CN220968617U - 一种利用己二酸尾气制备高纯一氧化二氮的装置及己二酸生产*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种利用己二酸尾气制备高纯一氧化二氮的装置及己二酸生产***，包括依次连通的洗涤单元、压缩单元、纯化单元及精馏单元；洗涤单元用于洗脱尾气中的酸性气体；纯化单元设有X型分子筛填充层和活性炭填充层；精馏单元包括连通的脱轻塔和脱重塔。所述装置通过预先洗涤，再结合填充有吸附剂的纯化单元深度吸附酸性气体NO2、CO2等，降低后续精馏的压力，在脱轻塔后增设脱重塔实现先后除去轻组分、重组分获得高纯N2O。
Description
技术领域
本实用新型涉及己二酸尾气处理技术领域，具体为一种利用己二酸尾气制备高纯一氧化二氮的装置及己二酸生产***。
背景技术
己二酸作为一种有机二元酸，在有机合成等方面具有重要的作用。己二酸的生产过程采用的是硝酸氧化法，尾气中含有高浓度的N2O，体积含量占比约35-39％，为工业产生N2O的重要源头。作为温室气体之一，N2O的全球变暖潜能值为CO2的310倍，另外还会破坏臭氧层，严重危害人类健康并破坏生态环境。由此，乙二酸尾气中N2O的排放控制受到广泛关注。
然而， 随着社会的进步及科技的不断发展，N2O可应用在诸多领域，如半导体电子行业对高纯度N2O的需求在不断增加，N2O的资源化利用成为工业生产关注的焦点。
中国专利文献CN105271144 A公开了一种从石化工业尾气中提取精制N2O的设备，包括酸洗塔、碱洗塔、水洗塔、缓冲罐、压缩机、水冷却器、分子筛纯化器、热交换器、节流阀、分馏塔、膨胀机、低温液体泵、汇流排、低温储槽。其采用单塔精馏工艺，主要目的是脱除比N2O沸点低的轻组分，而比N2O沸点高的重组分NO2、CO2、烃类、水，是通过多级洗涤和纯化的方式去除， 相对于精馏而言，这种方法脱除高沸点组分的精度不够高，而且由于沸点高，会首先在塔底富集，随着N2O产品一起抽出作为产品，影响N2O纯度。
因此有必要提出一种利用己二酸尾气制备高纯一氧化二氮的装置，解决现有技术尾气回收得到的N2O纯度不高的缺陷。
实用新型内容
本实用新型目的在于提供一种利用己二酸尾气制备高纯一氧化二氮的装置，解决现有技术基于己二酸尾气制备一氧化二氮纯度不高的缺陷。
为实现上述目的，本实用新型的方案如下：
一种利用己二酸尾气制备高纯一氧化二氮的装置，包括依次连通的洗涤单元、压缩单元、纯化单元及精馏单元；
所述洗涤单元用于洗脱尾气中的酸性气体；
所述压缩单元用于对尾气进行压缩；
所述纯化单元设有X型分子筛填充层和活性炭填充层；
所述精馏单元包括连通的脱轻塔和脱重塔，脱重塔塔顶设一氧化二氮输出管线。
可选地，所述洗涤单元包括依次连通的第一洗涤塔、第二洗涤塔和第三洗涤塔；第一洗涤塔、第二洗涤塔和第三洗涤塔分别在上部对应设有碱液进料管、有机溶剂进料管和进水管；尾气从第一洗涤塔下部进入，由第三洗涤塔上部输出。
可选地，所述纯化单元中X型分子筛填充层设于活性炭填充层对应设于上层；所述压缩单元连通纯化单元的下部，纯化单元的上部与精馏单元连通。X型分子筛可选择13X型分子筛。
可选地，所述脱轻塔和脱重塔分别为两个；脱轻塔和脱重塔依次交替连通；位于末端的脱重塔塔顶设一氧化二氮输出管线。
可选地，所述纯化单元包括两个并联的纯化器。
本实用新型还提出一种己二酸生产***，包括以上项所述的装置。
相比现有技术，本实用新型的有益效果为：
本实用新型所述装置通过预先洗涤，再结合填充有吸附剂的纯化单元深度吸附酸性气体NO2、CO2等，降低后续精馏的压力，在脱轻塔后增设脱重塔实现先后除去轻组分、重组分获得高纯N2O。
附图说明
图1为本实用新型提供的一种利用己二酸尾气制备高纯一氧化二氮的装置整体示意图。
其中：1、洗涤单元；2、压缩单元；3、纯化单元；4、脱轻塔；5、脱重塔；10、尾气进料管；11、第一洗涤塔；12、第二洗涤塔；13、第三洗涤塔；20、N2O采集管；100、碱液进料管；200、有机溶剂进料管；300、进水管。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
需要理解的是，术语 “上”、 “下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个部件内部的连通或两个部件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况上述术语在本实用新型中的具体含义。
在一个实施例中，如图1所示，提供了一种利用己二酸尾气制备高纯一氧化二氮的装置，包括依次连通的洗涤单元1、压缩单元2、纯化单元3及精馏单元；
所述洗涤单元1用于洗脱尾气中的酸性气体；
所述压缩单元2用于对尾气进行压缩；
所述纯化单元3设有X型分子筛填充层和活性炭填充层（图中未示出）；
所述精馏单元包括连通脱轻塔4和脱重塔5，脱重塔5塔顶设N2O采集管20。
所述装置通过洗涤预洗脱酸性气体，再结合填充有吸附剂的纯化单元深度吸附酸性气体NO2、CO2等，降低后续精馏的压力，在脱轻塔后增设脱重塔实现先后除去轻组分、重组分获得高纯N2O。
在优选的实施例中，所述洗涤单元1包括依次连通的第一洗涤塔11、第二洗涤塔12和第三洗涤塔13；第一洗涤塔11、第二洗涤塔12和第三洗涤塔13分别在上部对应设有碱液进料管100、有机溶剂进料管200和进水管300；碱液为常见的无机碱液，有机溶剂可选择三乙醇胺。第一洗涤塔11下部设有尾气进料管10，尾气从第一洗涤塔11下部进入，由第三洗涤塔13上部输出。三级吸附分别采用碱液、有机溶剂及水洗的方式，洗涤剂从上往下喷淋，原料尾气自下而上进入到洗涤塔内，与洗涤剂逆流接触，尾气中的酸性物质被吸收，脱除精度高；第三洗涤塔13可调节PH值，避免影响压缩单元2正常工作。
在优选的实施例中，所述纯化单元3中X型分子筛填充层设于活性炭填充层对应设于上层；所述压缩单元2连通纯化单元3的下部，纯化单元3的上部与精馏单元连通。位于下层的活性炭具有更广的吸附宽度，能够对NO2、CO2、水及烃类等多种气体进行预吸附，降低X型分子筛吸附压力；X型分子筛进行精度吸附，能够进一步降低尾气中NO2、CO2的含量。
在优选的实施例中，所述脱轻塔4和脱重塔5分别为两个；脱轻塔4和脱重塔5依次交替连通；位于末端的脱重塔5塔顶设N2O采集管20。所述的，脱轻塔4为塔底采出所需物料进入下一工序，塔顶除去轻组分；脱重塔5为塔顶采出所需物料进入下一工序，塔底除去重组分。
在优选的实施例中，所述纯化单元3包括两个并联的纯化器，便于纯化吸附工作和吸附剂再生或更换。
上述实施例中，工作时，己二酸尾气进入洗涤单元1，依次进行碱洗、有机溶剂洗和水洗三级洗涤，用来脱除其中的酸性气体NO2、CO2，采用碱液、有机溶剂多级洗涤的方式，洗涤剂从上往下喷淋，原料尾气自下而上进入到洗涤塔内，与洗涤剂逆流接触，尾气中的酸性物质被吸收，脱除精度为1%。然后经压缩单元2增压进纯化单元3，纯化单元内装有上下分布的分子筛填充层和活性炭填充从，脱除洗涤后残余的NO2、CO2到1ppm，同时脱除H2O和烃类到1ppm。将重组分脱除一部分后进脱轻塔4，脱除N2、CO、O2、Ar等轻组分，轻组分从塔顶排放，再进脱重塔5，脱除残余重组分并从塔底排出，可通过设置精馏参数实现高纯N2O采出，或使用两组依次连通的脱轻塔4和脱轻塔5，从N2O采集管20采出高纯N2O。
在另一个实施例中，还提出一种己二酸生产***，包括以上项所述的装置。该生产***在生产己二酸的基础上，还能够处理尾气，得到高纯的N2O气体，实现有害气体的资源化利用。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种利用己二酸尾气制备高纯一氧化二氮的装置，其特征在于，包括依次连通的洗涤单元(1)、压缩单元(2)、纯化单元(3)及精馏单元；
所述洗涤单元(1)用于洗脱尾气中的酸性气体；
所述压缩单元(2)用于对尾气进行压缩；
所述纯化单元(3)设有X型分子筛填充层和活性炭填充层；
所述精馏单元包括连通的脱轻塔(4)和脱重塔(5)，脱重塔(5)塔顶设一氧化二氮输出管线。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述洗涤单元(1)包括依次连通的第一洗涤塔(11)、第二洗涤塔(12)和第三洗涤塔(13)；第一洗涤塔(11)、第二洗涤塔(12)和第三洗涤塔(13)分别在上部对应设有碱液进料管(100)、有机溶剂进料管(200)和进水管(300)；尾气从第一洗涤塔(11)下部进入，由第三洗涤塔(13)上部输出。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述纯化单元(3)中X型分子筛填充层设于活性炭填充层对应设于上层；所述压缩单元(2)连通纯化单元(3)的下部，纯化单元(3)的上部与精馏单元连通。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述脱轻塔(4)和脱重塔(5)分别为两个，脱轻塔(4)和脱重塔(5)依次交替连通；位于末端的脱重塔(5)塔顶设一氧化二氮输出管线。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述纯化单元(3)包括两个并联的纯化器。
6.一种己二酸生产***，其特征在于，包括权利要求1至5任意一项所述的装置。
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