有机硅副产高沸物预处理设备及方法与流程

allin2025-05-26  73


本发明涉及一种有机氯硅烷生产领域,具体而言,涉及一种有机硅副产高沸物预处理设备及方法。


背景技术:

1、随着有机硅工业的迅速发展,甲基氯硅烷单体的产量越来越大,导致高沸物的量增加。对高沸物进行进一步预处理和加工的目的是减少三废的产生量,而且可以有效利用高沸物中的有用组分。有机氯硅烷的预处理方法主要有两种,一种是针对氯硅烷残液的预处理方法,另一种是针对有机氯硅烷废弃物的预处理方法。

2、针对氯硅烷残液的预处理方法,首先使用氮气通过固液分离得到液态料和固体颗粒,然后通过氮气将固体颗粒表面残留的氯硅烷挥发随氮气进入尾气,得到氯硅烷残渣。待尾气排空无明显酸雾后,关闭阀门,使用液氨供给单元向氯硅烷残液设备中供给氨气,使氯硅烷残渣与氨气反应,生成含有硅亚胺、氯化铵和金属络合物的固态反应物。该方法不需要将氯硅烷残液中的氯硅烷彻底置换,从而大大缩短了氮气置换时间,并且反应后生成的物质遇水或酸碱反应温和,无酸雾产生,便于后续处理。

3、氯硅烷残液的预处理方法存在一些缺陷,主要包括以下几个方面:

4、置换时间长:在检修氯硅烷残液设备前,通常需要先用氮气进行置换,这一过程耗时较长。特别是当设备较大时,需要打开设备人孔进行检修,而检修前的氮气置换过程会导致固态残渣中的氯硅烷与氮气接触不良,难以彻底置换,从而延长了置换时间。

5、检修作业烟雾大:在置换过程中,如果残渣结块较厚,内部的氯硅烷可能无法与氮气接触而被带出,导致在检修过程中,表面残渣被除去后,内部残渣接触空气反应产生大量烟雾,这不仅影响检修作业的连续性,还可能对检修人员的健康造成威胁。

6、存在安全隐患:由于部分设备存在死角,置换效果较差,长时间置换后可能仍无法满足检修要求。检修人员不得不身穿专用防护服和呼吸器进行检修,这不仅降低了检修效率,增加了检修费用,还可能耽误正常生产,存在一定的安全隐患。

7、残渣处理烟雾大:在残渣处置过程中,如果使用水解或碱液中和,反应较为剧烈,容易产生酸雾,这不仅影响厂区环境,还可能对设备和人员安全造成威胁。

8、设备和管道难以彻底置换:对于较小的氯硅烷残液设备和残液管道,在氮气置换时很难彻底置换干净,检修过程中残渣接触空气易产生酸雾,这严重影响了工作环境和检修效率。

9、针对有机氯硅烷废弃物的预处理方法,涉及将碱性的废有机溶剂和粘流态的有机氯硅烷废弃物混合,进行水解反应,得到有机氯硅烷预处理液。预处理液包括有机溶剂、硅氧烷化合物和氯盐,其热值维持在一定范围内,ph值控制在6~7,水分含量为10~40wt.%。如果废有机溶剂不呈碱性,可以通过与纯碱混合得到碱性废有机溶剂,纯碱的用量占有机氯硅烷废弃物质量的0.2~0.4%。水解反应在搅拌条件下进行,搅拌速率为100~150rpm,碱性废有机溶剂和有机氯硅烷废弃物的流量比为3~5:1。

10、针对有机氯硅烷废弃物的预处理方法利用废有机溶剂降低了水解反应产生酸性气体的影响,同时维持了预处理液的热值,无需额外添加能源物质,适用于后续的高温气化熔融处理。但仍存在一些缺陷和不足之处:

11、处理难度大:有机氯硅烷废弃物化学性质活泼,与含活泼氢的化合物进行激烈反应时会放出氯化氢气体,对环境造成污染,使得处理过程具有较大难度。

12、现有处理方法的局限性:目前普遍采用的焚烧法在处理有机氯硅烷废弃物时,需要先进行水解处理,这个过程会释放出大量的氯化氢气体,并且因大量水分的加入,增加了物料的处理量。焚烧过程中还会产生二噁英等有毒有害物质,以及对设备有腐蚀作用的酸性气体。

13、资源化和无害化处理未完全实现:尽管气化协同处置危废技术是一种较为先进的危废处理技术,但由于有机氯硅烷废弃物易挥发、易水解,且与水反应剧烈,直接气化处理会影响气化反应的稳定性,并且生成的酸性气体会对管道造成腐蚀。

14、高能耗和成本:在水解和焚烧过程中,由于需要额外的能源消耗来处理大量的水分和有机氯,导致处理成本上升。

15、技术实现的复杂性:某些预处理方法可能需要特定的条件和设备,例如等离子裂解反应器的使用,这可能增加了技术实现的复杂性和成本。

16、环境风险:在处理过程中,如果管理不当,可能会产生燃烧、爆炸或强腐蚀的风险,需要严格的安全措施来控制这些风险。


技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是提供一种能够有效利用高沸物中有用组分的有机硅副产高沸物预处理设备及方法。

2、为解决以上技术问题,根据本发明的一个方面,提供一种有机硅副产高沸物预处理设备,包括:

3、——精密过滤器,用于有机硅粗品高沸物中的催化剂进行回收利用;

4、——粗品缓冲罐,所述粗品缓冲罐的进料端连接精密过滤器,有机硅粗品高沸物在粗品缓冲罐中停留30~60分钟;

5、——余热回收换热器,所述粗品缓冲罐的出料端连接余热回收换热器的冷侧进口端;

6、——板式蒸馏塔,板式蒸馏塔中部的进料端通过进料管连接余热回收换热器的冷侧出口端;板式蒸馏塔顶部设置可裂解气相出口端,板式蒸馏塔底部设置重组份出口端,重组分出口端连接至余热回收换热器的热侧进口端,余热回收换热器的热侧出口端通过重组分出料管连接至焚烧装置;板式蒸馏塔底部通过循环管连接有再沸器;

7、——可加氢高沸物接收罐,板式蒸馏塔的可裂解气相出口端通过经冷凝器后连接至可加氢高沸物接收罐。

8、进一步地,所述板式蒸馏塔的可裂解气相出口端通过气相管道依次连接一级冷凝器和二级冷凝器,二级冷凝器通过液封管连接至可加氢高沸物接收罐,液封管前端插入可加氢高沸物接收罐。

9、进一步地,可加氢高沸物接收罐通过回流管连接至板式蒸馏塔顶部的进料端,回流管上设置有出料泵。

10、进一步地,所述粗品缓冲罐连接氮气管。

11、进一步地,所述可加氢高沸物接收罐顶部通过不凝气管连接真空系统,真空系统通过尾气管连接焚烧装置。

12、进一步地,所述精密过滤器前后端之间连接有压差计;

13、粗品缓冲罐的进料管上设置有流量计和粗品进料控制阀,粗品缓冲罐上设置液位传感仪,所述流量计分别与粗品进料控制阀和液位传感仪相连接;

14、板式蒸馏塔的进料管上设置有相连接的流量计和进料调节阀;板式蒸馏塔上设置有液位传感仪,该液位传感仪与设置于重组分出料管上的重组分出料控制阀相连接;

15、板式蒸馏器底部设置有温度传感仪,温度传感仪联锁再沸器上的蒸汽流量计fic。

16、板式蒸馏塔塔顶的气相管道上设置压力指示控制器,真空系统的旁路调节阀与该压力指示控制器相连接。

17、进一步地,回流管上设置有相连接的流量计和回流调节阀。

18、进一步地,可加氢高沸物接收罐上设置有液位传感仪,可加氢高沸物接收罐出料端连接可加氢高沸物出料管,可加氢高沸物出料管上设置有与液位传感仪相连接的可加氢高沸物出料控制阀。

19、根据本发明的另一方面,提供一种有机硅副产高沸物预处理方法,采用以上所述的设备,包括以下步骤:

20、步骤一,将有机硅粗品高沸物输送到精密过滤器进行过滤纯化,将有机硅粗品高沸物中的催化剂进行回收利用;

21、步骤二,将步骤一种过滤纯化后的有机硅粗品高沸物输入粗品缓冲罐中,在粗品缓冲罐的停留时间为30~60分钟;

22、步骤三,将经过预热后温度控制在80~150℃的有机硅粗品高沸物输入板式蒸馏塔中,在板式蒸馏塔中被分离为可裂解高沸物和不可裂解重组分;可裂解物高沸物经过两级冷凝器冷凝后输入可加氢高沸物接收罐中;不可裂解重组分经过再沸器循环加热,加热温度控制在200~250℃;从塔底采出的重组分进入余热回收换热器换热,经过余热回收的重组分温度控制在30~60℃,然后输送到焚烧装置。

23、进一步地,由真空系统维持板式蒸馏塔在负压条件下进行工作。

24、本发明采用简单高效的工艺装置,利用有机硅高沸物不同组分之间的沸点差异,采用精密过滤系统和板式蒸馏塔,对高沸物粗品进行纯化、精馏、分离,从而获得可加氢高沸物,进行进一步深加工。而分离得到的重组分,可以在热能综合利用后,输送到焚烧装置进行进一步处理。

25、此外,本发明连续性强,处理量大,设备投资小,运行能耗小,自动控制程度高。压力、温度、液位远传显示控制仪表和自动控制阀的联锁作用,可以实现系统的自动化操作控制,压差控制仪表的运用可以提示现场操作人员卸渣,整个运行调控过程,不需要人工操作,依靠自动化系统便可顺利完成。提高了自动化操作控制水平,降低了操作工人劳动强度,提高了劳动效率,使装置操作方便,维护简单,可控性较强。


技术特征:

1.一种有机硅副产高沸物预处理设备,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的有机硅副产高沸物预处理设备,其特征在于:所述板式蒸馏塔的可裂解气相出口端通过气相管道依次连接一级冷凝器和二级冷凝器,二级冷凝器通过液封管连接至可加氢高沸物接收罐,液封管前端插入可加氢高沸物接收罐。

3.根据权利要求1或2所述的有机硅副产高沸物预处理设备,其特征在于:可加氢高沸物接收罐通过回流管连接至板式蒸馏塔顶部的进料端,回流管上设置有出料泵。

4.根据权利要求3所述的有机硅副产高沸物预处理设备,其特征在于:所述粗品缓冲罐连接氮气管。

5.根据权利要求1或4所述的有机硅副产高沸物预处理设备,其特征在于:所述可加氢高沸物接收罐顶部通过不凝气管连接真空系统,真空系统通过尾气管连接焚烧装置。

6.根据权利要求5所述的有机硅副产高沸物预处理设备,其特征在于:所述精密过滤器前后端之间连接有压差计;

7.根据权利要求6所述的有机硅副产高沸物预处理设备,其特征在于:回流管上设置有相连接的流量计和回流调节阀。

8.根据权利要求1或7所述的有机硅副产高沸物预处理设备,其特征在于:可加氢高沸物接收罐上设置有液位传感仪,可加氢高沸物接收罐出料端连接可加氢高沸物出料管,可加氢高沸物出料管上设置有与液位传感仪相连接的可加氢高沸物出料控制阀。

9.一种有机硅副产高沸物预处理方法,其特征在于:采用权利要求1-8所述的设备,包括以下步骤:

10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于:由真空系统维持板式蒸馏塔在负压条件下进行工作。


技术总结
本发明公开了一种有机硅副产高沸物预处理设备及方法,将有机硅粗品高沸物输送到精密过滤器进行过滤纯化,将有机硅粗品高沸物中的催化剂进行回收利用;过滤纯化后的有机硅粗品高沸物输入粗品缓冲罐中;预热后的有机硅粗品高沸物输入板式蒸馏塔中,在板式蒸馏塔中被分离为可裂解高沸物和不可裂解重组分;可裂解物高沸物经过两级冷凝器冷凝后输入可加氢高沸物接收罐中;不可裂解重组分经过再沸器循环加热,从塔底采出的重组分进入余热回收换热器换热,经过余热回收的重组分输送到焚烧装置。本发明利用有机硅高沸物不同组分之间的沸点差异,采用精密过滤系统和板式蒸馏塔,对高沸物粗品进行纯化、精馏、分离,从而获得可加氢高沸物。

技术研发人员:董军,霍志强,周健廷,张天国,张德继,张荣泰,段丙新,董宁,王放,石昕
受保护的技术使用者:中化二建集团有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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