一种液氮深冷冷凝纯化五氟化磷气体的系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种液氮深冷冷凝纯化五氟化磷气体的系统，涉及五氟化磷纯化技术领域。本实用新型专利技术的系统包括沿混合气体纯化方向依次连通的第一冷凝装置、冷凝回流器、第二冷凝装置、第三冷凝装置和第四冷凝装置，第二冷凝装置、第三冷凝装置和第四冷凝装置的冷凝液输出端分别与冷凝回流器的冷凝液输入端连通；第一冷凝装置设有进料端、冷却水输出端和冷却水输入端；第三冷凝装置的上部设有冷媒进口，下部设有冷媒出口；第四冷凝装置的上部设有出料端和液氮输入端，下部设有氮气输出端。本实用新型专利技术的系统能够对含有五氟化磷、氟化氢以及三氧化硫的混合气体进行高效分离纯化，去除气体中的氟化氢以及三氧化硫杂质，获得高纯度的五氟化磷。五氟化磷。五氟化磷。

【技术实现步骤摘要】
一种液氮深冷冷凝纯化五氟化磷气体的系统


[0001]本技术涉及五氟化磷纯化
，尤其涉及一种液氮深冷冷凝纯化五氟化磷气体的系统。

技术介绍

[0002]五氟化磷是一种重要的无机氟化物，在常温常压下为不燃、有毒、无色的气体，具有强氧化性，在工业上被广泛应用。近年来，随着新能源汽车电池与储能电池需求逐年上升，作为锂电池电解液原料的六氟磷酸锂的需求也日益旺盛，五氟化磷作为电解质六氟磷酸锂的重要原料，其需求量与品质要求也日益提高，因此研究五氟化磷的制备及纯化技术具有非常重要的意义。
[0003]五氟化磷的制备方法众多，目前工业上大部分采用五氧化二磷和三氧化硫等为原料的合成法，此合成法成本较低且工艺路线较安全。如公开号为CN114604833A的中国专利公开了一种五氟化磷的制备方法及其用途，公开了采用五氧化二磷加入到无水氟化氢中，再加入三氧化硫进行反应，得到含有五氟化磷气体的方法，以上合成方法制得的含有五氟化磷气体中除了含有五氟化磷气体外，还会含有大量的杂质，如氟化氢和三氧化硫杂质，导致制得的含有五氟化磷的气体中五氟化磷的纯度不高，若采上述纯度不高的含有五氟化磷的气体制备六氟磷酸锂，气体中的氟化氢和三氧化硫杂质将会在六氟磷酸锂制备过程中进入到产品中，导致制得的目标产品的性能大大降低。因此，研究五氟化磷的纯化装置具有非常重要的意义。
[0004]专利号为202221940952.8的中国专利公开了一种五氟化磷纯化装置，具体公开了以下内容：脱氟化氢塔的中段通过压缩机连接到含杂质的中间产物缓冲罐，脱氟化氢塔的底部通过管线连接到氟化氢冷却器的管程进口，管程出口通过管线连接到氟化氢中间罐；脱氟化氢塔的顶部通过管线连接到五氟化磷预热器的管程进口，管程出口通过管线连接五氟化磷精馏后储罐，五氟化磷精馏后储罐的出口通过管线连接到六氟磷酸锂合成釜。上述五氟化磷纯化装置主要是适用于对含有五氟化磷、氯化氢和氟化氢的混合气体进行分离提纯，来获得纯度较高的五氟化磷气体，而对含有氟化氢、三氧化硫和五氟化磷的混合气体进行分离提纯的纯化效果较差，难以去除混合气体中的三氧化硫杂质，因此，将上述五氟化磷纯化装置应用于对含有氟化氢、三氧化硫和五氟化磷的混合气体进行分离提纯时，最终产品中五氟化磷的质量占比较低，难以获得高纯度的五氟化磷。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于提出一种液氮深冷冷凝纯化五氟化磷气体的系统，能够对含有五氟化磷、氟化氢以及三氧化硫的混合气体进行高效分离纯化，去除气体中的氟化氢以及三氧化硫杂质，获得高纯度的五氟化磷，解决了现有五氟化磷纯化装置不适用于对含有五氟化磷、氟化氢以及三氧化硫的混合气体进行分离纯化的问题。
[0006]为达此目的，本技术采用以下技术方案：
[0007]一种液氮深冷冷凝纯化五氟化磷气体的系统，包括沿混合气体纯化方向依次连通的第一冷凝装置、冷凝回流器、第二冷凝装置、第三冷凝装置和第四冷凝装置，所述第二冷凝装置的冷凝液输出端、所述第三冷凝装置的冷凝液输出端和所述第四冷凝装置的冷凝液输出端分别与所述冷凝回流器的冷凝液输入端连通；
[0008]所述第一冷凝装置的上部设有进料端和冷却水输出端，所述进料端用于向所述第一冷凝装置进料待纯化的混合气体，所述第一冷凝装置的下部设有冷却水输入端，所述冷却水输入端用于向所述第一冷凝装置输入冷却水，所述冷却水输出端用于排出冷却水；所述第三冷凝装置的上部设有冷媒进口，所述第三冷凝装置的下部设有冷媒出口，所述冷媒进口用于向所述第三冷凝装置输入冷媒，所述冷媒出口用于排出冷媒；
[0009]所述第四冷凝装置的上部设有出料端和液氮输入端，所述出料端用于输出纯化后的气体，所述第四冷凝装置的下部设有氮气输出端，所述液氮输入端用于向所述第四冷凝装置输入液氮，所述氮气输出端用于排出氮气。
[0010]优选的，所述第一冷凝装置的气体输出端和所述冷凝回流器的气体输入端相连通，所述冷凝回流器的气体输出端和所述第二冷凝装置的气体输入端相连通，所述第二冷凝装置的气体输出端和所述第三冷凝装置的气体输入端相连通，所述第三冷凝装置的气体输出端和所述第四冷凝装置的气体输入端相连通；
[0011]所述第二冷凝装置的内部设有冷气管道，所述冷气管道的一端和所述第二冷凝装置的气体回料端相连通，所述冷气管道的另一端和所述第二冷凝装置的成品输出端相连通，所述第四冷凝装置的出料端与所述第二冷凝装置的气体回料端相连通。
[0012]优选的，所述液氮深冷冷凝纯化五氟化磷气体的系统还包括再沸装置，所述再沸装置的冷凝液输入端和所述冷凝回流器的冷凝液输出端相连通。
[0013]优选的，所述第三冷凝装置包括第一冷凝器、第二冷凝器和气动切换阀组，所述第一冷凝器和所述第二冷凝器并联；
[0014]所述第一冷凝器的气体输入端和所述第二冷凝器的气体输入端分别和所述第二冷凝装置的气体输出端相连接，所述第一冷凝器的气体输出端和所述第二冷凝器的气体输出端分别和所述第四冷凝装置的气体输入端相连接；
[0015]所述气动切换阀组用于切换所述第一冷凝器运行或所述第二冷凝器运行。
[0016]优选的，所述气动切换阀组包括第一切换阀、第二切换阀、第三切换阀和第四切换阀，所述第一切换阀和所述第二切换阀并联，所述第一切换阀和所述第三切换阀串联，所述第三切换阀和所述第四切换阀并联，所述第二切换阀和所述第四切换阀串联，且所述第一切换阀位于所述第二冷凝装置的气体输出端和所述第一冷凝器的气体输入端之间，所述第二切换阀位于所述第二冷凝装置的气体输出端和所述第二冷凝器的气体输入端之间，所述第三切换阀位于所述第一冷凝器的气体输出端和所述第四冷凝装置的气体输入端之间，所述第四切换阀位于所述第二冷凝器的气体输出端和所述第四冷凝装置的气体输入端之间。
[0017]优选的，所述冷媒进口设有两个分流，两个分流分别连接于所述第一冷凝器的冷媒输入端和所述第二冷凝器的冷媒输入端，所述冷媒进口和所述第一冷凝器的冷媒输入端之间设有第一切断阀，所述冷媒进口和所述第二冷凝器的冷媒输入端之间设有第二切断阀；
[0018]所述第一冷凝器的冷媒输出端和所述第二冷凝器的冷媒输出端分别和所述冷媒
出口相连通。
[0019]优选的，所述液氮输入端连接有液氮调节阀；
[0020]所述液氮深冷冷凝纯化五氟化磷气体的系统还包括氮气回用装置7，所述氮气输出端连通于所述氮气回用装置。
[0021]优选的，所述液氮深冷冷凝纯化五氟化磷气体的系统还包括输送泵，所述输送泵和所述再沸装置的分离液输出端相连接。
[0022]优选的，所述冷却水输入端连接有自动控制阀。
[0023]以上技术方案具有以下有益效果：本技术方案的液氮深冷冷凝纯化五氟化磷气体的系统适用于对采用现有方法或者其它工艺路线得到的含有五氟化磷、氟化氢以及三氧化硫的混合气体进行高效分离纯化，从而获得高纯度的五氟化磷，通过采用多个冷凝装置和冷凝回流器对混合气体进行分离纯化，能够有效去除混合气体中的氟化氢以及三氧化硫杂质，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液氮深冷冷凝纯化五氟化磷气体的系统，其特征在于，包括沿混合气体纯化方向依次连通的第一冷凝装置、冷凝回流器、第二冷凝装置、第三冷凝装置和第四冷凝装置，所述第二冷凝装置的冷凝液输出端、所述第三冷凝装置的冷凝液输出端和所述第四冷凝装置的冷凝液输出端分别与所述冷凝回流器的冷凝液输入端连通；所述第一冷凝装置的上部设有进料端和冷却水输出端，所述进料端用于向所述第一冷凝装置进料待纯化的混合气体，所述第一冷凝装置的下部设有冷却水输入端，所述冷却水输入端用于向所述第一冷凝装置输入冷却水，所述冷却水输出端用于排出冷却水；所述第三冷凝装置的上部设有冷媒进口，所述第三冷凝装置的下部设有冷媒出口，所述冷媒进口用于向所述第三冷凝装置输入冷媒，所述冷媒出口用于排出冷媒；所述第四冷凝装置的上部设有出料端和液氮输入端，所述出料端用于输出纯化后的气体，所述第四冷凝装置的下部设有氮气输出端，所述液氮输入端用于向所述第四冷凝装置输入液氮，所述氮气输出端用于排出氮气。2.根据权利要求1所述的液氮深冷冷凝纯化五氟化磷气体的系统，其特征在于，所述第一冷凝装置的气体输出端和所述冷凝回流器的气体输入端相连通，所述冷凝回流器的气体输出端和所述第二冷凝装置的气体输入端相连通，所述第二冷凝装置的气体输出端和所述第三冷凝装置的气体输入端相连通，所述第三冷凝装置的气体输出端和所述第四冷凝装置的气体输入端相连通；所述第二冷凝装置的内部设有冷气管道，所述冷气管道的一端和所述第二冷凝装置的气体回料端相连通，所述冷气管道的另一端和所述第二冷凝装置的成品输出端相连通，所述第四冷凝装置的出料端与所述第二冷凝装置的气体回料端相连通。3.根据权利要求2所述的液氮深冷冷凝纯化五氟化磷气体的系统，其特征在于，所述液氮深冷冷凝纯化五氟化磷气体的系统还包括再沸装置，所述再沸装置的冷凝液输入端和所述冷凝回流器的冷凝液输出端相连通。4.根据权利要求2所述的液氮深冷冷凝纯化五氟化磷气体的系统，其特征在于，所述第三冷凝装置包括第一冷凝器、第二冷凝器和气动切换阀组，所述第一冷凝器和所述第二冷凝器并...

【专利技术属性】
技术研发人员：常亚飞，付继兰，
申请(专利权)人：广州华青节能环保科技有限公司，
类型：新型
国别省市：