CN108721933A - 冷氢化低压精馏处理装置、冷氢化低压精馏处理系统及防堵塞方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种冷氢化低压精馏处理装置、冷氢化低压精馏处理系统及防堵塞方法，涉及冷氢化技术领域。该冷氢化低压精馏处理装置包括再沸器，再沸器的顶部设有进料管线，底部设有排料管线，其中再沸器的进料管线上还设置反冲洗管线，反冲洗管线的一端与进料管线连通，另一端与排料管线连通，上述反冲洗管线的设计，使得其既不影响再沸器总的物料进料量，又可对再沸器排料口进行连续、扰动式冲洗，有效防止粘稠、不易流动的金属氯化物等杂质沉积、堵塞再沸器排料口。本发明还提供了一种冷氢化低压精馏处理系统，采用上述冷氢化低压精馏处理装置。本发明还提供了冷氢化低压精馏处理系统防堵塞方法，该方法操作简单、易行，为工业化生产提供了依据。

Description

冷氢化低压精馏处理装置、冷氢化低压精馏处理系统及防堵 塞方法

技术领域

本发明涉及冷氢化技术领域，尤其是涉及一种冷氢化低压精馏处理装置、冷氢化低压精馏处理系统及防堵塞方法。

背景技术

在冷氢化精馏部分，需定期将富集再沸器中的金属氯化物通过设在再沸器的底部的排料口将其排出再沸器，以降低氯硅烷中的金属氯化物含量。但在实际运行的过程中发现，在一次排料结束至下一次排料前的这段时间内，再沸器排料口及其附属管线中的物料长时间处于静止状态。随着温度的降低，再沸器排料口以及管线中的金属氯化物容易沉积于再沸器的底部排料口处或者结在管壁上从而造成管道堵塞。由于金属氯化物相对较为粘稠，故管道疏通难度较大，疏通过程安全风险较高，且导致再沸器内富集的大量金属氯化物等杂质不能及时排出系统，严重影响再沸器及整个精馏处理系统的安全、连续、稳定运行。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种冷氢化低压精馏处理装置，可对再沸器排料口进行连续、扰动式冲洗，有效防止粘稠、不易流动的金属氯化物等杂质沉积、堵塞再沸器排料口。

本发明的第二目的在于提供一种冷氢化低压精馏处理系统，采用上述冷氢化低压精馏处理装置，从而保证该处理系统安全、连续、稳定的运行。

本发明的第三目的在于提供一种冷氢化低压精馏处理系统防堵塞方法，可有效防止金属氯化物等杂质沉积于再沸器或者排料管线内部，从而保证该冷氢化低压精馏处理系统安全、连续、稳定的运行。

为解决上述技术问题，本发明特采用如下技术方案：

本发明提供的一种冷氢化低压精馏处理系统，包括再沸器；

所述再沸器的顶部设置有进料管线，所述再沸器的底部设置有排料管线；

所述进料管线上还设有反冲洗管线，所述反冲洗管线的一端与所述进料管线连通，另一端与所述排料管线连通。

进一步的，在本发明技术方案的基础上，所述反冲洗管线上设置有反冲洗流量计。

进一步的，在本发明技术方案的基础上，所述反冲洗管线上还设置有隔断阀门。

进一步的，在本发明技术方案的基础上，所述隔断阀门的数量为两个，两个所述隔断阀门分别设置在所述反冲洗流量计的两侧。

进一步的，在本发明技术方案的基础上，所述反冲洗管线中的物料流量占所述进料管线中的物料流量的1/20-1/5。

进一步的，在本发明技术方案的基础上，所述排料管线与物料回收系统连通。

本发明还提供了一种冷氢化低压精馏处理系统，包括上述冷氢化低压精馏处理装置和精馏塔；

其中，所述再沸器通过升汽管线和降液管线与所述精馏塔连通。

进一步的，在本发明技术方案的基础上，所述升汽管线的一端与所述再沸器的顶部连通，所述升汽管线的另一端与所述精馏塔的中上部连通；

所述降液管线的一端与所述再沸器的顶部连通，所述升汽管线的另一端与所述精馏塔的底部连通。

本发明还提供了一种冷氢化低压精馏处理系统防堵塞方法，采用上述冷氢化低压精馏处理装置或冷氢化低压精馏处理系统进行冷氢化低压精馏。

进一步的，在本发明技术方案的基础上，冷氢化低压精馏处理系统防堵塞方法，包括以下步骤：

当再沸器通过排料管线排料结束后，开启反冲洗管线，利用反冲洗管线中的物料对再沸器进行冲洗，从而防止再沸器的堵塞；

优选地，所述冷氢化低压精馏处理系统防堵塞方法，包括以下步骤：

再沸器每隔1-10h通过排料管线进行一次排料，排料时关闭反冲洗管线，排料结束后开启反冲洗管线，利用反冲洗管线中的物料对再沸器进行冲洗，从而防止再沸器的堵塞。

与现有技术相比，本发明提供的冷氢化低压精馏处理装置、冷氢化低压精馏处理系统及防堵塞方法具有如下有益效果：

(1)本发明提供了一种冷氢化低压精馏处理装置，包括再沸器，再沸器的顶部设置有进料管线，底部设置有排料管线，其中在进料管线上还设置反冲洗管线，反冲洗管线的一端与进料管线连通，另一端与排料管线连通，通过反冲洗管线的设计，使得其既不影响再沸器总的物料(氯硅烷)进料量，又可对再沸器排料口进行连续、扰动式冲洗，有效防止粘稠、不易流动的金属氯化物等杂质沉积、堵塞再沸器排料口，改善了现有技术中再沸器排料口、设备及管道内富集的大量金属氯化物等杂质不能及时排出体系，严重影响再沸器的安全、连续稳定运行的技术问题；

该冷氢化低压精馏处理装置操作简单、易行，为工业化生产提供了依据。

(2)本发明提供的冷氢化低压精馏处理系统，包括精馏塔和上述冷氢化低压精馏处理装置，通过采用上述冷氢化低压精馏处理装置，可有效防止金属氯化物等杂质快速沉积于再沸器以及排料管线内部，进而堵塞再沸器，优化了冷氢化低压精馏处理工艺，保证了冷氢化低压精馏处理系统的安全、连续、稳定运行，延长了设备的使用寿命。

(3)本发明提供的冷氢化低压精馏处理系统防堵塞方法，通过采用上述冷氢化低压精馏处理装置或冷氢化低压精馏处理系统，可有效防止金属氯化物等杂质快速沉积于再沸器以及排料管线内部，进而堵塞再沸器，优化了冷氢化低压精馏部分再沸器的排料控制工艺，保证该冷氢化低压精馏处理系统安全、连续、稳定的运行；另外，该方法操作简单、易行，为工业化生产提供了依据。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明提供的冷氢化低压精馏处理装置的结构示意图；

图2为本发明提供的冷氢化低压精馏处理系统的结构示意图。

附图标记：

10-再沸器；11-进料管线；12-排料管线；13-反冲洗管线；131-反冲洗流量计；132-隔断阀门；14-升汽管线；15-降液管线；20-精馏塔；30-物料回收系统。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中上部”、“顶部”、“底部”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

现有技术中，金属氯化物容易沉积于再沸器的底部排料口处或者结在管壁上从而造成管道堵塞。由于该装置长期处于运行状态，疏通的难度和危险性都很高。

为解决上述问题，根据本发明的第一个方面，提供了一种冷氢化低压精馏处理装置，具体如图1所示，其中，图1为冷氢化低压精馏处理装置的结构示意图。

该冷氢化低压精馏处理装置包括再沸器10，再沸器10顶部设置有进料管线11，再沸器10底部设置有排料管线12；

进料管线11上还设有反冲洗管线13，反冲洗管线13的一端与进料管线11连通，另一端与排料管线12连通。

本发明提供的冷氢化低压精馏处理装置包括再沸器，再沸器的顶部设置有进料管线，底部设置有排料管线，其中再沸器的进料管线上还设置反冲洗管线，反冲洗管线的一端与进料管线连通，另一端与排料管线连通，通过反冲洗管线的设计，使得既不影响再沸器总的氯硅烷进料量，又可对再沸器排料口进行连续、扰动式冲洗，有效防止粘稠、不易流动的金属氯化物等杂质沉积、堵塞再沸器排料口，改善了现有技术中再沸器排料口、设备及管道内富集的大量金属氯化物等杂质不能及时排出系统，严重影响再沸器及整个处理装置的安全、连续、稳定运行的技术问题。

具体的，再沸器10是将冷氢化高压系统排出的液体物料加热变成气体，以便在此对液体中的固体杂质进行分离。

工程上对再沸器10的基本要求是操作稳定、调节方便、结构简单、加工制造容易、安装检修方便、使用周期长、运转安全可靠，同时也应考虑其占地面积和安装空间高度要合适。在本发明中再沸器10的选用可根据实际生产需要进行设定。

在进料管线11上还设有反冲洗管线13，反冲洗管线13作为进料管线11的分支，与再沸器10的排料管线12相连通，从而实现对再沸器10排料口处的反冲洗。反冲洗管线13中的物料与进料管线11中的物料组成相同。反冲洗管线13从再沸器10底部排料管线12进入再沸器10内，既不影响再沸器10总的物料(氯硅烷)进料量，又可对再沸器10的排料口进行连续、扰动式冲洗，有效防止粘稠、不易流动的金属氯化物等杂质沉积、堵塞再沸器10的排料口。

作为一种优选实施方式，反冲洗管线13上设置有反冲洗流量计131。

在反冲洗管线13上设置反冲洗流量计131，便于实时观察再沸器10底部的反冲洗流量变化情况，准确判断再沸器10排料口是否畅通。反冲洗流量计131的类型不作具体限定，可选自差压式流量计、转子流量计、节流式流量计、细缝流量计、容积流量计、电磁流量计或超声波流量计中的任意一种。

进一步的，在上述技术方案的基础上，反冲洗管线13上还设置有隔断阀门132。

隔断阀门132是一种安装在各类管路系统中用于严格阻止介质倒流，保护其后的介质或设备不受污染的止逆类阀门。隔断阀门132的数量以及具体型号不作特殊限定，可根据实际需要进行设定。

作为一种优选实施方式，隔断阀门132的数量为两个，两个隔断阀门132分别设置在反冲洗流量计131的两侧。

在反冲洗流量计131前后设置隔断阀门132，便于反冲洗流量计131的拆解、维修、故障隔离等作用。

同时，在进料管线11上也设置有流量计，便于观察再沸器10顶部的物料流量变化情况。

进一步的，在本发明技术方案的基础上，反冲洗管线13中的物料流量占进料管线11中的物料流量的比例为1/20-1/5，优选为1/20-1/10，进一步优选为1/15-1/12，更优选为1/15。

反冲洗管线13中的物料流量占进料管线11中的物料流量典型但非限制性的比例为1/20、1/16、1/15、1/12、1/10、1/8、1/6或1/5。

作为一种优选实施方式，再沸器10的排料管线12与物料回收系统30连通；

物料回收系统30主要是用于回收从再沸器10排出的金属氯化物和氯硅烷，并对其进行处理。

通过采用上述冷氢化低压精馏处理装置后，再沸器的底部排料口的堵塞频率由之前的3-5天堵塞一次，降低至3个月左右堵塞一次，或更长时间，基本解决了再沸器的底部排料口堵塞问题。该冷氢化低压精馏处理装置大大提高了生产效率，同时也降低了疏通管道带来的安全隐患。

根据本发明的第二个方面，还提供了一种冷氢化低压精馏处理系统，具体如图2所示，其中，图2为冷氢化低压精馏处理系统的结构示意图。

该处理系统包括上述冷氢化低压精馏处理装置和精馏塔20，其中，再沸器10通过升汽管线14和降液管线15与精馏塔20连通。

精馏塔20主要是利用三氯氢硅、四氯化硅、二氯二氢硅、金属氯化物等沸点的差异，通过在精馏塔20内各组分经过多级汽化、冷凝，使各组分之间进行充分的传质传热，沿着汽液的流动方向重新分布并得到分离，最终实现三氯氢硅(TCS)的分离提纯。精馏塔20的类型以及安装参数可根据实际生产需要进行设定。

物料从进料管线11进入到再沸器10内部，经过加热，低沸点的物料组分蒸发后通过升汽管线14进入精馏塔20内。再沸器10内的高沸点的金属氯化物以及氯硅烷通过排料管线12排出。

该冷氢化低压精馏处理系统，通过采用上述冷氢化低压精馏处理装置，可有效防止金属氯化物等杂质快速沉积于再沸器以及排料管线内部，进而堵塞再沸器，优化了冷氢化低压精馏处理工艺，保证了冷氢化低压精馏处理装置以及处理系统的安全、连续、稳定运行，延长了设备的使用寿命。

进一步的，在本发明技术方案的基础上，升汽管线14的一端与再沸器10的顶部连通，升汽管线14的另一端与精馏塔20的中上部连通；

降液管线15的一端与再沸器10的顶部连通，升汽管线14的另一端与精馏塔20的底部连通。

升汽管线14和降液管线15实现了再沸器10与精馏塔20的连通。升汽管线14主要是将经再沸器10加热蒸发的气体输送至精馏塔20，降液管线15主要是将精馏塔20内高沸点的金属氯化物返回再沸器10内。

为了控制物料在升汽管线14和降液管线15中的流量，在升汽管线14和降液管线15上均设置有阀门。

作为一种优选实施方式，精馏塔20顶部还设置有冷凝器(在图中未标识)。优选地，冷凝器为循环水冷凝器。

通过该冷凝器的冷凝作用实现气液两相的逆流接触，从而去除物料中的金属氯化物，高沸点的金属氯化物通过降液管线15返回再沸器10中。

冷氢化低压精馏处理系统的工艺流程如下：冷氢化高压系统温度为40-70℃的物料(主要成分为三氯氢硅、四氯化硅、二氯二氢硅、金属氯化物等)从进料管线11进入到再沸器10内，在再沸器10中加热至104-115℃左右后，低沸点的氯硅烷(三氯氢硅、四氯化硅、二氯二氢硅)及少量的金属氯化物蒸发后通过升汽管线14进入精馏塔20内。通过该精馏塔顶部的冷凝器的冷凝作用，实现气液两相的逆流接触，从而去除物料中的金属氯化物。高沸点的金属氯化物通过降液管线15返回再沸器10中。由于金属氯化物与氯硅烷不相溶且其密度较大，在再沸器10中会慢慢沉积在底部，工艺上需要每间隔一段时间来排放再沸器10中的金属氯化物。金属氯化物和氯硅烷通过在再沸器10底部的排料口排放至物料回收系统30。当再沸器10通过排料管线12排料结束后，开启反冲洗管线13，利用反冲洗管线13中的物料对再沸器10进行连续、扰动冲洗，从而防止再沸器10的堵塞。

根据本发明的第三个方面，还提供了一种冷氢化低压精馏处理系统防堵塞方法，采用了上述冷氢化低压精馏处理装置或冷氢化低压精馏处理系统进行冷氢化低压精馏。

通过采用上述冷氢化低压精馏处理装置或冷氢化低压精馏处理系统，可有效防止金属氯化物等杂质快速沉积于再沸器以及排料管线内部，进而堵塞再沸器，优化了冷氢化低压精馏部分再沸器的排料控制工艺，保证该冷氢化低压精馏处理系统安全、连续、稳定的运行；另外，该方法操作简单、易行，为工业化生产提供了依据。

作为一种优选实施方式，冷氢化低压精馏处理系统防堵塞方法，包括以下步骤：

当再沸器通过排料管线排料结束后，开启反冲洗管线，利用反冲洗管线中的物料对再沸器进行冲洗，从而防止再沸器的堵塞。

作为一种优选实施方式，所述冷氢化低压精馏处理系统防堵塞方法，包括以下步骤：

再沸器每隔1-10h通过排料管线进行一次排料，排料时关闭反冲洗管线，排料结束后开启反冲洗管线，利用反冲洗管线中的物料对再沸器进行冲洗，从而防止再沸器的堵塞。

鉴于上述冷氢化低压精馏处理系统、冷氢化低压精馏处理系统及防堵塞方法所具有的优势，使得其在冷氢化工艺中具有良好的应用。

最后应说明的是：以上各实施方式仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施方式对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施方式技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种冷氢化低压精馏处理装置，其特征在于，包括再沸器；

所述再沸器的顶部设置有进料管线，所述再沸器的底部设置有排料管线；

所述进料管线上还设有反冲洗管线，所述反冲洗管线的一端与所述进料管线连通，另一端与所述排料管线连通。

2.根据权利要求1所述的冷氢化低压精馏处理装置，其特征在于，所述反冲洗管线上设置有反冲洗流量计。

3.根据权利要求2所述的冷氢化低压精馏处理装置，其特征在于，所述反冲洗管线上还设置有隔断阀门。

4.根据权利要求3所述的冷氢化低压精馏处理装置，其特征在于，所述隔断阀门的数量为两个，两个所述隔断阀门分别设置在所述反冲洗流量计的两侧。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的冷氢化低压精馏处理装置，其特征在于，所述反冲洗管线中的物料流量占所述进料管线中的物料流量的1/20-1/5。

6.根据权利要求1-4任意一项所述的冷氢化低压精馏处理装置，其特征在于，所述排料管线与物料回收系统连通。

7.一种冷氢化低压精馏处理系统，其特征在于，包括权利要求1-6任意一项所述的冷氢化低压精馏处理装置和精馏塔；

其中，所述再沸器通过升汽管线和降液管线与所述精馏塔连通。

8.根据权利要求7所述的冷氢化低压精馏处理系统，其特征在于，所述升汽管线的一端与所述再沸器的顶部连通，所述升汽管线的另一端与所述精馏塔的中上部连通；

所述降液管线的一端与所述再沸器的顶部连通，所述升汽管线的另一端与所述精馏塔的底部连通。

9.一种冷氢化低压精馏处理系统防堵塞方法，其特征在于，采用权利要求1-6任意一项所述的冷氢化低压精馏处理装置或权利要求7或8所述的冷氢化低压精馏处理系统进行冷氢化低压精馏。

10.根据权利要求9所述的冷氢化低压精馏处理系统防堵塞方法，其特征在于，包括以下步骤：

当再沸器通过排料管线排料结束后，开启反冲洗管线，利用反冲洗管线中的物料对再沸器进行冲洗，从而防止再沸器的堵塞；

优选地，所述冷氢化低压精馏处理系统防堵塞方法，包括以下步骤：

再沸器每隔1-10h通过排料管线进行一次排料，排料时关闭反冲洗管线，排料结束后开启反冲洗管线，利用反冲洗管线中的物料对再沸器进行冲洗，从而防止再沸器的堵塞。