關于R22精餾提純的工藝設計研究

仰建新　鄭超　劇偉良　嚴麟

摘 要：R22作為聚四氟乙烯合成原料，純度要求極高。在此以Aspen Plus為工具，設計提純R22的化工裝置，從而將其純度提升至滿足聚四氟乙烯合成要求。

關鍵詞： R22；精餾；提純

一、緒論

聚四氟乙烯（Poly tetra fluoroethylene，簡寫為PTFE），號稱“塑料王”，具有抗酸抗堿、抗各種有機溶劑的特點，幾乎不溶于所有的溶劑。同時，聚四氟乙烯具有耐高溫的特點，它的摩擦系數極低，所以可作潤滑作用之余，亦成為了易清潔水管內層的理想涂料。聚四氟乙烯在氟樹脂行業占比50%以上，其性能穩定，是一種耐高溫、耐老化、抗腐蝕的絕緣高分子材料，已經廣泛的應用在石油、化工、電子電器、醫療、機械等領域，近些年需求呈逐漸擴大趨勢。聚四氟乙烯的供給受原材料供給影響顯著，其中R22作為重要原料，其純度高低直接影響最終聚四氟乙烯的產量。

本公司生產R22原作為制冷劑直接出售，含量最高在9995%，然而一旦作為聚四氟乙烯合成原料，其含量相對偏低，無法產出預期的產品。對此，需要通過精餾等手段對R22進一步提純，使其含量達到99.98%，從而滿足聚四氟乙烯生產要求。

二、工藝設計

（一）設計基礎

（二）相平衡關系分析

各組分的常壓沸點數據如上所示，其中O2、R23、R32沸點皆低于R22，并且從氣液平衡關系上也表現為輕組分。R12沸點雖然高于R22，但是它和R12在1.0MPaG（操作條件）下會形成共沸物，對應氣液平衡關系如下：

由上圖可知，R22和R12形成了共沸物，在R22的高濃區（操作條件下）R12傾向于向塔頂富集，但此時相對揮發度很小，富集效應也極有限。

根據以上分析，對粗品進行精餾時O2、R23、R32將向塔頂富集，R22則向塔底富集，R12和R22的分離則不明顯，總體來講此時R21和R12基本不可分離，故產品達不到R12小于50ppm的要求。

（三）回收工藝流程

根據上述分析，建議采用工藝流程如下：

粗品連續進入精餾塔，精餾塔冷凝器尾部排出少量尾氣帶出輕組分（預留液相采出管線作為備用），塔底得到含輕組分較少的R22精制品。

（四）物料平衡

根據上述流程對系統進行模擬計算，得到物料平衡如下：

（五）換熱器熱量衡算

根據模擬計算結果，再沸器和冷凝器計算結果如下：

三、結論

通過Aspen Plus的模擬運算，我們發現根據上述參數，采取精餾的方式可以得到滿足聚四氟乙烯合成要求的R22。之后在實際生產中，根據我們設計的生產裝置提存出的R22，很好契合模擬運算結果。

參考文獻：

[1]“塑料王”聚四氟乙烯2018市場解析.