关于R22精馏提纯的工艺设计研究

仰建新　郑超　剧伟良　严麟

摘 要：R22作为聚四氟乙烯合成原料，纯度要求极高。在此以Aspen Plus为工具，设计提纯R22的化工装置，从而将其纯度提升至满足聚四氟乙烯合成要求。

关键词： R22；精馏；提纯

一、绪论

聚四氟乙烯（Poly tetra fluoroethylene，简写为PTFE），号称“塑料王”，具有抗酸抗碱、抗各种有机溶剂的特点，几乎不溶于所有的溶剂。同时，聚四氟乙烯具有耐高温的特点，它的摩擦系数极低，所以可作润滑作用之余，亦成为了易清洁水管内层的理想涂料。聚四氟乙烯在氟树脂行业占比50%以上，其性能稳定，是一种耐高温、耐老化、抗腐蚀的绝缘高分子材料，已经广泛的应用在石油、化工、电子电器、医疗、机械等领域，近些年需求呈逐渐扩大趋势。聚四氟乙烯的供给受原材料供给影响显著，其中R22作为重要原料，其纯度高低直接影响最终聚四氟乙烯的产量。

本公司生产R22原作为制冷剂直接出售，含量最高在9995%，然而一旦作为聚四氟乙烯合成原料，其含量相对偏低，无法产出预期的产品。对此，需要通过精馏等手段对R22进一步提纯，使其含量达到99.98%，从而满足聚四氟乙烯生产要求。

二、工艺设计

（一）设计基础

（二）相平衡关系分析

各组分的常压沸点数据如上所示，其中O2、R23、R32沸点皆低于R22，并且从气液平衡关系上也表现为轻组分。R12沸点虽然高于R22，但是它和R12在1.0MPaG（操作条件）下会形成共沸物，对应气液平衡关系如下：

由上图可知，R22和R12形成了共沸物，在R22的高浓区（操作条件下）R12倾向于向塔顶富集，但此时相对挥发度很小，富集效应也极有限。

根据以上分析，对粗品进行精馏时O2、R23、R32将向塔顶富集，R22则向塔底富集，R12和R22的分离则不明显，总体来讲此时R21和R12基本不可分离，故产品达不到R12小于50ppm的要求。

（三）回收工艺流程

根据上述分析，建议采用工艺流程如下：

粗品連续进入精馏塔，精馏塔冷凝器尾部排出少量尾气带出轻组分（预留液相采出管线作为备用），塔底得到含轻组分较少的R22精制品。

（四）物料平衡

根据上述流程对系统进行模拟计算，得到物料平衡如下：

（五）换热器热量衡算

根据模拟计算结果，再沸器和冷凝器计算结果如下：

三、结论

通过Aspen Plus的模拟运算，我们发现根据上述参数，采取精馏的方式可以得到满足聚四氟乙烯合成要求的R22。之后在实际生产中，根据我们设计的生产装置提存出的R22，很好契合模拟运算结果。

参考文献：

[1]“塑料王”聚四氟乙烯2018市场解析.