一种超高纯度氧化亚氮的回收装置及其回收方法制造方法及图纸

本申请提供一种超高纯度氧化亚氮的回收装置及其回收方法，属于氧化亚氮提纯技术领域。一种超高纯度氧化亚氮的回收装置包括：一级塔体，其内部连通有能输送原料气体的第一输气管；一级冷凝器，其能接收并部分液化所述一级塔体内顶端提纯气体形成一级冷凝液，然后将一级冷凝液输送至所述一级塔体内，并将未液化的提纯气体排出；一级再沸器，其能接收并部分气化所述一级塔体内一级冷凝液形成一级回流蒸气；一级塔板，其开设有多个第一气孔；二级精馏塔，其能接收所述一级冷凝器排出未液化的提纯气体，并将未液化的提纯气体继续提纯。本申请具有进一步减少了原料气体中的杂质气体，将原料气体提纯为超高纯度的氧化亚氮气体的效果。果。果。

【技术实现步骤摘要】
一种超高纯度氧化亚氮的回收装置及其回收方法


[0001]本专利技术涉及氧化亚氮提纯
，具体涉及一种超高纯度氧化亚氮的回收装置及其回收方法。

技术介绍

[0002]氧化亚氮是一种由氮和氧元素组成的化合物，化学式为N2O。氧化亚氮是一种无色、无味的气体，常温下为稳定的存在形式。高纯度氧化亚氮在医学上被广泛应用于麻醉手术和牙科治疗中，可以产生快速、短暂的麻醉效果。在工业上，高纯度氧化亚氮可以用作发动机的增压剂，提高发动机的功率和效率。由此，氧化亚氮在使用过程中对其浓度有较高要求，因此在制备氧化亚氮的过程中常常需要对氧化亚氮进行提纯。
[0003]目前氧化亚氮的提纯方法主要是冷凝提纯法，如公告号为CN208611830U的一项中国技术专利，该专利名称为一种氧化亚氮冷凝提纯法主要使用精馏塔收集含有氧化亚氮与其他杂质气体的原料气体，杂质气体包含NO、NO2、O2、NH3和C2H2等等。原料气体输送至精馏塔内与精馏塔内气体混合形成提纯气体，提纯气体进入冷凝器，冷凝器对提纯气体进行降温从而部分液化提纯气体形成冷凝液，冷凝液回流至精馏塔并下降进入再沸器，再沸器使用蒸气加热冷凝液使冷凝液气化形成回流蒸气进入精馏塔，回流蒸气融入提纯气体并上升，精馏塔内上升的提纯气体与下降的冷凝液接触，使冷凝液部分气化以及使提纯气体部分液化，气化冷凝液与未液化提纯气体上升，冷凝液与液化提纯气体下降，使精馏塔内提纯气体的氧化亚氮浓度随精馏塔高度升高而增高，液化器与精馏塔内中部连通，液化器抽出精馏塔内中部提纯气体并液化气体中的氧化亚氮，液态的氧化亚氮为最终产品。
[0004]专利技术人发现，公告号为CN208611830U的一种氧化亚氮的精馏装置使用蒸汽作为再沸器的热源，液化器抽出位于精馏塔中部提纯气体进入液化器液化，但精馏塔内提纯气体氧化亚氮浓度随精馏塔高度升高而增高，因此从精馏塔中部输出提纯气体中的氧化亚氮未达到较高纯度，此外，液化器液化从精馏塔中部抽出的提纯气体会使沸点高于氧化亚氮的杂质气体随氧化亚氮一起液化，使液态氧化亚氮中仍含有较多液态的杂质气体，从而使最终产品中的氧化亚氮未达到超高纯度。

技术实现思路

有鉴于此，本专利技术提供一种超高纯度氧化亚氮的回收装置及其回收方法，使用二级精馏塔收集一级冷凝器输出的提纯气体，再进行进一步提纯，从而进一步减少了原料气体中的杂质气体，将原料气体提纯为超高纯度的氧化亚氮气体。
[0005]为解决上述技术问题，第一方面，本专利技术提供一种超高纯度氧化亚氮的回收装置，包括一级塔体，竖立在水平面上，所述一级塔体内部连通有能输送原料气体的第一输气管；一级冷凝器，设置在所述一级塔体外上端，所述一级冷凝器内部与所述一级塔体内部连通，能接收并部分液化所述一级塔体内顶端提纯气体形成一级冷凝液，然后将一级冷凝液输送至所述一级塔体内进行下降，并将未液化的提纯气体排出；一级再沸器，设置在所述一级塔
体下端，所述一级再沸器内部与所述一级塔体内部连通，能接收并部分气化所述一级塔体内一级冷凝液形成一级回流蒸气，然后将一级回流蒸气输送至所述一级塔体内融入提纯气体进行上升，并将未气化的一级冷凝液作为废液排出；一级塔板，固定安装在所述一级塔体内部，能使被输送至所述一级塔体内的提纯气体与一级冷凝液接触，所述一级塔板开设有多个供一级回流蒸气通过的第一气孔；二级精馏塔，设置在所述一级塔体内部，能接收所述一级冷凝器排出未液化的提纯气体，并将未液化的提纯气体继续提纯。
[0006]通过采用上述技术方案，将原料气体经第一输气管通入一级塔体内融入提纯气体，提纯气体能够流入一级冷凝器，一级冷凝器冷却部分液化原料气体，将沸点高于氧化亚氮的杂质气体液化形成一级冷凝液，一级冷凝液含有较低纯度的氧化亚氮。一级冷凝液回流进入一级精馏塔，冷凝液由自身重力流向一级塔体下端，未液化的提纯气体含有较高纯度的氧化亚氮，并输送至二级精馏塔继续提纯。一级塔体下端的一级冷凝液流入一级再沸器，一级再沸器加热部分气化一级冷凝液，将一级冷凝液内留存的少量氧化亚氮气化形成一级回流蒸气，一级回流蒸气输送至一级塔体内部上升，剩余未被气化的一级冷凝液仅含有微量的氧化亚氮，由此剩余未被气化的一级冷凝作为废液输出。一级塔体内的一级回流蒸气穿过第一气孔与下降的一级冷凝液在一级塔板处接触，温度较高的一级回流蒸气与温度较低的一级冷凝液进行热传递，一级塔板增加一级冷凝液与一级回流蒸气接触面积从而使热传递过程更为充分。一级回流蒸气中含有的杂质气体部分液化，液化的一级回流蒸气下降，剩余的一级回流蒸气含有较高纯度的氧化亚氮继续上升，一级冷凝液中的氧化亚氮部分气化，气化的一级冷凝液含有较高纯度的氧化亚氮上升，剩余的一级冷凝液中氧化亚氮减少且剩余的一级冷凝液下降，最终使一级塔体内原料气体氧化亚氮浓度随塔体高度升高而增高。
[0007]使用二级精馏塔接收一级冷凝器输出的提纯气体，能够对提纯气体继续进行提纯，从而提高最终产品中氧化亚氮的纯度。由于一级塔体与二级精馏塔内皆有液态原料气体，所以一级塔体与二级精馏塔内温度较低且低于室温，因此二级精馏塔内与一级塔体内的温差小于二级精馏塔内与外界室温的温差，由此将二级精馏塔设置在一级塔体内部，会减小二级精馏塔因热传递导至外界的热量，使一级塔体对二级精馏塔具有保温作用，从而减少了二级精馏塔所消耗的能源，具有节能环保的效果。
[0008]可选的，支撑架，固定安装在所述一级塔体内侧壁上端；二级塔体，固定安装在所述支撑架上，所述二级塔体内为精馏气体，所述二级塔体能接收所述一级冷凝器排出的未液化的提纯气体，并将提纯气体混入精馏气体；二级冷凝器，设置在所述二级塔体外上端，能接收并部分液化所述二级塔体内精馏气体形成二级冷凝液，然后将二级冷凝液输送至所述二级塔体内，并将未液化的精馏气体作为废气排出；第二输气管，设置在所述二级塔体上方，所述第二输气管分别与所述二级塔体内部与所述二级冷凝器内部连通，能将所述二级塔体内的精馏气体输送至所述二级冷凝器内；第一输液管，设置在所述二级冷凝器下方，所述第一输液管分别与所述二级塔体内部与所述二级冷凝器内部连通，能将所述二级精馏塔内的二级冷凝液输送至所述二级塔体内；第三输气管，其穿过所述一级塔体侧壁与所述二级冷凝器内部连通，能将所述所述二级冷凝器内的废气输送至所述一级塔体外；二级再沸器，设置在所述二级塔体外下端，所述二级再沸器内部与所述一级塔体内部连通，能接收并部分气化所述一级塔体内二级冷凝液形成二级回流蒸气，然后将二级回流蒸气输送至所述
一级塔体内，并将未气化的二级冷凝液作为产品氧化亚氮排出；第二输液管，设置在所述二级再沸器下方，所述第二输液管分别与所述二级塔体与所述二级再沸器内部连通，能够将所述二级塔体内的二级冷凝液输送至所述二级再沸器内；第四输气管，设置在所述二级再沸器的上方，所述第四输气管分别与所述二级塔体内和所述二级再沸器内连通，能将所述二级再沸器内的二级回流蒸气输送至所述二级塔体内融入精馏气体；第三输液管，其穿过所述一级塔体侧壁与所述二级再沸器内部连通，能将所述二级再沸器内的产品氧化亚氮输出；二级塔板，固定安装在所述二级塔本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超高纯度氧化亚氮的回收装置，其特征在于，包括：一级塔体(1)，竖立在水平面上，所述一级塔体(1)内部连通有能输送原料气体的第一输气管(11)；一级冷凝器(2)，设置在所述一级塔体(1)外部上端，所述一级冷凝器(2)内部与所述一级塔体(1)内部连通，能接收并部分液化所述一级塔体(1)内顶端提纯气体形成一级冷凝液，然后将一级冷凝液输送至所述一级塔体(1)内进行下降，并将未液化的提纯气体排出；一级再沸器(3)，设置在所述一级塔体(1)外部下端，所述一级再沸器(3)内部与所述一级塔体(1)内部连通，能接收并部分气化所述一级塔体(1)内一级冷凝液形成一级回流蒸气，然后将一级回流蒸气输送至所述一级塔体(1)内融入提纯气体进行上升，并将未气化的一级冷凝液作为废液排出；一级塔板(12)，固定安装在所述一级塔体(1)内部，能使被输送至所述一级塔体(1)内的提纯气体与一级冷凝液接触，所述一级塔板(12)开设有多个供一级回流蒸气通过的第一气孔(121)；二级精馏塔(4)，设置在所述一级塔体(1)内部，能接收所述一级冷凝器(2)排出未液化的提纯气体，并将未液化的提纯气体继续提纯。2.如权利要求1所述的一种超高纯度氧化亚氮的回收装置，其特征在于，所述二级精馏塔(4)包括：支撑架(41)，固定安装在所述一级塔体(1)内侧壁上端；二级塔体(42)，固定安装在所述支撑架(41)上，所述二级塔体(42)内为精馏气体，所述二级塔体(42)能接收所述一级冷凝器(2)排出的未液化的提纯气体，并将未液化的提纯气体混入精馏气体；二级冷凝器(43)，设置在所述二级塔体(42)外上端，能接收并部分液化所述二级塔体(42)内精馏气体形成二级冷凝液，然后将二级冷凝液输送至所述二级塔体(42)内，并将未液化的精馏气体作为废气排出；第二输气管(44)，设置在所述二级塔体(42)上方，所述第二输气管(44)分别与所述二级塔体(42)内部与所述二级冷凝器(43)内部连通，能将所述二级塔体(42)内的精馏气体输送至所述二级冷凝器(43)内；第一输液管(45)，设置在所述二级冷凝器(43)下方，所述第一输液管(45)分别与所述二级塔体(42)内部与所述二级冷凝器(43)内部连通，能将所述二级精馏塔(4)内的二级冷凝液输送至所述二级塔体(42)内；第三输气管(46)，其穿过所述一级塔体(1)侧壁与所述二级冷凝器(43)内部连通，能将所述所述二级冷凝器(43)内未液化的精馏气体作为废气输送至所述一级塔体(1)外；二级再沸器(47)，设置在所述二级塔体(42)外下端，所述二级再沸器(47)内部与所述一级塔体(1)内部连通，能接收并部分气化所述一级塔体(1)内二级冷凝液形成二级回流蒸气，然后将二级回流蒸气输送至所述一级塔体(1)内，并将未气化的二级冷凝液作为产品氧化亚氮排出；第二输液管(48)，设置在所述二级再沸器(47)下方，所述第二输液管(48)分别与所述二级塔体(42)与所述二级再沸器(47)内部连通，能够将所述二级塔体(42)内的二级冷凝液输送至所述二级再沸器(47)内；
第四输气管(49)，设置在所述二级再沸器(47)的上方，所述第四输气管(49)分别与所述二级塔体(42)内和所述二级再沸器(47)内连通，能将所述二级再沸器(47)内的二级回流蒸气输送至所述二级塔体(42)内融入精馏气体；第三输液管(471)，其穿过所述一级塔体(1)侧壁与所述二级再沸器(47)内部连通，能将所述二级再沸器(47)内的产品氧化亚氮输出；二级塔板(421)，固定安装在所述二级塔体(42)内部，能使被输送至所述二级塔体(42)内的精馏气体与二级冷凝液接触进行提纯，所述二级塔板(421)开设有多个供二级回流蒸气通过的第二气孔(422)。3.如权利要求2所述的一种超高纯度氧化亚氮的回收装置，其特征在于，还包括：第五输气管(13)，设置在所述一级塔体(1)上方，所述第五输气管(13)分别与所述一级塔体(1)内部和所述一级冷凝器(2)内部连通，能将所述一级塔体(1)内提纯气体输送至所述冷凝器内部；第四输液管(14)，设置在所述一级冷凝器(2)下方，所述第四输液管(14)分别与所述一级冷凝器(2)内和所述一级塔体(1)内连通，能将所述一级冷凝器(2)内部一级冷凝液输送至所述一级塔体(1)内；第六输气管(15)，设置在所述一级冷凝器(2)下方，所述第六输气管(15)分别连通所述一级冷凝器(2)内部与所述二级塔体(42)内部，能将所述一级冷凝器(2)内未液化的一级提纯气体输送至所述二级塔体(42)内；第五输液管(16)，设置在所述一级再沸器(3)下方，所述第五输液管(16)分别与所述一级塔体(1)内和所述一级再沸器(3)内连通，能将所述一级塔体(1)内底部的一级冷凝液输送至所述再沸器内部；第六输液管(17)，设置在所述一级再沸器(3)下方且与所述一级再沸器(3)内部连通，能输出所述再沸器中的废液；第七输气管(18)，设置在所述一级再沸器(3)上方，所述第七输气管(18)分别与所述再沸器内和所述一级塔体(1)内连通，能将所述一级再沸器(3)内的一级回流蒸气输送至所述一级塔体(1)内部。4.如权利要求2所述的一种超高纯度氧化亚氮的回收装置，其特征在于：所述一级塔板(12)和所述二级塔板(421)为螺旋状，所述一级塔板(12)底壁固定安装有多个能将所述一级回流蒸气导入所述第一气孔(121)的第一导气板(122)...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟少勇，赵伟庆，裴胜凯，刘茂森，王富强，
申请(专利权)人：平顶山中科瑞景气体有限公司，
类型：发明
国别省市：