CN105251231A - 有机硅低沸物转化反应的尾气处理系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及有机硅低沸物转化领域，尤其涉及一种有机硅低沸物转化反应的尾气处理系统及方法。本系统包括转化釜，洗涤塔，回流罐，冷凝器，冷凝器通过气体隔膜压缩机与尾气缓冲罐连接；尾气缓冲罐通过循环泵与转化釜入口连接。处理方法流程：物料进入转化釜发生化学反应，反应生成的气体经洗涤塔洗涤后，经一级冷凝器冷凝，冷凝液进入回流罐，气体加压后进入二级冷凝器，冷却后的气、液混合物进入尾气缓冲罐，冷凝液通过循环泵打入转化釜，气体进入尾气水洗塔进行酸洗，放空。优点：工艺简单，减少夹带物料浪费，可提高低沸物转化率；系统闭路循环，增加系统运行时间；避免尾气直接排放，影响环境。
Description
技术领域
本发明涉及有机硅生产领域，尤其涉及一种有机硅低沸物转化反应的尾气处理系统及方法。
背景技术
近年来，国内有机硅单体及硅氧烷市场接近饱和，随着有机硅单体生产规模的扩大，副产物一甲基三氯硅烷和低沸物的产量不断增加。一甲基三氯硅烷可用于生产气相白炭黑、硅树脂、交联剂等。但是，国内单体生产企业分散，单套单体装置能力较低，大部分企业无法配套建设白炭黑装置；硅树脂及交联剂市场容量较小，造成一甲基三氯硅烷供过于求。
有机硅单体生产副产的沸点低于40℃的低沸物，易燃易爆，国内单体厂家的处理方法主要是：焚烧法、外售或者水解生产硅油（水解法）。水解法会产生大量烃类和高化学需氧量、无法通过生物化学处理方法分解的含酸废水，仍会污染环境，同时低沸物水解处理不当会引起火灾。将低沸物进行焚烧，因低沸物含硅量高，会使焚烧炉装置严重堵塞，焚烧开车周期缩短、检修费用增高，且生成的酸性二氧化硅和废盐酸亦造成二次污染。因此有机硅单体生产的副产物一甲基三氯硅烷和低沸物的处理是企业面临的一大难题。
为此，国内外科研工作者进行了大量研究，结果表明一甲基三氯硅烷和低沸物在高效催化剂作用下，Si-Si键可断裂生成单体硅烷。但随着反应的进行会产生放空尾气，且放空尾气中含有部分低沸点单体，直接排放易造成环境污染；低沸物焚烧处理，会使焚烧炉装置严重堵塞，因此，如何合理处理反应尾气，是确保低沸物转化装置连续运行的关键因素。
发明内容
为了解决一甲基三氯硅烷和低沸物在高效催化剂作用下发生歧化反应时，产生的尾气难处理的问题，本发明提供了一种有机硅低沸物转化反应的尾气处理系统及方法，采用的技术方案如下：
一种有机硅低沸物转化反应的尾气处理系统，包括转化釜，洗涤塔，回流罐，冷凝器，所述冷凝器通过气体隔膜压缩机与尾气缓冲罐连接；尾气缓冲罐通过循环泵与转化釜入口连接。
一种有机硅低沸物转化反应的尾气处理方法，其流程如下：物料进入转化釜发生化学反应，反应生成的气体经洗涤塔洗涤后，剩余气体经一级冷凝器冷凝，冷凝液进入回流罐，一级冷凝器出来的气体进入气体隔膜压缩机加压后进入二级冷凝器进行再次冷却，冷却后的气、液混合物进入尾气缓冲罐，冷凝液通过循环泵打入转化釜，气体进入尾气水洗塔进行酸洗，放空。
相较于现有装置，本发明的优点是：
1、工艺简单，反应尾气重复使用，减少夹带物料浪费，提高低沸物的转化率。
2、系统为闭路循环，增加系统运行时间。
3、避免尾气直接排放，影响环境。
本发明的优选方案是：
冷凝器分为两个，其中一级个冷凝器与洗涤塔连接，一级冷凝器与二级冷凝器之间的管路上装有气体隔膜压缩机。
气体隔膜压缩机加压后的气体压力为0.09Mpa。
二级冷凝器的导热介质是-10℃～-20℃水。
通过气体隔膜压缩机的气体前后压差≥0.1MPa，排放18%至22%体积比的不凝气体至尾气水洗塔。
尾气水洗塔的酸洗介质是稀酸水，主要成分是稀盐酸，且稀盐酸中盐酸的质量浓度≤8%。
附图说明
图1为现有装置示意图：
转化釜1，洗涤塔2，冷凝器3，回流罐4，放空凝液罐5，风机6，焚烧装置7。
图2为本发明装置示意图：
转化釜1，洗涤塔2，一级冷凝器301，回流罐4，气体隔膜压缩机5，二级冷凝器302，尾气缓冲罐6，尾气水洗塔7，循环泵8，污水处理单元9。
具体实施方式
下面结合附图及实施例详述本发明：
参见附图2，本实施例给出的一种有机硅低沸物转化反应的尾气处理系统如下，下面结合附图及实施例详述本发明：
参见附图1和附图2，本实施例给出的一种有机硅低沸物转化反应的尾气处理系统如下，转化釜1与洗涤塔2通过管路连接，回流罐4与冷凝器管路连接，冷凝器通过气体隔膜压缩机5与尾气缓冲罐6连接；尾气缓冲罐6通过循环泵8与转化釜1入口连接。
冷凝器分为两个，其中一级冷凝器301与洗涤塔2连接，一级冷凝器301与二级冷凝器302之间的管路上装有气体隔膜压缩机5，二级冷凝器302设置在气体隔膜压缩机5与尾气缓冲罐7之间的管路上。
尾气处理方法，按如下流程进行：物料（包括低沸物、M1、MH和催化剂进入）转化釜1内，发生化学反应，反应条件为：反应温度150℃，压力0.05Mpa,回流量0.4m3/h,搅拌转速80转/分钟；反应生成的气体进入洗涤塔2，采用甲基氯硅烷混合单体对气体进行除杂洗涤，在这个过程中气体与回流液进行热交换。
占质量比15%左右的夹带的催化剂和高沸点物质冷凝回流；剩余气体经一级冷凝器301用30摄氏度左右的循环水冷凝，冷凝液进入回流罐4；不凝气体进入气体隔膜压缩机5加压到0.09Mpa，然后通过二级冷凝器302经-15℃水降温冷凝，冷凝液进入尾气缓冲罐6缓冲，尾气缓冲罐6与转化釜1之间设有液体循环泵8，形成一个闭合回路。液相物料（尾气缓冲罐6冷凝液）用循环泵8输送至转化釜1重新参与反应；转化釜1内物料量通过进料量及回流量进行控制，维持物料量占转化釜1容积的40～50%。反应过程中，当通过气体隔膜压缩机5的气体进、出压差≥0.1Mpa时，定期排放20%左右体积比的不凝气（从二级冷凝器302出来的不凝气）进入尾气水洗塔7，避免系统超压，影响设备连续运行；尾气水洗塔7的酸洗介质是稀酸水，主要成分是稀盐酸，且稀盐酸中盐酸的质量浓度≤8%，尾气水洗塔7排出的废水进入污水处理单元9进行处理。
本发明的优点是：1、工艺简单，反应尾气重复使用，减少夹带物料浪费，提高低沸物的转化率；2、系统闭路循环，增加系统运行时间；3、避免尾气直接排放，影响环境；解决了有机硅低沸物转化反应的尾气处理的难题，避免直接排放造成环境污染，确保转化系统稳定运行。
Claims (8)
1.一种有机硅低沸物转化反应的尾气处理系统，包括转化釜，洗涤塔，回流罐，冷凝器，其特征在于：所述冷凝器通过气体隔膜压缩机与尾气缓冲罐连接；尾气缓冲罐通过循环泵与转化釜连接。
2.根据权利要求1所述的一种有机硅低沸物转化反应的尾气处理系统，其特征在于：冷凝器分为两个，其中一级冷凝器与洗涤塔连接，一级冷凝器与二级冷凝器之间的管路上装有气体隔膜压缩机。
3.一种如权利要求1至2中任意一项所述的尾气处理系统的处理方法，按如下步骤进行：物料进入转化釜发生化学反应，反应生成的气体经洗涤塔洗涤后，剩余气体经冷凝器进入回流罐，由冷凝器出来的气体经气体隔膜压缩机加压后进入尾气缓冲罐，冷凝液通过循环泵打入转化釜，气体进入尾气水洗塔进行酸洗，放空。
4.根据权利要求3所述的尾气处理系统的处理方法，其特征在于：物料进入转化釜发生化学反应，反应生成的气体经洗涤塔洗涤后，剩余气体经一级冷凝器冷凝，冷凝液进入回流罐，一级冷凝器出来的气体进入气体隔膜压缩机加压后进入二级冷凝器进行再次冷却，冷却后的气、液混合物进入尾气缓冲罐，冷凝液通过循环泵打入转化釜，气体进入尾气水洗塔进行酸洗，放空。
5.根据权利要求3所述的有机硅低沸物转化反应的尾气处理方法，其特征在于：气体隔膜压缩机加压后的气体压力为0.09Mpa。
6.根据权利要求4所述的有机硅低沸物转化反应的尾气处理方法，其特征在于：二级冷凝器的导热介质是-10℃～-20℃水。
7.根据权利要求3或4所述的有机硅低沸物转化反应的尾气处理方法，其特征在于：通过气体隔膜压缩机的气体前后压差≥0.1MPa时，排放18%至22%体积比的不凝气体至尾气水洗塔。
8.根据权利要求3所述的有机硅低沸物转化反应的尾气处理方法，其特征在于：尾气水洗塔的酸洗介质是稀酸水，主要成分是稀盐酸，且稀盐酸中盐酸的质量浓度≤8%。
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