一種亞硝尾氣回收提純笑氣綜合利用工藝的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于廢氣回收技術領域，具體涉及一種亞硝尾氣回收提純笑氣綜合利用工
-H-
O
【背景技術】
[0002]笑氣(N2O)是一種具有溫室效應的氣體，雖然在大氣中的含量很低，但其在大氣中的存留時間長，其單分子增溫潛勢是二氧化碳的310倍，是《京都議定書》規定的6種溫室氣體之一。同時，N2O可輸送到平流層，導致臭氧層損耗，引起臭氧空洞，使人類暴露在太陽紫外線的輻射下，對人體皮膚、眼睛、免疫系統造成損害。笑氣排放到環境中，對地表水、土壤都會有污染。目前很多化工廠排放的尾氣中都含有笑氣，如何處理這些尾氣，是目前亟待解決的問題。
[0003]同時，笑氣也有廣泛的應用領域:如用作牙科、外科和婦產科的麻醉劑；防腐劑；煙霧噴射劑；食品工業發泡劑；食品密封劑；二氧化硅的化學氣相沉積離子工藝；軍火工業推進劑；檢漏劑；制冷劑；助燃劑等。笑氣是現代光電子、微電子、大型集成電路、光纖制造領域重要的基礎原料，被成為IT產業的“糧食”。經驗證明，笑氣純度每提高一個數量級，其下游產品將有質的飛躍。
[0004]我國電子行業的不斷發展，對光電子、微電子技術提出了更高的要求，高性能、多功能、大容量、微型化和批量化已成為其發展的必然趨勢。因此，對電子氣體提出了更嚴格的要求，氣體純度要達到99.999 - 99.9999%。然而，國內電子行業生產所需的笑氣，均采用低純度笑氣替代，進口又需要高昂的費用。我國目前運行的電子生產廠家數量不斷增加，每家均需要大量的電子級笑氣，因此開展電子級高純氣體的研宄，可更好地改變依賴進口的被動局面，滿足我國IT產業對基礎材料需求，產生巨大的社會和經濟效益。
【發明內容】
[0005]本發明目的在于提供了一種亞硝尾氣回收提純笑氣綜合利用工藝，該工藝成本低，獲得的液體笑氣產品純度多99.999%。
[0006]為實現上述目的，本發明采用如下技術方案:
一種亞硝尾氣回收提純笑氣綜合利用工藝，其經脫水處理過的亞硝尾氣通過板翅換熱器順次進入第一精餾塔和第二精餾塔進行精餾分離提純，第一精餾塔的下塔底部獲得富NCV液體，第二精餾塔底部獲得純度多99.999%的液態笑氣產品。
[0007]具體的，控制第一精餾塔的下塔溫度:-60 - -80°C，壓力'2 - 7bar ;第一精餾塔的上塔溫度:-60度一-110°C，壓力:1 一 3bar ;第二精餾塔溫度:-70度一-85°C，壓力:1 一3bar0
[0008]進一步，經脫水處理過的亞硝尾氣通過板翅換熱器進入第一精餾塔的下塔進行精餾分離，產生的蒸汽進入位于第一精餾塔中部的冷凝蒸發器進行冷凝，經冷凝蒸發器冷凝為氣液兩相:其中，氣相進入第一精餾塔的上塔繼續精餾分離，液相則回流至第一精餾塔的下塔。
[0009]第一精餾塔上塔精餾分離產生的蒸汽進入第一冷凝器，經第一冷凝器冷凝為氣液兩相:其中，液相回流至第一精餾塔的上塔，氣相則依次經過冷器、板翅換熱器復熱后，作為富N2-CV混合氣排出。
[0010]第一精餾塔上塔精餾分離產生的液體送至第二精餾塔進行精餾分離，精餾分離產生的液體經過冷器過冷后排出，即為笑氣產品；精餾分離產生的蒸汽自第二精餾塔頂部進入第二冷凝器，經第二冷凝器冷凝為氣液兩相:其中，液相回流至第二精餾塔的頂部，氣相送至板翅換熱器復熱后，作為富CO2氣體排出。
[0011]混合冷劑經混合冷劑壓縮機壓縮后進入氣液分離器，氣液分離產生的氣相混合冷劑進入板翅換熱器換熱降溫后作為熱源送至位于第二精餾塔底部的再沸器進一步降溫，自再沸器出來后送至板翅換熱器進一步冷卻，冷卻后作為冷源進入第二冷凝器與來自第二精餾塔塔頂的蒸汽換熱、然后進入第一冷凝器與來自第一精餾塔上塔塔頂的蒸汽換熱；升溫后的混合冷劑返回板翅換熱器復熱至一定溫度并與經節流閥減壓降溫的、來自氣液分離產生的液相混合冷劑匯合后，復熱送至混合冷劑壓縮機入口，完成混合冷劑制冷循環。
[0012]混合冷劑可以由甲烷、乙烯、丙烷、異戊烷等組分按一定配比組成，此為本領域常規技術。本發明中，混合冷劑組成具體為:CH4: 55 - 75% ；C2H4:20 一 30% ；C 3H8:1 一 5% ；C5H12: 5 - 10%，
第一精餾塔下塔底部排出的富NCV液體餾分可返回前端工藝回收利用。
[0013]本發明中，經脫水處理過的亞硝尾氣經板翅換熱器直接進入第一、二精餾塔內，通過控制第一、二精餾塔內的溫度和壓力規避CO2固化點，利用沸點差實現各組分(富NO 2液體、富隊-02混合氣、富CO 2氣體及液體笑氣產品)的分離，同時將CO2去除。
[0014]和現有技術相比，本發明的有益效果:
本發明先將易凍結、不適合低溫分離的雜質H2O脫除，其余雜質組分利用沸點差、采用低溫精餾分離的方式一一分離，設置兩個精餾塔，其中第一精餾塔中部設有冷凝蒸發器，在第二精餾塔底部獲得高純度的液態笑氣產品。低溫精餾分離工藝屬于物理分離過程，具有運行穩定性好、安全性能高、工藝獨特、便于操作、能耗低等優點。產品質量達到國際領先水平，可替代進口產品。本發明工藝適用于化工產業中含笑氣尾氣的提純，采用該工藝能得到笑氣產品，減少環境污染，變廢為寶；同樣適用于低純度笑氣進一步提純至高純度笑氣(彡99.999%)，增加產品的附加值。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發明實施例1所述工藝的流程示意圖；圖中:I為混合冷劑壓縮機，2為氣液分離器，3為板翅換熱器，4為第一節流閥，5為第二節流閥，6為第三節流閥，7為冷第一精餾塔的下塔，8為冷凝蒸發器，9為第四節流閥，10為第一精餾塔的上塔，11為第一冷凝器，12為第五節流閥，13為第二精餾塔，14為第二冷凝器，15為再沸器，16為第六節流閥，17為過冷器。
【具體實施方式】
[0016]以下通過實施例對本發明做進一步的說明，但本發明的保護范圍不限于此。
[0017]實施例1
一種亞硝尾氣回收提純笑氣綜合利用工藝，具體為:經脫水處理過的亞硝尾氣(選用某化工廠尾氣，其組分為:N2:43.92% ；N20:48.07 % ；N02:0.07% ；N0:0.1% ；02:3.65% ；H20:
0.86% ;C02:3.32%，將上述尾氣按圖1所述流程處理)通過板翅換熱器3順次進入第一精餾塔和第二精餾塔13進行精餾分離提純，第一精餾塔下塔7的底部獲得富NO?液體，第二精餾塔13底部獲得純度多99.999%的液態笑氣產