CN110041358B - 一种粗单体分离工艺及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种粗单体分离工艺及系统，将来自单体合成的粗单体首先进入脱高塔，脱高塔塔釜的粗高沸进入高沸塔，塔顶采出的馏分进入中切塔；中切塔塔顶采出的馏分进入一甲塔，塔釜采出的粗二甲进入精二甲塔；精二甲塔塔顶采出精二甲产品，塔釜采出粗高沸物进入高沸物塔；高沸物塔塔釜采出高沸物产品，塔顶采出返回至脱高塔；一甲塔塔釜采出一甲产品，塔顶采出低沸组分进入后续精馏塔分离。利用本发明的技术方案，同比降低能耗20%，同时可以消除粗单体中高沸含量对粗单体分离的影响，提高二甲产品质量至99.95%以上。
Description
技术领域
本发明涉及一种粗单体分离工艺及系统，属有机硅生产技术领域。
背景技术
甲基氯硅烷混合单体包括二甲基二氯硅烷（简称二甲）、一甲基三氯硅烷（简称一甲）、三甲基一氯硅烷（简称三甲）、一甲基二氯硅烷（简称一甲含氢）、高沸物和低沸物。众所周知，目前国内外甲基氯硅烷单体合成普遍采用“直接法”合成工艺，以硅粉和氯甲烷为原料，在铜催化剂体系作用下直接合成甲基氯硅烷混合单体，甲基氯硅烷混合单体通过精馏分离得到主要目标产物二甲，副产物一甲、一甲含氢、三甲、高沸物及低沸物。二甲再通过水解和裂解等过程生产各种有机硅中间体—低聚甲基硅氧烷或烷氧基硅烷，进一步加工成为各类有机硅下游产品。
在制备硅油、硅橡胶时对原料二甲的纯度要求相当高，尤其是制备高温硫化硅橡胶，要求关键原料二甲的纯度达到99.95%以上。但粗单体组分复杂，沸点差距小，目前国内有机硅生产厂家精馏所得二甲产品与国外先进水平相比，纯度不高，且蒸汽用量较大，导致产品市场竞争力低下。因此有必要对甲基氯硅烷混合单体分离提纯工艺进行相关技术研究，设计合理分离流程，尽可能的分离出合格纯度的二甲，同时降低蒸汽消耗。
目前国内通用的有机硅单体分离工艺是顺式8塔，粗单体经过脱高塔、脱低塔，再进入二元塔分离出一甲产品和二甲产品；脱低塔塔顶采出物料经轻分塔、含氢塔、共沸塔、三甲塔分别分离出低沸物产品、一甲含氢产品、共沸物产品、三甲产品；脱高塔塔釜物料经过高沸塔分离出高沸物产品。该分离工艺粗单体经脱高塔、脱低塔，再进入二元塔分离出一甲产品和二甲产品，由于对塔顶及塔釜产品纯度要求均非常高，二元塔的操作条件比较苛刻，操作条件的微小波动可能就会导致其中某一种产品不合格，二甲产品为塔釜最后出料，导致二甲纯度不高。同时，二甲产品中沸点相近的杂质一直没有得到很好的解决。
发明内容
本发明提供了一种粗单体分离工艺及系统，解决现有技术难提，降低能耗的同时提高产品质量。
本发明中使用的技术术语说明：
粗单体：甲基氯硅烷混合单体，主要组分为一甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、三甲基一氯硅烷、一甲基二氯硅烷、四氯化硅等；
高沸物：标况下沸点大于70.2℃的组分；
低沸物：标况下沸点小于40.4℃的组分；
共沸物：三甲与四氯化硅组成的共沸物；
脱高塔：用于除去高沸物的塔器；
中切塔：用于分离一甲与二甲的塔器；
精二甲塔：用于脱除高沸物的塔器，本发明中所述的精二甲塔是脱高塔的一种；
一甲塔：用于分离一甲与三甲的塔器；
高沸塔：用于分离提纯高沸物产品的塔器；
本发明技术方案如下：
一种粗单体分离工艺及系统，将来自单体合成的粗单体进入脱高塔，脱高塔的塔釜内粗高沸被送至高沸物塔，脱高塔的塔顶采出的馏出液进入中切塔；
中切塔的塔顶采出物进入一甲塔，中切塔塔釜采出的粗二甲基二氯硅烷进入精二甲塔，精二甲塔塔顶采出精二甲基二氯硅烷产品，精二甲塔塔釜采出的粗高沸物进入高沸物塔；
高沸物塔的塔釜采出高沸物产品，高沸物塔的塔顶采出返回至脱高塔；
一甲塔塔釜采出一甲基三氯硅烷产品，一甲塔塔顶采出的低沸组分进入后续精馏塔分离。
所述脱高塔塔釜温度控制在140-170℃，塔釜压力控制在0.35-0.45MPa。
所述中切塔塔顶温度控制在80-90℃，塔顶压力控制在0.05-0.15MPa。
所述精二甲塔塔顶采出二甲基二氯硅烷产品，塔顶温度控制在80-100℃，塔顶压力控制在0.05-0.15MPa。
所述一甲塔塔釜采出一甲基三氯硅烷产品，塔顶温度控制在70-80℃，塔顶压力控制在0.03-0.15MPa。
所述高沸物塔塔釜采出高沸物产品，塔釜温度控制在150-170℃，塔釜压力控制在0.08-0.15MPa。
在上述工艺的基础上，本发明还提供一种粗单体分离工艺的系统，脱高塔顶部与中切塔连接；
中切塔顶部与一甲塔连接，中切塔底部与精二甲塔连接。
脱高塔底部与高沸物塔连接，高沸物塔顶部连接至高沸塔返料装置，高沸物塔底部连接至高沸物产品装置。
一甲塔顶部连接至低沸组分装置；底部连接至一甲产品装置。
精二甲塔顶部连接至二甲产品装置，精二甲塔底部连接至粗高沸物装置。
本发明工艺技术简单、控制条件严谨、具有良好的应用前景和应用价值，和现有技术相比其良效果在于：本发明工艺技术简单、控制条件严谨、具有良好的应用前景和应用价值，和现有技术相比其良效果在于：1.设计时二甲基二氯硅烷采用塔顶采出，最大降低高沸及塔釜杂质对二甲基二氯硅烷产品质量的影响，大幅度提高主产物二甲产品质量，达到99.98%以上；2.本发明调整工艺分离循序，先分一甲基三氯硅烷与二甲基二氯硅烷，一甲基三氯硅烷产品从塔釜采出，一甲塔设计比传统工艺脱低塔要少一只塔且塔径相对小一半，同时中切塔回流比变小，使得设备投资减少且各热量充分利用，可降低能耗20%。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图，其中，1脱高塔；2中切塔；3精二甲塔；4一甲塔；5高沸物塔；6粗单体；7低沸组分装置；8一甲产品装置；9二甲产品装置；10粗高沸物装置； 11高沸塔返料装置；12高沸物产品装置。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，但下述实施例仅仅为本发明的优先实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。
实施例1
将来自单体合成的粗单体6首先进入脱高塔1，脱高塔1塔釜的粗高沸被送至高沸塔5，高沸塔5塔顶采出的馏出液进入中切塔2；脱高塔1塔釜温度控制在150℃，塔釜压力控制在0.4MPa。
中切塔2塔顶采出进入一甲塔4，塔釜采出的粗二甲进入精二甲塔3；中切塔2塔顶温度控制在90℃，塔顶压力控制在0.10MPa。
精二甲塔3塔顶采出精二甲产品9，塔釜采出粗高沸物10进入高沸物塔5；精二甲塔3塔顶温度控制在90℃，塔顶压力控制在0.10Mpa，二甲产品12纯度99.99%。
高沸物塔5塔釜采出高沸物产品12，塔顶采出11返回至脱高塔1；高沸物塔5塔釜温度控制在160℃，塔釜压力控制在0.09MPa，高沸物产品16纯度99.8%。
一甲塔4塔釜采出一甲产品8，塔顶采出低沸组分进入后续精馏塔分离；一甲塔4塔顶温度控制在75℃，塔顶压力控制在0.10MPa，一甲产品14纯度99.8%。
实施例2
将来自单体合成的粗单体6首先进入脱高塔1，脱高塔1塔釜的粗高沸被送至高沸塔5，高沸塔5塔顶采出的馏出液进入中切塔2；脱高塔1塔釜温度控制在160℃，塔釜压力控制在0.35MPa。
中切塔2塔顶采出进入一甲塔4，塔釜采出的粗二甲进入精二甲塔3；中切塔2塔顶温度控制在88℃，塔顶压力控制在0.08MPa。
精二甲塔3塔顶采出精二甲产品9，塔釜采出粗高沸物10进入高沸物塔5；精二甲塔3塔顶温度控制在80℃，塔顶压力控制在0.08Mpa，二甲产品12纯度99.999%。
高沸物塔5塔釜采出高沸物产品12，塔顶采出11返回至脱高塔1；高沸物塔5塔釜温度控制在155℃，塔釜压力控制在0.08MPa，高沸物产品16纯度99.7%。
一甲塔4塔釜采出一甲产品8，塔顶采出低沸组分进入后续精馏塔分离；一甲塔4塔顶温度控制在75℃，塔顶压力控制在0.05MPa，一甲产品14纯度99.9%。
实施例3
将来自单体合成的粗单体6首先进入脱高塔1，脱高塔1塔釜的粗高沸被送至高沸塔5，高沸塔5塔顶采出的馏出液进入中切塔2；脱高塔1塔釜温度控制在170℃，塔釜压力控制在0.45MPa。
中切塔2塔顶采出进入一甲塔4，塔釜采出的粗二甲进入精二甲塔3；中切塔2塔顶温度控制在90℃，塔顶压力控制在0.15MPa。
精二甲塔3塔顶采出精二甲产品9，塔釜采出粗高沸物10进入高沸物塔5；精二甲塔3塔顶温度控制在90℃，塔顶压力控制在0.15Mpa，二甲产品12纯度99.98%。
高沸物塔5塔釜采出高沸物产品12，塔顶采出11返回至脱高塔1；高沸物塔5塔釜温度控制在170℃，塔釜压力控制在0.15MPa，高沸物产品16纯度99.9%。
一甲塔4塔釜采出一甲产品8，塔顶采出低沸组分进入后续精馏塔分离；一甲塔4塔顶温度控制在80℃，塔顶压力控制在0.15MPa，一甲产品14纯度99.8%。
实施例4
将来自单体合成的粗单体6以20吨/小时的流量进入脱高塔1，脱高塔1塔釜采出的粗高沸物被送至高沸物塔5，塔顶采出的馏出液进入中切塔2；脱高塔1塔釜温度控制在145.5℃，塔釜压力控制在0.38MPa。
中切塔2塔顶采出进入一甲塔4，塔釜采出的粗二甲基二氯硅烷进入精二甲塔3；中切塔2塔顶温度控制在82.3℃，塔顶压力控制在0.07MPa。
精二甲塔3塔顶采出精二甲基二氯硅烷产品9，塔釜采出的粗高沸物10进入高沸物塔5；精二甲塔3塔顶温度控制在86.4℃，塔顶压力控制在0.05Mpa，二甲基二氯硅烷产品12纯度99.99%。
一甲塔4塔釜采出一甲基三氯硅烷产品8，塔顶采出的低沸组分进入后续精馏塔分离；一甲塔4塔顶温度控制在72.6℃，塔顶压力控制在0.06MPa，一甲基三氯硅烷产品14纯度99.55%。
高沸物塔5塔釜采出高沸物产品12，塔顶采出11返回至脱高塔1；高沸物塔5塔釜温度控制在153.3℃，塔釜压力控制在0.09MPa，高沸物产品16纯度99.6%。
实施例5
将来自单体合成的粗单体6以25.5吨/小时的流量进入脱高塔1，脱高塔1塔釜采出的粗高沸物被送至高沸塔5，塔顶采出的馏出液进入中切塔2；脱高塔1塔釜温度控制在151.1℃，塔釜压力控制在0.41MPa。
中切塔2塔顶采出进入一甲塔4，塔釜采出的粗二甲基二氯硅烷进入精二甲塔3；中切塔2塔顶温度控制在85.2℃，塔顶压力控制在0.10MPa。
精二甲塔3塔顶采出精二甲基二氯硅烷产品9，塔釜采出的粗高沸物10进入高沸物塔5；精二甲塔3塔顶温度控制在90.5℃，塔顶压力控制在0.08Mpa，二甲基二氯硅烷产品12主含量99.98%。
一甲塔4塔釜采出一甲基三氯硅烷产品8，塔顶采出的低沸组分进入后续精馏塔分离；一甲塔4塔顶温度控制在76.2℃，塔顶压力控制在0.10MPa，一甲基三氯硅烷产品14纯度99.6%。
高沸物塔5塔釜采出高沸物产品12，塔顶采出11返回至脱高塔1；高沸物塔5塔釜温度控制在160.4℃，塔釜压力控制在0.11MPa，高沸物产品16纯度99.55%。
实施例6
将来自单体合成的粗单体6以30吨/小时的流量进入脱高塔1，脱高塔1塔釜采出的粗高沸物被送至高沸塔5，塔顶采出的馏出液进入中切塔2；脱高塔1塔釜温度控制在160.5℃，塔釜压力控制在0.43MPa。
中切塔2塔顶采出进入一甲塔4，塔釜采出的粗二甲基二氯硅烷进入精二甲塔3；中切塔2塔顶温度控制在88.3℃，塔顶压力控制在0.13MPa。
精二甲塔3塔顶采出精二甲基二氯硅烷产品9，塔釜采出的粗高沸物10进入高沸物塔5；精二甲塔3塔顶温度控制在98.2℃，塔顶压力控制在0.13Mpa，二甲基二氯硅烷产品12主含量99.98%。
一甲塔4塔釜采出一甲基三氯硅烷产品8，塔顶采出的低沸组分进入后续精馏塔分离；一甲塔4塔顶温度控制在78.6℃，塔顶压力控制在0.13MPa，一甲基三氯硅烷产品14纯度99.55%。
高沸物塔5塔釜采出高沸物产品12，塔顶采出11返回至脱高塔1；高沸物塔5塔釜温度控制在164.5℃，塔釜压力控制在0.14MPa，高沸物产品16纯度99.7%。
实施例7
一种粗单体分离系统，脱高塔1顶部与中切塔2连接；中切塔2顶部与一甲塔4连接，中切塔2底部与精二甲塔3连接。脱高塔1底部与高沸物塔5连接，高沸物塔5顶部连接至高沸塔返料装置11，高沸物塔5底部连接至高沸物产品装置12。一甲塔4顶部连接至低沸组分装置7；底部连接至一甲产品装置8。精二甲塔3顶部连接至二甲产品装置9，精二甲塔3底部连接至粗高沸物装置10。
Claims (6)
1.一种甲基氯硅烷粗单体分离工艺，其特征在于，将来自单体合成的粗单体进入脱高塔，脱高塔的塔釜内粗高沸被送至高沸物塔，脱高塔的塔顶采出的馏出液进入中切塔，所述脱高塔的塔釜温度控制在140-170℃，塔釜压力控制在0.35-0.45MPa；
中切塔的塔顶采出物进入一甲塔，中切塔塔釜采出的粗二甲基二氯硅烷进入精二甲塔，精二甲塔塔顶采出精二甲基二氯硅烷产品，塔顶温度控制在80-100℃，塔顶压力控制在0.05-0.15MPa，精二甲塔塔釜采出的粗高沸物进入高沸物塔；
高沸物塔的塔釜采出高沸物产品，高沸物塔的塔顶采出返回至脱高塔；
一甲塔塔釜采出一甲基三氯硅烷产品，一甲塔塔顶采出的低沸组分进入后续精馏塔分离。
2.如权利要求1所述的甲基氯硅烷粗单体分离工艺，其特征在于，所述中切塔的塔顶温度控制在80-90℃，塔顶压力控制在0.05-0.15MPa。
3.如权利要求1所述的甲基氯硅烷粗单体分离工艺，其特征在于，所述一甲塔的塔釜采出一甲产品，塔顶温度控制在70-80℃，塔顶压力控制在0.03-0.15MPa。
4.如权利要求1所述的甲基氯硅烷粗单体分离工艺，其特征在于，所述高沸物塔的塔釜采出高沸物产品，塔釜温度控制在150-170℃，塔釜压力控制在0.08-0.15MPa。
5.进行权利要求1-4任一项所述的甲基氯硅烷粗单体分离工艺的装置，其特征在于，脱高塔（1）顶部与中切塔（2）连接；
中切塔（2）顶部与一甲塔（4）连接，中切塔（2）底部与精二甲塔（3）连接，脱高塔（1）底部与高沸物塔（5）连接，高沸物塔（5）顶部连接至高沸塔返料装置（11），高沸物塔（5）底部连接至高沸物产品装置（12），一甲塔（4）顶部连接至低沸组分装置（7）；底部连接至一甲产品装置（8）。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，精二甲塔（3）顶部连接至二甲产品装置（9），精二甲塔（3）底部连接至粗高沸物装置（10）。
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| CN105503933A (zh) * | 2015-12-21 | 2016-04-20 | 山东聊城中盛蓝瑞化工有限公司 | 一种化工单体节能精馏系统及方法 |
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2019
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