一种五氟化磷的提纯装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种五氟化磷的提纯装置，包括精馏塔、换热器、氟利昂蒸发器，所述精馏塔包括进气口、设于所述精馏塔顶端的出气口、设于所述精馏塔底端的液体出口、设于所述精馏塔上部的特制管式换热器、设于所述精馏塔中部的热交换腔，所述精馏塔底端还设有热源，所述热源为R-23制冷剂；当含有杂质的五氟化磷气体通入精馏塔内时，热源R-23能够精确地将五氟化磷维持在液态，并保证五氟化磷的液化比例，有效地提高了提纯的效率。
【专利说明】一种五氟化磷的提纯装置
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种五氟化磷的提纯装置。
【背景技术】
[0002]五氟化磷(PF5)是一种化工行业常用的催化剂，其在常温常压下为气态，含有氟化氢、三氟化磷、氮气、氟气等杂质，因此需要对五氟化磷进行提纯，而现有技术中的提纯方法往往控制不好温度，若温度过高，则不能够使五氟化磷液化分离，若温度过低，则五氟化磷会凝结成固态，同时，由于换热装置在吸热放热时会产生温度的变化，会影响到五氟化磷气体液化的比例，使得提纯率无法保证。
【发明内容】
[0003]为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种五氟化磷的提纯装置，包括精馏塔，换热器，氟利昂蒸发器，所述精馏塔包括进气口、设于所述精馏塔顶端的出气口、设于所述精馏塔底端的液体出口、设于所述精馏塔上部的特制管式换热器、设于所述精馏塔中部的热交换腔，其特征在于:所述精馏塔底部还设有热源，所述热源为R-23制冷剂，所述热源在热交换过程中温度大致保持不变。
[0004]优选地，所述特制管式换热器中的管程介质为液氮。
[0005]优选地，所述精馏塔还包括与所述精馏塔连通的特制管式换热器注入口与热源注入口。
[0006]优选地，所述热交换腔内为特制管式换热装置，即选用不锈钢管进行内抛光处理，管口外翻边处理，确保管内不会有凝结附着地。
[0007]相较于现有技术，本发明选用R-23作为热源，选用液氮作为特制管式换热器，使得五氟化磷刚刚好被液化，既能够液化分离，又能够保证不会凝固，同时热源的温度大致保持不变，有效保证了提纯率。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]附图1为本发明一种五氟化磷的提纯装置示意图。
[0009]附图中:
1-精馏塔，2-进气口，3-出气口，4-液体出口，5-特制管式换热器，6-热源，7-热交换腔，8-特制管式换热器注入口，9-热源注入口，10-换热器，11-氟利昂蒸发器。
【具体实施方式】
[0010]下面结合附图对本发明一种五氟化磷的提纯装置的优选实施方式进行详细说明。
[0011]如附图1所示，本发明包括精馏塔1，换热器10，氟利昂蒸发器11，在精馏塔I上设有用于通入含杂质的五氟化磷气体的进气口 2，在精馏塔I的顶端设有出气口 3，用于将提纯后剩下的废气排出，在精馏塔底端设有液体出口 4，用于将提纯后的五氟化磷排出至储罐。
[0012]在精馏塔的顶端设有特制管式换热器5，特制管式换热器5中的管程介质优选为液氮，由于液氮的温度约为_193°C，因此能够将含杂质的五氟化磷气体的所有组分全部液化；在精馏塔的底部设有热源6，这里热源选取三氟甲烷，也即R-23制冷剂；在常规的大气压下，R-23制冷剂的沸点为-82.1°C、凝固点为_155°C，五氟化磷的沸点-84.6°C、凝固点为-93.8°C,由于R-23制冷剂与五氟化磷的沸点较为接近，而五氟化磷的凝固点与其沸点也较为接近，本实施例中可以通过对五氟化磷适当加压，将五氟化磷的沸点提高到R-23制冷剂的沸点附近，同时将R-23制冷剂的温度保持在其沸点，这样R-23制冷剂仅仅发生液态与气态的相变但温度大致保持不变，从而使得气态五氟化磷的液化率稳定，保证了五氟化磷的提纯效率。在精馏塔I上分别设有特制管式换热器注入口 8与热源注入口 9，用于对特制管式换热器5与热源6进行补充。
[0013]精馏塔I的中间部分是供气体发生热交换的区域，也即热交换腔7，这里为了防止气体中的高沸点组分在热交换的过程中冻结，采用了特制管式换热器，当上升气体遇到特制管式换热器5刚刚形成液态，还没来得及进一步凝固成固态时，就会顺着管式换热器的管道往下流，避免了高沸点组分的冻结。
[0014]下面对本发明五氟化磷的提纯装置工作的全过程进行描述。
[0015]含杂质的五氟化磷气体从进气口 2经过过滤后，进入换热器10，去除氟化氢后进入精馏塔1，与特制管式换热器5接触，由于特制管式换热器5是液氮，因此含杂质的五氟化磷气体中的全部组分开始降温并转化为液态，顺着特制管式换热器的内壁向下流动，流动至精馏塔I的底部时，接触到经氟利昂蒸发器11蒸发成气态的热源6，也即R-23制冷剂；由于液化后的含杂质的五氟化磷气体的温度远低于热源R-23的温度，因此R-23开始放热，而加压后的五氟化磷的沸点最高，与R-23制冷剂的沸点接近，因此其他液化后的气体再次气化时，大部分五氟化磷还处于液态，仅有少部分五氟化磷挥发呈气态，这样部分液态的五氟化磷沉淀在了精馏塔I的底部；R_23在放完热后从气态变为液态，但是温度大致保持不变，因此五氟化磷的液化比例保持了稳定，使得提纯的效率得到了保障。当所有的含杂质的五氟化磷气体通过进气口 2进行提纯后，剩余的废气从出气口 3排出，而液态的五氟化磷通过液体出口 4排出，加压装罐。特制管式换热器5与热源6分别连接有特制管式换热器注入口 8与热源注入口 9，用以补充消耗掉的冷、热源。
[0016]相较于现有技术，本发明五氟化磷的提纯装置利用了 R-23制冷剂为热源，精确地将五氟化磷保持在液态，同时R-23制冷剂本身在吸热与放热时温度不变，使得五氟化磷液化的比例恒定，其提纯的效率得到保障。
[0017]上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种五氟化磷的提纯装置，包括精馏塔(1)，换热器(10)，氟利昂蒸发器(11)，所述精馏塔(I)包括进气口(2)、设于所述精馏塔(I)顶端的出气口(3)、设于所述精馏塔(I)底端的液体出口(4)、设于所述精馏塔(I)上部的特制管式换热器(5)、设于所述精馏塔(I)中部的热交换腔(7)，其特征在于:所述精馏塔(I)底部还设有热源(6)，所述热源(6)为R-23制冷剂，所述热源(6)在热交换过程中温度大致保持不变。
2.根据权利要求1所述的五氟化磷提纯装置，其特征在于:所述特制管式换热器(5)中的管程介质为液氮。
3. 根据权利要求1所述的五氟化磷提纯装置，其特征在于:所述精馏塔(I)还包括分别与所述精馏塔(I)连通的特制管式换热器注入口(8)与热源注入口(9)。
4.根据权利要求1所述的五氟化磷提纯装置，其特征在于:所述热交换腔(7)内为特制管式换热装置。
【文档编号】C01B25/10GK104129767SQ201410403258
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年8月15日 优先权日:2014年8月15日
【发明者】颜爱国, 孙宁, 肖龙昆, 丁国元, 叶秋芳, 王朝, 黄岩岩 申请人:苏州市兴鲁空分设备科技发展有限公司