CN108689798A - 一种提高有机硅单体合成回收氯甲烷质量的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种提高有机硅单体合成回收氯甲烷质量的方法，从流化床反应器输出的合成气经洗涤塔洗涤除尘并冷凝后，冷凝液以泵输送至氯甲烷塔作为液相进料，未冷凝的气体采用压缩机压缩后进入氯甲烷塔作为气相进料；氯甲烷塔塔顶设两级冷凝器，一级冷凝器的凝液进入氯甲烷中间罐作为回收氯甲烷，二级冷凝器的凝液进入氯甲烷塔回流罐用作塔回流液。本发明将回收氯甲烷由传统的侧线采出改为顶部采出，并采用分级冷凝的工艺方法，同时将氯甲烷塔气相进料调整至液相进料上方，进一步提高回收氯甲烷的质量，保证有机硅单体合成过程的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及一种提高有机硅单体合成回收氯甲烷质量的方法，属于有机硅单体生产技术领域。
背景技术
在甲基氯硅烷单体合成过程中，国内各有机硅单体厂氯甲烷单程转化率一般在35%～45%之间，大量的未反应完的氯甲烷需通过后续精馏塔提纯并回收后再次回用到流化床反应器内参与合成反应。以1套10万吨/年单体合成装置为例，回收氯甲烷的量约26t/h～35t/h，若回收氯甲烷中杂质（如四甲基硅、三氯硅烷、一甲基一氯硅烷、乙烷等）较多，四甲基硅、三氯硅烷、一甲基一氯硅烷等在氯甲烷汽化、过热过程中极易在氯甲烷汽化器及氯甲烷过热器列管外壁结垢，降低换热效率，浪费蒸汽等能源，而乙烷等进入流化床反应器后，在300℃及有机硅催化剂作用下易发生碳化，随着反应的进行，流化床反应器内的碳累积量逐渐增加，催化剂开始出现中毒效应，二甲基二氯硅烷（目标产物）反应选择性逐渐降低，从而大幅缩短装置开车运行时间，增加生产成本。
现有的氯甲烷回收工艺如专利CN 101434510 B、专利CN 101417923 B所述：洗涤除尘后的合成气经冷凝后采用泵输送至氯甲烷精馏塔作为塔液相进料（以粗单体为主，粗单体为二甲基二氯硅烷、一甲基三氯硅烷、三甲基一氯硅烷、一甲基二氯硅烷等甲基氯硅烷单体的混合物），同时，来自洗涤塔尾冷器的粗氯甲烷气体经氯甲烷压缩机压缩后从液相进料口下方以气相状态进入氯甲烷精馏塔作为塔气相进料（以气相为主），采用氯甲烷精馏塔对粗单体、氯甲烷和不凝气（包含氮气、甲烷、乙烷、乙烯等）进行分离，塔顶采出氯甲烷及部分不凝气经冷凝后进入氯甲烷回流槽用作塔回流液，塔底采出粗单体进入后续单体精馏工艺，塔体中上部侧线采出氯甲烷作为回收氯甲烷进入流化床反应器再次参与合成反应。该氯甲烷回收工艺的主要缺点有：（1）因氯甲烷侧线采出口位置低于塔顶采出口，对回收氯甲烷而言意味着精馏段塔板数量减少，使得侧线采出的氯甲烷中更易夹带少量粗单体中的低沸物（一甲基一氯硅烷、四甲基硅、三氯硅烷等）；（2）若直接将该工艺中的氯甲烷采出口移至塔顶，按上述两项专利所述的冷凝工艺，塔顶富集的乙烷、甲烷等不凝气又易在冷凝的过程中被液相夹带进入回收氯甲烷中；（3）该工艺中氯甲烷精馏塔的气相进料口位于液相进料口下方，在精馏塔内，氯甲烷上行的过程中与粗单体液相进行气液传质和夹带，使得粗单体中的低沸物更容易被携带至塔顶，从而进一步增加侧线采出工艺中回收氯甲烷中低沸物的含量。采用该回收工艺得到的回收氯甲烷纯度约为98.5%（wt），仍有进一步提纯的空间。随着行业竞争的加剧，提高回收氯甲烷质量以满足长周期、高选择性开车运行的需求已成为各有机硅单体厂关注的重点，因此，寻找一种更为有效的提高有机硅单体合成回收氯甲烷质量的方法具有重要的现实意义。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种提高有机硅单体合成回收氯甲烷质量的方法。
为了达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种提高有机硅单体合成回收氯甲烷质量的方法，其特征在于，从流化床反应器输出的合成气经洗涤塔洗涤除尘并冷凝后，冷凝液以泵输送至氯甲烷塔作为液相进料，未冷凝的气体采用压缩机压缩后进入氯甲烷塔作为气相进料；氯甲烷塔塔顶设两级冷凝器，一级冷凝器的凝液进入氯甲烷中间罐作为回收氯甲烷，二级冷凝器的凝液进入氯甲烷塔回流罐用作塔回流液；氯甲烷塔塔釜设再沸器，粗单体产品从塔釜采出。
上述提高回收氯甲烷质量的方法中，回收氯甲烷在氯甲烷塔塔顶采出，该回收氯甲烷可与新鲜氯甲烷混合后一起进入氯甲烷汽化器，并最终进入流化床反应器参加反应。
上述提高回收氯甲烷质量的方法中，一级冷凝器的凝液进入氯甲烷中间罐，可经氯甲烷循环泵输送至氯甲烷汽化器后再次参与流化床合成反应；二级冷凝器的凝液进入氯甲烷塔回流罐，经氯甲烷塔回流泵输送回氯甲烷塔作为塔回流液。
上述提高回收氯甲烷质量的方法中，氯甲烷塔的气相进料口在液相进料口上方。
优选的，氯甲烷塔塔顶压力控制为0.75～1.0MPa(G)，氯甲烷塔塔釜温度控制为150～170℃，氯甲烷塔塔顶温度控制为30～50℃。
优选的，一级冷凝器冷却介质为20～40℃循环水，冷凝液温度为20～40℃；二级冷凝器冷却介质为-20～-5℃乙二醇溶液，冷凝液温度为-20～-5℃；氯甲烷塔再沸器加热介质为0.8～1.1MPa(G)饱和蒸汽。
本发明提供的一种提高有机硅单体合成回收氯甲烷质量的方法，具有以下优点：
（1）将回收氯甲烷由传统的塔体侧线采出改为塔体顶部采出，因塔体精馏段塔板数量增加，从而降低回收氯甲烷中低沸物含量，提高回收氯甲烷质量。
（2）在氯甲烷塔顶采用分级冷凝工艺，将两级冷凝器的凝液进行分开存储，因一级冷凝器中气相流速和温度均高于二级冷凝器，将一级冷凝器的凝液作为回收氯甲烷可以有效减少塔顶不凝气在凝液中的夹带量，进一步提高回收氯甲烷质量。
（3）将氯甲烷塔气相进料口由传统的位于液相进料口下方调整为液相进料口上方，可有效避免粗单体中低沸物被夹带后沿塔上行，在同样的塔体高度下可进一步提高塔顶氯甲烷的质量，而塔釜得到的粗单体产品质量并无明显影响。
（4）气相进料口调整至液相进料口上方后，被液相吸收和夹带到提馏段的氯甲烷量减小，因氯甲烷的汽化潜热约为粗单体汽化潜热的1.8倍，可节约氯甲烷塔再沸器用蒸汽量约0.25t/h。
附图说明
图1为本发明工艺流程简图。其中，1—氯甲烷塔，2—一级冷凝器，3—二级冷凝器，4—氯甲烷塔回流罐，5—氯甲烷中间罐，6—氯甲烷塔回流泵，7—氯甲烷循环泵，8—氯甲烷塔再沸器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
实施例1：
如图1所示，一种提高有机硅单体合成回收氯甲烷质量的方法所需的设备，由氯甲烷塔1、一级冷凝器2、二级冷凝器3、氯甲烷塔回流罐4、氯甲烷中间罐5、氯甲烷塔回流泵6、氯甲烷循环泵7、氯甲烷塔再沸器8通过相关管线、阀门、阀组等组成，具体可采用如下步骤实现：
（1）从流化床反应器输出的合成气经洗涤塔洗涤除尘并冷凝后，冷凝液以泵输送至氯甲烷塔作为液相进料，未冷凝的气体采用压缩机压缩后从液相进料口下方进入氯甲烷塔作为气相进料。
（2）氯甲烷塔釜再沸器通入饱和蒸汽升温，控制氯甲烷塔温度和压力，将釜液中的氯甲烷全部蒸出，并从塔釜采出合格的粗单体产品，该部分与现有技术相同。
（3）塔顶气相经一级冷凝器冷凝，凝液进入氯甲烷中间罐后可由氯甲烷循环泵输送至氯甲烷汽化器。
（4）二级冷凝器的凝液进入氯甲烷塔回流罐，经氯甲烷塔回流泵输送至粗单体塔塔顶作为塔回流液，二级冷凝器的不凝气放空至尾气焚烧装置。
实施例2：
一种采用实施例1所述的提高有机硅单体合成回收氯甲烷质量方法，氯甲烷塔再沸器采用0.8～0.9MPa(G)饱和蒸汽，控制氯甲烷塔釜温度155～160℃，塔顶温度35～38℃，塔顶压力0.75～0.80MPa(G),一级冷凝器采用32～34℃循环水，二级冷凝器采用-10～-12℃乙二醇溶液，氯甲烷中间罐中得到的回收氯甲烷质量分数约99.5%（wt）。
实施例3：
一种采用实施例1所述的提高有机硅单体合成回收氯甲烷质量方法，氯甲烷塔再沸器采用1.0～1.1MPa(G)饱和蒸汽，控制氯甲烷塔釜温度160～170℃，塔顶温度45～50℃，塔顶压力0.95～1.0MPa(G),一级冷凝器采用30～32℃循环水，二级冷凝器采用-10～-15℃乙二醇溶液，氯甲烷中间罐中得到的回收氯甲烷质量分数约99.7%（wt）。
Claims (7)
1.一种提高有机硅单体合成回收氯甲烷质量的方法，其特征在于，从流化床反应器输出的合成气经洗涤塔洗涤除尘并冷凝后，冷凝液以泵输送至氯甲烷塔作为液相进料，未冷凝的气体采用压缩机压缩后进入氯甲烷塔作为气相进料；氯甲烷塔塔顶设两级冷凝器，一级冷凝器的凝液进入氯甲烷中间罐作为回收氯甲烷，二级冷凝器的凝液进入氯甲烷塔回流罐用作塔回流液；氯甲烷塔的塔釜设再沸器，粗单体产品从塔釜采出。
2.根据权利要求1所述的提高有机硅单体合成回收氯甲烷质量的方法，其特征在于，回收氯甲烷在氯甲烷塔塔顶采出。
3.根据权利要求1所述的提高有机硅单体合成回收氯甲烷质量的方法，其特征在于，所述的氯甲烷中间罐中的回收氯甲烷与新鲜氯甲烷混合后一起进入氯甲烷汽化器，并最终进入流化床反应器参与反应。
4.根据权利要求1所述的提高有机硅单体合成回收氯甲烷质量的方法，其特征在于，一级冷凝器的凝液进入氯甲烷中间罐，经氯甲烷循环泵输送至氯甲烷汽化器后再次参与流化床合成反应；二级冷凝器的凝液进入氯甲烷塔回流罐，经氯甲烷塔回流泵输送回氯甲烷塔作为塔回流液。
5.根据权利要求1所述的提高有机硅单体合成回收氯甲烷质量的方法，其特征在于，氯甲烷塔的气相进料口在液相进料口上方。
6.根据权利要求1所述的提高有机硅单体合成回收氯甲烷质量的方法，其特征在于，氯甲烷塔塔顶压力控制为0.75～1.0MPa(G)，氯甲烷塔的塔釜温度控制为150～170℃，氯甲烷塔塔顶温度控制为30～50℃。
7.根据权利要求1所述的提高有机硅单体合成回收氯甲烷质量的方法，其特征在于，一级冷凝器冷却介质为20～40℃循环水，冷凝液温度为20～40℃；二级冷凝器冷却介质为-20～-5℃乙二醇溶液，冷凝液温度为-20～-5℃；氯甲烷塔再沸器加热介质为0.8～1.1MPa(G)饱和蒸汽。
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