用于形成规整填料的波纹丝网片、规整填料和精馏塔制造技术

公开了用于形成规整填料的波纹丝网片、规整填料和精馏塔，该波纹丝网片由螺旋缠绕型双股丝线编织而成，沿中央向周边方向所述双股丝线的编织密度升高。所述规整填料包括具有相同长度但不同宽度的多片所述波纹丝网片以这样的方式垂直放置，即其排列形成一个圆盘，圆盘的高度等于波纹丝网片的长度，圆盘剖面沿圆心向圆周方向，每片垂直的波纹丝网片在最外层圆环区域具有基本相同的密编织结构，中间圆环区域具有基本相同的疏编织结构，中央圆部分区域具有基本相同的密编织结构。具有基本相同的密编织结构。

【技术实现步骤摘要】
用于形成规整填料的波纹丝网片、规整填料和精馏塔


[0001]本专利技术涉及一种规整填料，采用该规整填料的精馏系统和精馏方法,采用本专利技术精馏系统可例如有效地分离三氟氯乙烯热裂解产物。更具体地说，将本专利技术精馏塔用于半连续精馏三氟氯乙烯热裂解产物可有利地提高精馏效率，缩短精馏时间，在降低产物成本的同时获得高纯度的分馏产物，取得良好的经济效益。

技术介绍

[0002]在众多含氟刻蚀气体中，六氟
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1,3
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丁二烯(C4F6，简称六氟丁二烯)的C/F比最佳，可以获得适中的刻蚀速率，而且对193nm光刻胶的保护更好，可以实现近乎垂直的刻蚀。同时，由于上述特性，六氟丁二烯在7nm以下工艺中也可保持高选择比和精确性。更重要的是，其GWP
100
值仅为290，大气寿命少于2天，用它取代在氧化膜蚀刻工艺中常用的C3F8和c
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C4F8蚀刻气，在排气中可分别降低全氟烷烃类(PFCs)体积分数80％和82％。因此，六氟丁二烯是目前发现的既可满足刻蚀技术的发展要求又可以最大程度地减少对环境影响的刻蚀气体，被认为是生产下一代半导体产品所必需的新一代刻蚀气体。
[0003]目前制备六氟丁二烯的路线较多，例如1,2
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二氟二氯乙烯法、三氟氯乙烯法和3,4
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二氯六氟
‑1‑
丁烯脱氯反应法等等。其中，3,4
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二氯六氟
‑1‑
丁烯脱氯反应法具有反应简单、控制方便、易于工业化的特点，具有非常大的应用价值。
[0004]3,4
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二氯六氟
‑1‑
丁烯主要通过三氟氯乙烯热裂解反应制得，裂解产物除3,4
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二氯六氟
‑1‑
丁烯外还包括1,2
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二氯六氟环丁烷。例如，由S.M.Ivanova,N.V.Zemlyanskaya等在1986年出版的Zhurnal Obshchey Khimii(第56册)中报道了在450℃～710℃及常压的条件下，三氟氯乙烯热裂解形成包含1,2
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二氯六氟环丁烷与3,4
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二氯六氟
‑1‑
丁烯的混合物。
[0005]1,2
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二氯六氟环丁烷本身可以用于医学麻醉及麻醉学相关研究，或当做有机合成的中间体，也可作为生产六氟环丁烯的原料，同样具有市场应用价值。随着二者的应用逐渐走向高端层面，市场对于1,2
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二氯六氟环丁烷与3,4
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二氯六氟
‑1‑
丁烯产品的纯度要求也越来越高。
[0006]张智勇的“三氟氯乙烯裂解反应过程研究”(《有机氟工业》，2016年第三期)报道了在420℃～450℃反应温度、30秒停留时间下，三氟氯乙烯热裂解产物中1,2
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二氯六氟环丁烷与3,4
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二氯六氟
‑1‑
丁烯的收率可达36％以上。
[0007]1,2
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二氯六氟环丁烷与3,4
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二氯六氟
‑1‑
丁烯由于沸点接近，粘度较低，难以高效地分离获得高纯度的化合物产品。例如，US2668182公开了在550℃下，三氟氯乙烯热裂解生成1,2
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二氯六氟环丁烷和3,4
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二氯六氟
‑1‑
丁烯，转化率为34％，收率为21％，并且提及由于两种化合物不易分馏，直接将混合物与氯气反应，得到1,2,3,4
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四氯六氟丁烷和1,2
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二氯六氟环丁烷，使用精馏分离1,2,3,4
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四氯六氟丁烷后，在溶剂中与锌粉反应生成六氟丁二烯。在该方法中，认为1,2
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二氯六氟环丁烷和3,4
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二氯六氟
‑1‑
丁烯较难分离，引入了额外的反应，增加了工艺的复杂性，总转化率及收率都较低，且氯气具有很高的毒性，难以实现工业化。
[0008]TW200540140A公开了一种使用间歇精馏塔分离三氟氯乙烯热裂解产物的方法。方法如下：使用直径为50mm、高度5000mm的不锈钢精馏管，填充高性能栅状填料，通过六个不同馏分的分离，可得到99.9％的1,2
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二氯六氟环丁烷与3,4
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二氯六氟
‑1‑
丁烯，其单批次处理能力为15公斤。该方法可分离得到目标产品，但是产品纯度仍不能满足目前半导体工业的要求。另外，该方法使用50mm间歇精馏塔分离，处理能力低，塔内填充的高性能栅状填料仅适合实验室研究、无法应用于工业化生产，不具备工业放大的能力。
[0009]目前工业上广泛使用带有规整填料的精馏塔。规整填料中金属丝网波纹填料被认为具有较高的分离效率。使用该填料不仅能获得高纯度的精馏产品，而且能大幅度地降低精馏塔的高度。
[0010]魏峰等的“金属丝网规整填料的传质性能”(《天津大学学报》，2007年8月)对金属丝网规整填料的性能进行了研究，其使用的填料比表面积为2500m2/m3。
[0011]但是，现有的金属丝网规整填料的分馏效率仍有提高的空间。现有提高分离效率的手段更多采用提高丝网波纹填料的比表面积这一技术手段。但随之而来的是精馏塔壁流现象对分离效率的影响也越来越大。壁流是指塔内液相在接触塔壁后，直接顺着塔壁向下流动的情况。壁流的大小直接决定了流向填料表面的液量，液量的减少将减薄液膜厚度，严重时导致填料润湿不均匀，从而大大降低填料原本的分离效果。目前，业内普遍采用在规整填料的外部增加丝网的防壁流圈来减少壁流现象。
[0012]例如，CN104275144A公布了一种常见的防壁流圈设计，每盘填料安装一圈具有外翻边结构的防壁流圈，填料的外侧通过防壁流圈与塔壁接触，当塔壁上的液体向下流动接触防壁流圈时，防壁流圈将会引导液体重新流回填料表面。但是因防壁流圈的结构特点，使用时填料的外径必定略小于精馏塔的内径。
[0013]由于防壁流圈简单的结构、显而易见的作用原理和实践证明的效果，在其第一次出现后，变得到业内的普遍认可。CN1125673C认为防壁流圈可以减少壁流现象，认为可以提高填料的分离效率。
[0014]本领域仍需要开发一种规整填料，与现有的规整填料相比，它具有改进的蒸馏效率。
[0015]还需要开发一种精馏塔，当含该精馏塔的精馏系统用于例如分离三氟氯乙烯热裂解产物时，可有利地提高精馏效率，缩短精馏时间，在降低产物成本的同时获得高纯度的分馏产物，取得良好的经济效益。

技术实现思路

[0016]本专利技术的一个专利技术目的是提供一种规整填料，与现有的规整填料相比，它具有改进的蒸馏效率。
[0017]本专利技术的另一个专利技术目的是提供一种精馏塔，它含有本专利技术规整填料并具有改进的分馏效率。
[0018]本专利技术的另一个专利技术目的是提供一种含本专利技术精馏塔的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于形成规整填料的波纹丝网片，它由螺旋缠绕型双股丝线编织而成，沿丝网片的中央向周边方向，所述螺旋缠绕型双股丝线的编织密度升高；所述螺旋缠绕型双股丝线编织时，相邻两股丝线的螺旋缠绕方向相同、相邻两股丝线的螺旋缠绕方向不同或相邻两股丝线的螺旋缠绕方向随机选择。2.如权利要求1所述的波纹丝网片，其特征在于所述螺旋缠绕型双股丝线包括主丝与辅丝，两者的材料相同或者不同，各自选自不锈钢、铜及铜合金、镍、蒙乃尔合金、含氟聚合物。3.如权利要求2所述的波纹丝网片，其特征在于所述辅丝呈直线、主丝在辅丝上螺旋缠绕，主丝的螺距是主丝丝径的1
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5倍，较好1.2
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4倍，更好1.4
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3.5倍，宜为1.5
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3.2倍，优选1.8
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3.0倍。4.如权利要求1或2所述的波纹丝网片，其特征在于由螺旋缠绕型双股丝线编织而成的波纹丝网片具有矩形结构，由一侧边缘至另一侧边缘，编织的密度发生密
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疏
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密的对称梯度变化或者对称渐变。5.如权利要求1或2所述的波纹丝网片，其特征在于由螺旋缠绕型双股丝线编织而成的波纹丝网片具有矩形结构，由一侧边缘至另一侧边缘，编织的密度发生密
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疏
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密的对称梯度变化，以目数计，高密度区的编织密度比低密度区的编织密度多10
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50目，较好多15
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45目，更好多20
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40目，宜多25
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35目，优选多28
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【专利技术属性】
技术研发人员：李瑜哲，张智勇，艾波，吴高胜，许保云，杜丽君，吴君毅，
申请(专利权)人：上海华谊三爱富新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：