本发明属于化工分离纯化领域，具体涉及一种电子级丙烯和丙烷的膜分离纯化工艺。
背景技术：
1、电子特气是指用于半导体器件、显示面板、光伏电池及其它电子产品生产的特种高纯气体，是电子工业生产中必不可少的原材料。集成电路的制造涉及清洗、沉积(cvd)、光刻、刻蚀、离子注入、外延成膜等多个工艺，从单个芯片的制造到整个器件的封装，每个环节都需要电子特气的参与，因此电子特气又被称为芯片材料制造的“血液”。近年来，随着集成电路产业加速向国内转移，国内电子特气需求持续扩大。然而电子特气的提纯环节存在极高的技术壁垒，开发节能高效的电子特气纯化技术，促进电子特气国产化进程迫在眉睫。
2、电子级丙烯和丙烷是半导体技术发展到12英寸制程所需要的新型电子特气，其中电子级丙烯主要作为成膜气体，用于非晶硅碳生长，电子级丙烷主要用于外延cvd工艺。丙烯和丙烷作为石油化工的主要原材料，其纯度一般在99.5％，而工业级丙烯和丙烷中含有的杂质会严重影响半导体的成品率。电子级的丙烯和丙烷其纯度至少要超过99.99％，除了需要除去其中的h2o、co2、co、n2、o2外，还要尽可能降低其中c1-c4杂质的含量。由于丙烯和丙烷的沸点与相对挥发度极为接近，采用常规的加压精馏方式能耗极大，而采用吸附精馏和萃取精馏的方式会使分离流程复杂，且投资与能耗依然较高。因此，采用低能耗的分离工艺除去丙烯(丙烷)原料气中微量的丙烷(丙烯)杂质成为了电子级丙烯(丙烷)制备过程中难以突破的技术壁垒。
技术实现思路
1、本发明采用膜分离技术耦合精馏过程来制备电子级丙烯和丙烷产品，先通过精馏工艺脱除容易去除的低沸点杂质和不凝气，随后采用膜分离技术去除原料气中常规精馏难以分离的丙烷或丙烯杂质，大大降低了纯化工艺的设备投资与分离能耗，可制备出纯度为>99.99％的电子级丙烯和丙烷产品。
2、本发明的技术方案是：
3、一种电子级丙烯和丙烷的膜分离纯化工艺，包括如下步骤：
4、(1)将工业级丙烯或丙烷原料气通入吸附塔深度脱水；
5、(2)将脱水后的物料通入脱轻塔，在塔底采出脱除低沸点杂质的丙烯或丙烷半成品；
6、(3)随后将得到的半成品通入丙烯/丙烷分离膜组件内：a)当采用工业级丙烯作为原料气时，在渗透侧采出脱除丙烷及c4重组分杂质的电子级丙烯产品；b)当采用工业级丙烷作为原料气时，在渗余侧采出脱除丙烯杂质的丙烷，随后再经过脱重塔脱除c4-c5高沸点杂质，在塔顶得到电子级丙烷产品。
7、优选步骤(1)中的吸附塔操作温度为10～60℃，操作压力为0.1～10mpa；空速0.3-0.6m/s，进一步地，操作温度为10～35℃，操作压力为0.5～2mpa。
8、优选步骤(1)中的吸附塔采用的吸附剂包括分子筛，活性氧化铝和硅胶中的一种或几种。
9、优选所述吸附剂的再生温度为120～500℃，进一步地，再生温度为250～350℃。
10、优选步骤(2)所述的脱轻塔和步骤(3)中所述的脱重塔的理论塔板数为5-300块，回流比为1-50，压力为0.1-2mpa，温度为-70至30℃。进一步地，脱轻塔和脱重塔的理论塔板数为5-100块，压力为0.2-1mpa，温度为-70至-20℃。
11、优选步骤(2)中还包括在脱轻塔塔顶回收脱除的轻组分杂质。
12、优选步骤(3)中所述的丙烯/丙烷分离膜为沸石膜，金属有机骨架膜，共价有机骨架膜，聚合物膜和混合基质膜中的一种或几种；膜组件形式上为板框式膜组件，管式膜组件，卷式膜组件和真空纤维膜组件中的一种。进一步地，丙烯/丙烷分离膜为zif-8，zif-67或zn/co-zif膜；膜组件形式上为管式膜组件。
13、优选步骤(3)中所述的膜组件渗余侧回流比为0.5-5。
14、优选步骤(3)中的膜组件进料压力为0.1-10mpa，渗透侧为抽真空状态，分离温度为-50-50℃。
15、优选步骤(3)中膜组件的丙烯/丙烷选择性为50-1000，丙烯渗透率为0.5-20×10-8mol m-2s-1pa-1。该膜组件在高压和低温下长期运行具有稳定或更优异的丙烯/丙烷分离能力。
16、优选步骤(3)中a)还包括与丙烯/丙烷分离膜组件渗透侧连接的脱重塔，进一步脱除丙烷及c4重组分杂质，在塔顶得到电子级丙烯产品。在塔底回收丙烷及c4重组分杂质。
17、优选步骤(3)中b)还包括在塔底回收c4-c5高沸点杂质。
18、优选步骤(3)中丙烯/丙烷分离膜组件为串联膜组件。
19、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
20、(1)本发明利用丙烯/丙烷分离膜去除原料气中常规精馏难以分离的丙烷(丙烯)杂质，避免了多次循环精馏以及过高的塔板数和回流比，大幅度降低了分离过程的能耗。
21、(2)本发明采用的丙烯/丙烷分离膜在高压和低温操作下具有稳定或更优异的分离性能，低温精馏塔塔釜出料无需预处理即可直接与膜组件耦合。
22、(3)本发明采用的膜分离耦合精馏的方法分离效果优异，可得到纯度达到99.999％的电子级丙烯和丙烷。
23、(4)本发明设备投资小，占地面积小，操作安全可靠。
24、(5)本发明根据工业级原料的不同，即可以得到电子级丙烯产品又可以得到电子级丙烷产品。
1.一种电子级丙烯和丙烷的膜分离纯化工艺，其特征在于：包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的一种电子级丙烯和丙烷的膜分离纯化工艺，其特征在于：步骤(1)中吸附塔操作温度为10～60℃，操作压力为0.1～10mpa；空速0.3-0.6m/s。
3.如权利要求1所述的一种电子级丙烯和丙烷的膜分离纯化工艺，其特征在于：步骤(1)中吸附塔采用的吸附剂包括分子筛，活性氧化铝和硅胶中的一种或几种。
4.如权利要求1所述的一种电子级丙烯和丙烷的膜分离纯化工艺，其特征在于：步骤(2)所述的脱轻塔和步骤(3)中所述的脱重塔的理论塔板数为5-300块，回流比为1-50，压力为0.1-2mpa，温度为-70-30℃。
5.如权利要求1所述的一种电子级丙烯和丙烷的膜分离纯化工艺，其特征在于：步骤(3)中所述的丙烯/丙烷分离膜为沸石膜，金属有机骨架膜，共价有机骨架膜，聚合物膜和混合基质膜中的一种或几种；膜组件形式上为板框式膜组件，管式膜组件，卷式膜组件或真空纤维膜组件。
6.如权利要求1所述的一种电子级丙烯和丙烷的膜分离纯化工艺，其特征在于：步骤(3)中所述的膜组件渗余侧回流比为0.5-5。
7.如权利要求1所述的一种电子级丙烯和丙烷的膜分离纯化工艺，其特征在于：步骤(3)中的膜组件进料压力为0.1-10mpa，渗透侧为抽真空状态，分离温度为-50-50℃。
8.如权利要求1所述的一种电子级丙烯和丙烷的膜分离纯化工艺，其特征在于：步骤(3)中膜组件的丙烯/丙烷选择性为50-1000，丙烯渗透率为0.5-20×10-8mol m-2s-1pa-1。
9.如权利要求1所述的一种电子级丙烯和丙烷的膜分离纯化工艺，其特征在于：步骤(3)中a)还包括与丙烯/丙烷分离膜组件渗透侧连接的脱重塔，在塔顶得到电子级丙烯产品。
10.如权利要求1所述的一种电子级丙烯和丙烷的膜分离纯化工艺，其特征在于：步骤(3)中丙烯/丙烷分离膜组件为串联膜组件。
