一种隔壁精馏装置及其精馏方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种隔壁精馏装置以及基于该隔壁精馏装置的精馏方法。该隔壁精馏装置包括隔壁塔，隔壁塔上开设有轻组分出口、重组分出口、轻组分回流口、次轻组分出口、次重组分出口和重组分回流口，上述的多个开口与隔壁塔内的隔板将隔壁塔划分为公共精馏区、公共提馏区、预精馏区、预提馏区、精馏分离区、全回流区和提馏分离区。本发明专利技术还公开了基于上述隔壁精馏装置的精馏方法，该精馏方法用于分离提纯三氯氢硅，其包括步骤：S1、将混合原料通入隔壁塔的内部；S2、将隔壁塔控制在1bar～10bar的压力以及40℃～200℃的温度下进行精馏分离。本发明专利技术可实现利用一座隔壁塔分离得到四种组分的效果，降低了三氯氢硅精馏工艺的设备投资和生产能耗。

【技术实现步骤摘要】
一种隔壁精馏装置及其精馏方法
本专利技术涉及精馏
，尤其涉及一种隔壁精馏装置及基于该隔壁精馏装置的精馏方法。
技术介绍
三氯氢硅是生产多晶硅的主要原料，也是合成有机硅的重要中间体。近些年来，随着全球光伏产业和新材料产业的不断发展，国内三氯氢硅行业也从无到有、从小到大。但在规模扩张的同时，受技术限制，三氯氢硅产品的品质整体偏低、生产能耗较高，成为制约行业进一步发展的瓶颈。目前多晶硅生产装置中，三氯氢硅的精馏多采用一系列的传统精馏塔顺序分离流程，即采用多台精馏塔对多晶硅原料先进行粗分离，然后再采用多座传统精馏塔对粗分离得到的三氯氢硅和四氯化硅进行进一步的精密分离，以得到高纯度的三氯氢硅产品。目前采用的分离流程虽然能够满足产品纯度要求，但是存在能耗高、投资大、流程长等缺陷，特别是生产操作能耗长期居高不下这一弊端，使得传统精馏塔顺序分离流程不能适应目前节能降耗的需求。
技术实现思路
为解决现有技术中精馏塔顺序分离流程不能满足节能降耗需求的问题，同时进一步降低设备投资，本专利技术提供了一种可实现四组分分离的隔壁精馏装置和基于该隔壁精馏装置进行四组分分离的精馏方法。为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用了如下的技术方案：一种隔壁精馏装置，所述隔壁精馏装置用于分离轻组分、次轻组分、次重组分和重组分四种组分；所述隔壁精馏装置包括隔壁塔，所述隔壁塔的一侧塔壁开设有至少一个进料口，所述隔壁塔的塔顶开设有轻组分出口，所述隔壁塔的塔底开设有重组分出口，在所述进料口所在的水平面和所述轻组分出口所在水平面之间的塔壁上开设有至少一个轻组分回流口，在所述进料口所在的水平面和所述重组分出口所在水平面之间的塔壁上开设有至少一个重组分回流口，在所述轻组分回流口所在水平面与所述重组分回流口所在水平面之间、且与所述进料口相对的另一侧塔壁上按照由塔顶到塔底方向依次开设有次轻组分出口和次重组分出口；所述隔壁塔的塔内于所述进料口和所述次轻组分出口、次重组分出口之间设置有隔壁；所述隔壁的顶端所在的水平面与所述轻组分回流口所在的水平面之间设置有公共精馏区，所述隔壁的底端所在的水平面与所述重组分回流口所在的水平面之间设置有公共提馏区；所述隔壁与所述进料口所在的塔壁之间包括预精馏区和预提馏区，所述隔壁与所述次轻组分出口所在的塔壁之间包括按照由塔顶到塔底的方向依次排列的精馏分离区、全回流区和提馏分离区；其中，所述轻组分依次经由所述轻组分出口和所述轻组分回流口实现回流；所述重组分以及经由所述重组分出口和所述重组分回流口实现回流。进一步地，所述公共精馏区、公共提馏区、预精馏区、预提馏区、精馏分离区、全回流区、提馏分离区均包括若干塔板；其中，所述公共精馏区的理论塔板数为20～40；所述公共提馏区的理论塔板数为20～40；所述预精馏区的理论塔板数为30～50；所述预提馏区的理论塔板数为30～50；所述精馏分离区的理论塔板数为20～40；所述全回流区的理论塔板数为20～50；所述提馏分离区的理论塔板数为30～50。进一步地，所述隔壁精馏装置还包括设置在所述隔壁塔外部的冷凝器、回流罐和再沸器；其中，所述冷凝器与所述轻组分出口相连通，所述回流罐与所述冷凝器相连通和所述轻组分回流口相连通；所述再沸器与所述重组分出口和所述重组分回流口相连通。进一步地，所述公共精馏区与所述隔壁塔的塔顶之间具有间隙，所述公共精馏区与所述预精馏区及所述精馏分离区之间均具有间隙；所述公共提馏区与所述隔壁塔的塔底之间具有间隙，所述公共提馏区与所述预提馏区和所述提馏分离区之间均具有间隙；所述预精馏区和所述预提馏区之间具有间隙；所述精馏分离区和所述全回流区之间具有间隙，所述全回流区和所述提馏分离区之间具有间隙。进一步地，所述进料口与所述预精馏区和所述预提馏区之间的间隙相对；所述次轻组分出口与所述精馏分离区和所述全回流区之间的间隙相对；所述次重组分出口与所述全回流区和所述提馏分离区之间的间隙相对。进一步地，所述预精馏区和所述精馏分离区的顶端齐平；所述公共提馏区和所述提馏分离区的底端齐平。本专利技术还提供一种基于上述的隔壁精馏装置的精馏方法，该精馏方法用于分离提纯三氯氢硅；所述精馏方法包括步骤：S1、将混合原料由所述进料口通入所述隔壁塔的内部；其中，所述混合原料包括二氯二氢硅、三氯氢硅、四氯化硅以及重组分杂质；S2、将所述隔壁塔控制在1bar～10bar的压力以及40℃～200℃的温度下进行精馏分离；其中，所述二氯二氢硅依次经过预精馏区、公共精馏区，由所述轻组分出口排出，并由所述轻组分回流口进行回流；所述三氯氢硅依次经过预精馏区、公共精馏区、精馏分离区，由所述次轻组分出口排出；所述四氯化硅依次经过预提馏区、公共提馏区、提馏分离区，由所述次重组分出口排出；所述重组分杂质依次经过预提馏区、公共提馏区，由所述重组分出口排出。进一步地，在所述步骤S2中，液体分配比为0.1～0.6，气体分配比为0.1～0.7。进一步地，在所述步骤S2中，回流比为1～100。本专利技术提供的隔壁精馏装置，在隔壁塔内设置一隔板和设置在隔壁塔塔壁上的多个开口，将隔壁塔内部空间进行了划分。通过采用这种新的隔壁精馏装置，本专利技术可实现在一座精馏塔内完成二氯二氢硅、三氯氢硅、四氯化硅以及重组分杂质四种组分的分离，对于降低生产成本、减少生产能耗起到了明显作用。本专利技术提供的精馏方法通过基于上述的新的隔壁精馏装置，同时控制塔内生产参数，保证了隔壁塔塔内的气液相平衡及热量平衡，达到了降低生产能耗、分离三氯氢硅精馏工艺中的四组分的效果。附图说明通过结合附图进行的以下描述，本专利技术的实施例的上述和其它方面、特点和优点将变得更加清楚，附图中：图1为本专利技术的隔壁精馏装置的剖面结构示意图；图2为基于本专利技术的隔壁精馏装置的精馏工艺流程。具体实施方式以下，将参照附图来详细描述本专利技术的实施例。然而，可以以许多不同的形式来实施本专利技术，并且本专利技术不应该被解释为限制于这里阐述的具体实施例。相反，提供这些实施例是为了解释本专利技术的原理及其实际应用，从而使本领域的其他技术人员能够理解本专利技术的各种实施例和适合于特定预期应用的各种修改。基于现有技术中采用的多精馏塔顺序分离流程存在能耗高、投资大、流程长等缺陷、不能适应目前节能降耗的需求的问题，本专利技术提供了一种隔壁精馏装置及基于该隔壁精馏装置的精馏方法。具体参阅图1，本专利技术提供的一种隔壁精馏装置，该隔壁精馏装置用于分离轻组分、次轻组分、次重组分和重组分四种组分；隔壁精馏装置包括隔壁塔1，隔壁塔1的一侧塔壁开设有至少一个进料口1a，隔壁塔1的塔顶开设有轻组分出口1b，隔壁塔1的塔底开设有重组分出口1c，在进料口1a所在的水平面和轻组分出口1b所在水平面之间的塔壁上开设有至少一个轻组分回流口1d，在进料口1a所在的水平面和重组分出口1c所在水平面之间的塔壁上开设有至少一个重组分回流口1g，在轻组分回流口1d所在水平面与重组分回流口1g所在水平面之间、且与进料口1a相对的另一侧塔壁上按照由塔顶到塔底方向依次开设有次轻组分出口1e和次重组分出口1f。隔壁塔1的塔内于进料口1a和次轻组分出口1e、次重组分出口1f之间设置有隔壁11。隔壁11的顶端所在的水平面与轻组分回流口1d所在的水平面之间设置有公共精馏区12，隔壁11的底端所在的水平面与重组分回流口1g所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种隔壁精馏装置，其特征在于，所述隔壁精馏装置用于分离轻组分、次轻组分、次重组分和重组分四种组分；所述隔壁精馏装置包括隔壁塔(1)，所述隔壁塔(1)的一侧塔壁开设有至少一个进料口(1a)，所述隔壁塔(1)的塔顶开设有轻组分出口(1b)，所述隔壁塔(1)的塔底开设有重组分出口(1c)，在所述进料口(1a)所在的水平面和所述轻组分出口(1b)所在水平面之间的塔壁上开设有至少一个轻组分回流口(1d)，在所述进料口(1a)所在的水平面和所述重组分出口(1c)所在水平面之间的塔壁上开设有至少一个重组分回流口(1g)，在所述轻组分回流口(1d)所在水平面与所述重组分回流口(1g)所在水平面之间、且与所述进料口(1a)相对的另一侧塔壁上按照由塔顶到塔底方向依次开设有次轻组分出口(1e)和次重组分出口(1f)；所述隔壁塔(1)的塔内于所述进料口(1a)和所述次轻组分出口(1e)、次重组分出口(1f)之间设置有隔壁(11)；所述隔壁(11)的顶端所在的水平面与所述轻组分回流口(1d)所在的水平面之间设置有公共精馏区(12)，所述隔壁(11)的底端所在的水平面与所述重组分回流口(1g)所在的水平面之间设置有公共提馏区(13)；所述隔壁(11)与所述进料口(1a)所在的塔壁之间包括预精馏区(14)和预提馏区(15)，所述隔壁(11)与所述次轻组分出口(1e)所在的塔壁之间包括按照由塔顶到塔底的方向依次排列的精馏分离区(16)、全回流区(17)和提馏分离区(18)；其中，所述轻组分依次经由所述轻组分出口(1b)和所述轻组分回流口(1d)实现回流；所述重组分以及经由所述重组分出口(1c)和所述重组分回流口(1g)实现回流。...

【技术特征摘要】
1.一种隔壁精馏装置，其特征在于，所述隔壁精馏装置用于分离轻组分、次轻组分、次重组分和重组分四种组分；所述隔壁精馏装置包括隔壁塔(1)，所述隔壁塔(1)的一侧塔壁开设有至少一个进料口(1a)，所述隔壁塔(1)的塔顶开设有轻组分出口(1b)，所述隔壁塔(1)的塔底开设有重组分出口(1c)，在所述进料口(1a)所在的水平面和所述轻组分出口(1b)所在水平面之间的塔壁上开设有至少一个轻组分回流口(1d)，在所述进料口(1a)所在的水平面和所述重组分出口(1c)所在水平面之间的塔壁上开设有至少一个重组分回流口(1g)，在所述轻组分回流口(1d)所在水平面与所述重组分回流口(1g)所在水平面之间、且与所述进料口(1a)相对的另一侧塔壁上按照由塔顶到塔底方向依次开设有次轻组分出口(1e)和次重组分出口(1f)；所述隔壁塔(1)的塔内于所述进料口(1a)和所述次轻组分出口(1e)、次重组分出口(1f)之间设置有隔壁(11)；所述隔壁(11)的顶端所在的水平面与所述轻组分回流口(1d)所在的水平面之间设置有公共精馏区(12)，所述隔壁(11)的底端所在的水平面与所述重组分回流口(1g)所在的水平面之间设置有公共提馏区(13)；所述隔壁(11)与所述进料口(1a)所在的塔壁之间包括预精馏区(14)和预提馏区(15)，所述隔壁(11)与所述次轻组分出口(1e)所在的塔壁之间包括按照由塔顶到塔底的方向依次排列的精馏分离区(16)、全回流区(17)和提馏分离区(18)；其中，所述轻组分依次经由所述轻组分出口(1b)和所述轻组分回流口(1d)实现回流；所述重组分以及经由所述重组分出口(1c)和所述重组分回流口(1g)实现回流。2.根据权利要求1所述的隔壁精馏装置，其特征在于，所述公共精馏区(12)、公共提馏区(13)、预精馏区(14)、预提馏区(15)、精馏分离区(16)、全回流区(17)、提馏分离区(18)均包括若干塔板；其中，所述公共精馏区(12)的理论塔板数为20～40；所述公共提馏区(13)的理论塔板数为20～40；所述预精馏区(14)的理论塔板数为30～50；所述预提馏区(15)的理论塔板数为30～50；所述精馏分离区(16)的理论塔板数为20～40；所述全回流区(17)的理论塔板数为20～50；所述提馏分离区(18)的理论塔板数为30～50。3.根据权利要求1或2所述的隔壁精馏装置，其特征在于，所述隔壁精馏装置还包括设置在所述隔壁塔(1)外部的冷凝器(2)、回流罐(3)和再沸器(4)；其中，所述冷凝器(2)与所述轻组分出口...

【专利技术属性】
技术研发人员：何银凤，韩金豆，孟庆平，许正清，梁世民，朱怀工，
申请(专利权)人：青海黄河上游水电开发有限责任公司光伏产业技术分公司，黄河水电光伏产业技术有限公司，国家电投集团黄河上游水电开发有限责任公司，青海黄河上游水电开发有限责任公司，
类型：发明
国别省市：青海,63