能耗高等问题。此外，还有用异丙醇催化脱水制备丙烯的方法，该方法反应温度高，要求使用特定催化剂，制备过程中同时有异丙醚等产生，选择性生成丙烯的条件难以控制，导致高纯丙烯工艺控制困难。

有鉴于此，本发明提供一种制备工业级和电子级丙烯的装置及方法，以解决背景技术中存在的技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种制备工业级和电子级丙烯装置，包括：

精馏塔，所述精馏塔包括T1精馏塔和T2精馏塔，且T1精馏塔底部与T2精馏塔底部通过塔釜连通，且精馏塔塔釜内设有再沸器；原料进料管路接入T1精馏塔中部；

主冷凝器，所述主冷凝器内设有冷剂腔体以及通过冷剂腔体第一冷凝通道、第二冷凝通道，且第一冷凝通道、第二冷凝通道进口端分别与T1精馏塔、T2精馏塔塔顶出口端连通；

气液分离器，所述气液分离器进口端与第一冷凝通道出口端连通；气液分离器的液相出口与T1精馏塔其一返液口连通；

冷剂压缩机，所述冷剂压缩机进口端与气液分离器气相出口端连通，冷剂压缩机出口端与再沸器进口端连通；

冷剂平衡罐，所述冷剂平衡罐进口端与再沸器出口端连通；所述冷剂平衡罐液相出口端与主冷凝器冷剂腔体连通，冷剂平衡罐气相出口端与冷剂压缩机进口端连通；

储液罐，所述储液罐进口端与第二冷凝通道出口端连通；储液罐其一液相出口端与T1精馏塔、T2精馏塔顶部连通；储液罐其一液相出口端与电子级丙烯充装管路连通；储液罐的气相出口端与第二冷凝通道进口端连通。

进一步地，与冷剂压缩机出口端还连接有预冷器；

所述预冷器内冷凝通道出口端与冷剂罐进口端连通，所述冷剂罐出口端连接工业级丙烯充装管路；预冷器内冷剂腔体通入液氮。

进一步地，所述冷剂平衡罐通过冷剂输送管路与冷剂罐连通；

其中，冷剂输送管路上连接有执行阀；主冷凝器上设有液位变送器N₁，液位变送器N₁与执行阀电性连接。

进一步地，T2精馏塔塔顶与主冷凝器之间输送管路上依次设有流量控制器N₂、执行阀，且流量控制器N₂与执行阀电性连接。