CN103183828B - 有机氯硅烷浓酸水解过程中水解物的脱氯洗涤系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种有机氯硅烷浓酸水解过程中水解物的脱氯洗涤系统，包括若干级洗涤单元，每级洗涤单元包括静态混合器，液膜洗涤塔，油水相分离器及其相应的连接管件；本发明采用包括液膜洗涤塔以及相分离器进行逆流洗涤，为强化油水两相的混合，每级洗涤均先由静态混合器将油水两相混合后再送到液膜洗涤塔，在成膜的情况下强化油水两相间的传质，使洗涤更加充分。
Description
技术领域
本发明涉及有机氯硅烷浓酸水解技术领域，尤其是涉及一种有机氯硅烷浓酸水解工艺中使用的脱氯洗涤系统的改进。
背景技术
有机氯硅烷通过水解和缩聚转变为线性或环状结构的中间体低聚有机硅氧烷，是合成硅油、硅橡胶、硅树脂的基础。由于有机氯硅烷在浓酸条件下水解的过程中生成的HCl气体可以较大量的溶在水解物中而使得产物中Cl离子浓度较高；另外，当有机氯硅烷水解不完全时，会产生端基带有Cl的不完全水解物。这些Cl元素的存在会严重腐蚀管路设备，降低水解物的品质，使得后续的裂解产物的品质急剧下降。
通常，粗水解物中含有的Cl元素可以采用软化水洗涤的方式去除，一方面可将端基Cl元素进一步水解除去，然后将产生的Cl离子萃取到水中，从而降低Cl元素在水解物中的含量。德国Wacker采用四级逆流搅拌洗涤的方式，且每级搅拌洗涤后设有相分离器。俄罗斯技术采用搅拌桨筛板萃取塔的形式分别进行水洗和酸洗，设备的制造难度大，成本高。而且上述两种洗涤方式均采用搅拌桨使油水两相充分混合，易造成液体乳化，使相分离难度加大。综上所述，尽管这些后处理工艺能够将粗水解物中的Cl元素去除到满足工艺要求的含量，但其工艺复杂，特别是乳化现象造成了相分离的困难，因此工艺仍有待于改进，以进一步改善去除Cl元素的效果。
发明内容
本发明所解决的技术问题是提供一种粗水解物的脱氯洗涤系统。其设备结构合理，脱除Cl的效果好，能快速的将水解物中的Cl元素的含量降到工程允许的范围内，并且使得油水两相容易分离。
为了达到上述目的，本发明提供一种有机氯硅烷浓酸水解过程中水解物的脱氯洗涤系统，包括若干级洗涤单元，每级洗涤单元包括静态混合器，液膜洗涤塔，油水相分离器及其相应的连接管件；所述液膜洗涤塔包括带有支座、封头以及筒体的由紧固件连为一体并密封的外壳，所述液膜洗涤塔塔内设置多层整齐排列的成模板，成膜板的安装与水平面的夹角为15～75度，成膜板上方是液体分布装置，液体分布装置连通着物料侧向进口，塔顶开有气体出口，在塔底部开有液位计口，塔底开有物料出口。所述液膜洗涤塔塔内优选设置2～7层整齐排列的成模板，层和层之间错向排列。所述洗涤单元优选为五级。
采用所述的脱氯洗涤系统进行有机氯硅烷浓酸水解过程中水解物的脱氯洗涤，具体过程可以为：采用所述脱氯洗涤系统进行五级逆流洗涤，每级洗涤均先由静态混合器将油水两相混合后再送到液膜洗涤塔，在成膜的情况下强化油水两相间的传质，使洗涤更加充分；前二级洗涤为水洗，采用纯净的软化水或稀盐酸洗涤；第三级洗涤为碱洗；后二级洗涤为水洗。
本发明的系统采用的液膜洗涤塔，成膜板为2～7层，每一层的支撑板保持水平防止液体偏流，层和层之间的成膜板成错向排列。液体在成膜板上分散成膜，加大了油相和水相的接触面积，促使未水解的端基氯元素进一步水解，而油相中的Cl离子迅速的转移到水相中，并且避免油相和水相混合后产生乳化现象，有利于油相和水相的分离操作。
液体分布装置的设置减轻了液体的不良分布，使进料物流均匀地喷淋到成膜板上，从而使液体在成膜板上均匀成膜。
本发明的液膜洗涤塔结构合理，脱氯效果好，能快速地将油相当中的残留Cl元素萃取到水相中带走、避免油水两相乳化而对后续工艺产生不利的影响。它可广泛应用于各种油水两相的洗涤和萃取的工艺中。
本发明的脱氯洗涤方法采用前2级水洗（第1级和第2级）、1级碱洗（第3级）、后2级水洗（第4级和第5级）的五级两相成膜接触式逆流洗涤系统。前2级水洗采用纯净的软化水或稀盐酸洗涤，进一步使得未完全水解的产物充分水解，然后将稀盐酸送到前面的水解部分循环使用，可用于补充浓盐酸中的水分；1级碱洗可以进一步强化萃取，保证水解产物中所含的Cl离子达到工艺要求；后2级水洗进一步去除Cl离子，保证水解产物中碱离子含量达到工艺要求，并且可以避免含盐的废水排放，符合环保要求。
本发明采用包括液膜洗涤塔以及相分离器进行五级逆流洗涤，为强化油水两相的混合，每级洗涤均先由静态混合器将油水两相混合后再送到液膜洗涤塔，在成膜的情况下强化油水两相间的传质，使洗涤更加充分。液膜洗涤塔可避免油水乳化，有利于洗涤后油水相分离。通过该水解物的洗涤系统，水解物的Cl含量可以达到7ppm以下，水解物的黏度不超过16cP，环体:线体亦可控制在4:6，与恒沸酸方法水解生成的有机硅氧烷的品质相近。
附图说明
图1为本发明的液膜洗涤塔的结构示意图，其中1：气体出口；2：物料进口；3：成膜板；4：液位计口；5：物料出口；6：封头；7：筒体；8：支座；9：液体分布装置；
图2为图1的局部放大图A；
图3为本发明的脱氯洗涤方法的工艺流程图。
具体实施方式
为进一步说明本发明，结合以下实施例具体说明：
实施例1
一种有机氯硅烷浓酸水解过程中水解物的脱氯洗涤系统，如图1～图2所示。包括五级洗涤单元，每级洗涤单元包括静态混合器，液膜洗涤塔，油水相分离器及其相应的连接管件；所述液膜洗涤塔包括带有支座8、封头6以及筒体7的由紧固件连为一体并密封的外壳，所述液膜洗涤塔塔内设置多层整齐排列的成模板3，成膜板3的安装与水平面的夹角为15～75度，成膜板3上方是液体分布装置9（均匀开有小孔的隔板），液体分布装置9连通着物料侧向进口2，塔顶开有气体出口1，在塔底部开有液位计口4，塔底开有物料出口5。成模板3设置2～7层，层和层之间错向排列。
液膜洗涤塔结构十分合理，可使液体在成膜板上均匀成膜，极大地增加了油水两相的接触面积，不仅能快速把Cl离子萃取并带走、而且能避免油水两相乳化。从而使油水两相容易分离。
实施例2：
采用实施例1的脱氯洗涤系统对有机氯硅烷浓酸水解过程中的水解物进行脱氯洗涤，具体方案如下：
（1）进入第一水洗的油相和从第二级出来的稀盐酸首先进入静态混合器混合后，进入第一级的液膜洗涤塔以及相分离器，分离的酸相送至水解反应器作为水解反应的补充水源，分离的油相与新鲜的软水经第二级静态混合器混合后，进入第二级的液膜洗涤塔以及相分离器，酸相进入第一级与粗水解物混合，油相进入第三级碱洗；粗水解物先经过前两级串联逆流的洗涤和相分离，在降低水解物中的Cl离子的同时，进一步将没有完全水解的端基Cl水解除去。水洗温度为70℃，水与油相的体积比为0.5：1，操作压力为0.1MPa（G）。水洗产生的稀酸进入水解反应器作为水源的补充。
（2）经过两级逆流洗涤后的油相进入第三级与稀碱液在静态混合器中混合后进入第三级的碱液液膜洗涤塔和相分离器，分离后的稀碱液去化碱槽后循环使用，油相进入第四级水洗。碱洗以除去油相中的酸和绝大部分的氯。洗涤所用的稀碱液为10%wt的碳酸钠溶液，碱液与油相的体积比为5：1，以除去油相中的酸和绝大部分的氯，洗涤温度80℃，操作压力为0.1MPa（G）。
（3）进入第四级水洗的油相和从第五级出来的洗涤水首先进入静态混合器混合后，进入第四级的液膜洗涤塔以及相分离器，分离的水相大部分送至碱槽化碱，少部分去废碱槽；分离的油相与新鲜的软水经第五级静态混合器混合后，进入第五级的液膜洗涤塔以及相分离器，分离的水相进入第四级与碱洗后的油相混合；分离的油相进入后续裂解步骤。油相经过后2级串联逆流的洗涤和相分离，在进一步降低水解物中的Cl离子的同时，也使得碱的残留量达到工艺要求。水洗温度为70℃，水与油相的体积比为1：1，操作压力为0.1MPa（G）。
所得产物的指标如下：水解物为中性，Cl含量为7ppm以下，粘度15±3cP（25℃），水解物收率为97.5%wt，环硅氧烷含量为40±5%wt，该水解物质量符合后续工艺的要求。实施例1的工艺和设备结构合理，除Cl效果好，能快速把Cl萃取并带走、而且避免了油水两相的乳化。进而有利于油水两相的分离操作，和后续工艺对水解物品质的要求。它可广泛应用于氯硅烷水解物的洗涤和脱氯工序。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
Claims (3)
1.一种有机氯硅烷浓酸水解过程中水解物的脱氯洗涤系统，其特征在于：包括若干级洗涤单元，每级洗涤单元包括静态混合器，液膜洗涤塔，油水相分离器及其相应的连接管件；所述液膜洗涤塔包括带有支座（8）、封头（6）以及筒体（7）的由紧固件连为一体并密封的外壳，所述液膜洗涤塔塔内设置多层整齐排列的成模板（3），成膜板（3）的安装与水平面的夹角为15～75度，成膜板（3）上方是液体分布装置（9），液体分布装置（9）连通着物料侧向进口（2），塔顶开有气体出口（1），在塔底部开有液位计口（4），塔底开有物料出口（5）。
2.根据权利要求1所述的脱氯洗涤系统，其特征在于：所述液膜洗涤塔塔内设置2～7层整齐排列的成模板（3），层和层之间错向排列。
3.根据权利要求1所述的脱氯洗涤系统，其特征在于：所述洗涤单元为五级。
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