一種五氟化磷的提純裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種五氟化磷的提純裝置，包括精餾塔、換熱器、氟利昂蒸發(fā)器，所述精餾塔包括進(jìn)氣口、設(shè)于所述精餾塔頂端的出氣口、設(shè)于所述精餾塔底端的液體出口、設(shè)于所述精餾塔上部的特制管式換熱器、設(shè)于所述精餾塔中部的熱交換腔，所述精餾塔底端還設(shè)有熱源，所述熱源為R-23制冷劑；當(dāng)含有雜質(zhì)的五氟化磷氣體通入精餾塔內(nèi)時(shí)，熱源R-23能夠精確地將五氟化磷維持在液態(tài)，并保證五氟化磷的液化比例，有效地提高了提純的效率。
【專利說(shuō)明】一種五氟化磷的提純裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種五氟化磷的提純裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]五氟化磷(PF5)是一種化工行業(yè)常用的催化劑，其在常溫常壓下為氣態(tài)，含有氟化氫、三氟化磷、氮?dú)?、氟氣等雜質(zhì)，因此需要對(duì)五氟化磷進(jìn)行提純，而現(xiàn)有技術(shù)中的提純方法往往控制不好溫度，若溫度過(guò)高，則不能夠使五氟化磷液化分離，若溫度過(guò)低，則五氟化磷會(huì)凝結(jié)成固態(tài)，同時(shí)，由于換熱裝置在吸熱放熱時(shí)會(huì)產(chǎn)生溫度的變化，會(huì)影響到五氟化磷氣體液化的比例，使得提純率無(wú)法保證。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種五氟化磷的提純裝置，包括精餾塔，換熱器，氟利昂蒸發(fā)器，所述精餾塔包括進(jìn)氣口、設(shè)于所述精餾塔頂端的出氣口、設(shè)于所述精餾塔底端的液體出口、設(shè)于所述精餾塔上部的特制管式換熱器、設(shè)于所述精餾塔中部的熱交換腔，其特征在于:所述精餾塔底部還設(shè)有熱源，所述熱源為R-23制冷劑，所述熱源在熱交換過(guò)程中溫度大致保持不變。
[0004]優(yōu)選地，所述特制管式換熱器中的管程介質(zhì)為液氮。
[0005]優(yōu)選地，所述精餾塔還包括與所述精餾塔連通的特制管式換熱器注入口與熱源注入口。
[0006]優(yōu)選地，所述熱交換腔內(nèi)為特制管式換熱裝置，即選用不銹鋼管進(jìn)行內(nèi)拋光處理，管口外翻邊處理，確保管內(nèi)不會(huì)有凝結(jié)附著地。
[0007]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明選用R-23作為熱源，選用液氮作為特制管式換熱器，使得五氟化磷剛剛好被液化，既能夠液化分離，又能夠保證不會(huì)凝固，同時(shí)熱源的溫度大致保持不變，有效保證了提純率。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008]附圖1為本發(fā)明一種五氟化磷的提純裝置示意圖。
[0009]附圖中:
1-精餾塔，2-進(jìn)氣口，3-出氣口，4-液體出口，5-特制管式換熱器，6-熱源，7-熱交換腔，8-特制管式換熱器注入口，9-熱源注入口，10-換熱器，11-氟利昂蒸發(fā)器。

【具體實(shí)施方式】
[0010]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明一種五氟化磷的提純裝置的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0011]如附圖1所示，本發(fā)明包括精餾塔1，換熱器10，氟利昂蒸發(fā)器11，在精餾塔I上設(shè)有用于通入含雜質(zhì)的五氟化磷氣體的進(jìn)氣口 2，在精餾塔I的頂端設(shè)有出氣口 3，用于將提純后剩下的廢氣排出，在精餾塔底端設(shè)有液體出口 4，用于將提純后的五氟化磷排出至儲(chǔ)罐。
[0012]在精餾塔的頂端設(shè)有特制管式換熱器5，特制管式換熱器5中的管程介質(zhì)優(yōu)選為液氮，由于液氮的溫度約為_(kāi)193°C，因此能夠?qū)⒑s質(zhì)的五氟化磷氣體的所有組分全部液化；在精餾塔的底部設(shè)有熱源6，這里熱源選取三氟甲烷，也即R-23制冷劑；在常規(guī)的大氣壓下，R-23制冷劑的沸點(diǎn)為-82.1°C、凝固點(diǎn)為_(kāi)155°C，五氟化磷的沸點(diǎn)-84.6°C、凝固點(diǎn)為-93.8°C,由于R-23制冷劑與五氟化磷的沸點(diǎn)較為接近，而五氟化磷的凝固點(diǎn)與其沸點(diǎn)也較為接近，本實(shí)施例中可以通過(guò)對(duì)五氟化磷適當(dāng)加壓，將五氟化磷的沸點(diǎn)提高到R-23制冷劑的沸點(diǎn)附近，同時(shí)將R-23制冷劑的溫度保持在其沸點(diǎn)，這樣R-23制冷劑僅僅發(fā)生液態(tài)與氣態(tài)的相變但溫度大致保持不變，從而使得氣態(tài)五氟化磷的液化率穩(wěn)定，保證了五氟化磷的提純效率。在精餾塔I上分別設(shè)有特制管式換熱器注入口 8與熱源注入口 9，用于對(duì)特制管式換熱器5與熱源6進(jìn)行補(bǔ)充。
[0013]精餾塔I的中間部分是供氣體發(fā)生熱交換的區(qū)域，也即熱交換腔7，這里為了防止氣體中的高沸點(diǎn)組分在熱交換的過(guò)程中凍結(jié)，采用了特制管式換熱器，當(dāng)上升氣體遇到特制管式換熱器5剛剛形成液態(tài)，還沒(méi)來(lái)得及進(jìn)一步凝固成固態(tài)時(shí)，就會(huì)順著管式換熱器的管道往下流，避免了高沸點(diǎn)組分的凍結(jié)。
[0014]下面對(duì)本發(fā)明五氟化磷的提純裝置工作的全過(guò)程進(jìn)行描述。
[0015]含雜質(zhì)的五氟化磷氣體從進(jìn)氣口 2經(jīng)過(guò)過(guò)濾后，進(jìn)入換熱器10，去除氟化氫后進(jìn)入精餾塔1，與特制管式換熱器5接觸，由于特制管式換熱器5是液氮，因此含雜質(zhì)的五氟化磷氣體中的全部組分開(kāi)始降溫并轉(zhuǎn)化為液態(tài)，順著特制管式換熱器的內(nèi)壁向下流動(dòng)，流動(dòng)至精餾塔I的底部時(shí)，接觸到經(jīng)氟利昂蒸發(fā)器11蒸發(fā)成氣態(tài)的熱源6，也即R-23制冷劑；由于液化后的含雜質(zhì)的五氟化磷氣體的溫度遠(yuǎn)低于熱源R-23的溫度，因此R-23開(kāi)始放熱，而加壓后的五氟化磷的沸點(diǎn)最高，與R-23制冷劑的沸點(diǎn)接近，因此其他液化后的氣體再次氣化時(shí)，大部分五氟化磷還處于液態(tài)，僅有少部分五氟化磷揮發(fā)呈氣態(tài)，這樣部分液態(tài)的五氟化磷沉淀在了精餾塔I的底部；R_23在放完熱后從氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，但是溫度大致保持不變，因此五氟化磷的液化比例保持了穩(wěn)定，使得提純的效率得到了保障。當(dāng)所有的含雜質(zhì)的五氟化磷氣體通過(guò)進(jìn)氣口 2進(jìn)行提純后，剩余的廢氣從出氣口 3排出，而液態(tài)的五氟化磷通過(guò)液體出口 4排出，加壓裝罐。特制管式換熱器5與熱源6分別連接有特制管式換熱器注入口 8與熱源注入口 9，用以補(bǔ)充消耗掉的冷、熱源。
[0016]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明五氟化磷的提純裝置利用了 R-23制冷劑為熱源，精確地將五氟化磷保持在液態(tài)，同時(shí)R-23制冷劑本身在吸熱與放熱時(shí)溫度不變，使得五氟化磷液化的比例恒定，其提純的效率得到保障。
[0017]上述實(shí)施例只為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種五氟化磷的提純裝置，包括精餾塔(1)，換熱器(10)，氟利昂蒸發(fā)器(11)，所述精餾塔(I)包括進(jìn)氣口(2)、設(shè)于所述精餾塔(I)頂端的出氣口(3)、設(shè)于所述精餾塔(I)底端的液體出口(4)、設(shè)于所述精餾塔(I)上部的特制管式換熱器(5)、設(shè)于所述精餾塔(I)中部的熱交換腔(7)，其特征在于:所述精餾塔(I)底部還設(shè)有熱源(6)，所述熱源(6)為R-23制冷劑，所述熱源(6)在熱交換過(guò)程中溫度大致保持不變。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的五氟化磷提純裝置，其特征在于:所述特制管式換熱器(5)中的管程介質(zhì)為液氮。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的五氟化磷提純裝置，其特征在于:所述精餾塔(I)還包括分別與所述精餾塔(I)連通的特制管式換熱器注入口(8)與熱源注入口(9)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的五氟化磷提純裝置，其特征在于:所述熱交換腔(7)內(nèi)為特制管式換熱裝置。
【文檔編號(hào)】C01B25/10GK104129767SQ201410403258
【公開(kāi)日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年8月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月15日
【發(fā)明者】顏愛(ài)國(guó), 孫寧, 肖龍昆, 丁國(guó)元, 葉秋芳, 王朝, 黃巖巖 申請(qǐng)人:蘇州市興魯空分設(shè)備科技發(fā)展有限公司