CN110193254A - 一种甲基氯硅烷单体湿法除尘的节能装置及工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种甲基氯硅烷单体湿法除尘的节能装置及工艺。液相氯甲烷经氯甲烷汽化器汽化后进入氯甲烷过热器，和/或经洗涤塔一级冷凝器A汽化后进入氯甲烷过热器后。洗涤塔顶部物料进入洗涤塔一级冷凝器A管程，和/或进入洗涤塔一级冷凝器B壳程，经冷凝后的液相物料进入洗涤塔回流罐用作洗涤塔回流和粗单体塔进料，未冷凝的气相物料进入洗涤塔二级冷凝器。本发明充分利用洗涤塔塔顶物料携带的热量，将其用于汽化液相氯甲烷，同时对洗涤塔塔顶物料进行冷凝。采用本发明提供的装置及工艺，既可节省大量汽化氯甲烷所需的饱和蒸汽，又可降低洗涤塔一级冷凝器B的循环水用量，节能效果十分显著。同时，可有效避免洗涤塔一级冷凝器A穿孔后物料泄露污染循环冷却水系统，减小企业经济损失。

Description

一种甲基氯硅烷单体湿法除尘的节能装置及工艺
技术领域
本发明涉及一种甲基氯硅烷单体湿法除尘的节能装置及工艺，属于有机硅单体生产技术领域。
背景技术
甲基氯硅烷单体主要包括二甲基二氯硅烷、一甲基三氯硅烷、一甲基二氯硅烷、三甲基一氯硅烷、二甲基一氯硅烷、四氯化硅、高沸物和低沸物等。目前，国内外各有机硅厂均采用直接法工艺生产甲基氯硅烷，即液相氯甲烷依次经汽化、过热后，在300℃，铜系催化剂作用下，与硅粉发生气固相催化反应合成。合成气与未反应完的硅粉再依次经过干法除尘、湿法除尘后，进入粗单体塔-氯甲烷塔进行精制，回收未反应完全的氯甲烷。随着市场化进程的发展与完善，企业的竞争压力越来越大，如何改进、优化生产工艺，提高反应选择性，并降低原材料及能源消耗是各有机硅厂不断追求的目标。
关于洗涤塔湿法除尘系统，如专利CN101337974B、CN 101434510 A、CN 100434431C及CN 101440102 B等公开的技术所述，塔顶气相物料进入一级冷凝器（冷媒为循环冷却水）降温至40℃以下初步冷凝后，不凝气进入二级冷凝器（冷媒为冷冻盐水）深冷至0～10℃，凝液进入回流罐用于洗涤塔回流和粗单体塔液相进料，不凝气进入氯甲烷压缩机。但该工艺仍存在一定不足之处：洗涤塔顶部出口气相物料温度高达70～90℃，需采用大量循环水降温至40℃以下，大量的热量未能有效利用，同时加大了全厂循环水负荷。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种甲基氯甲烷单体湿法除尘的节能工艺。
为了达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种甲基氯甲烷单体湿法除尘的节能装置，包括氯甲烷输送泵、氯甲烷汽化器、洗涤塔、洗涤塔一级冷凝器A、洗涤塔回流泵、洗涤塔一级冷凝器B、洗涤塔回流罐通过管道、阀门连接组成，其特征在于，液相氯甲烷经氯甲烷输送泵与氯甲烷汽化器壳程进口及洗涤塔一级冷凝器A壳程进口相连；
洗涤塔顶部出口与洗涤塔一级冷凝器A管程进口，及洗涤塔一级冷凝器B壳程进口连接；
洗涤塔一级冷凝器A管程出口、洗涤塔一级冷凝器B壳程出口与洗涤塔回流罐顶部进口连接；
洗涤塔一级冷凝器B壳程出口、洗涤塔回流罐顶部气相出口分别经管线连接至洗涤塔二级冷凝器。
氯甲烷输送泵出口为两路并联支管，其中一路支管与氯甲烷汽化器壳程进口连接，管线上设有调节阀A；另一路支管与洗涤塔一级冷凝器A壳程进口相连，管线上设有调节阀B；氯甲烷汽化器壳程出口、洗涤塔一级冷凝器A壳程出口连接至氯甲烷过热器。
洗涤塔顶部出口为两路并联支管，其中一路支管与洗涤塔一级冷凝器A管程进口连接，管线上设有调节阀D；另一路支管与洗涤塔顶部出口与洗涤塔一级冷凝器B壳程进口连接，管线上设有调节阀C。
洗涤塔回流罐经管线与洗涤塔连接。
所述的装置进行甲基氯硅烷单体湿法除尘的节能工艺，包括如下步骤：
氯甲烷输送泵出口液相氯甲烷进入氯甲烷汽化器壳程，经汽化后再进入氯甲烷过热器和/或进入洗涤塔一级冷凝器A壳程，经汽化后再进入氯甲烷过热器；
洗涤塔顶部出口的高温物料进入洗涤塔一级冷凝器A管程和/或进入洗涤塔一级冷凝器B壳程；
洗涤塔一级冷凝器A管程、洗涤塔一级冷凝器B壳程冷凝后的液相物料进入洗涤塔回流罐，洗涤塔回流罐内的甲基氯硅烷混合单体及氯甲烷的混合物料通过洗涤塔回流泵对洗涤塔进行塔回流操作，未凝结的气相物料进入洗涤塔二级冷凝器进行二次冷凝。
所述的高温物料为甲基氯硅烷混合单体及氯甲烷的混合物。
洗涤塔一级冷凝器B管程所用冷媒为30～40℃循环冷却水；氯甲烷汽化器管程所用热源为0.5～1.0MPa(G)饱和蒸汽。
调整氯甲烷输送泵至氯甲烷汽化器壳程及洗涤塔一级冷凝器A壳程的调节阀A和B的开度大小，控制进入氯甲烷汽化器壳程的氯甲烷量为氯甲烷输送泵出口总量的30～100%，进入洗涤塔一级冷凝器A壳程的氯甲烷量为氯甲烷输送泵出口总量的10-70%。
调整洗涤塔至洗涤塔一级冷凝器A管程及洗涤塔一级冷凝器B壳程调节阀D和C的开度大小，控制进入洗涤塔一级冷凝器A管程的洗涤塔顶部出口高温物料的量为洗涤塔顶部出口高温物料总量的10-100%，进入洗涤塔一级冷凝器B壳程的洗涤塔顶部出口高温物料的量为洗涤塔顶部出口高温物料总量的10-100%。
本发明提供一种甲基氯硅烷单体湿法除尘的节能工艺，将液相氯甲烷作为冷媒引入洗涤塔一级冷凝器A壳程，将洗涤塔塔顶高温物料作为热源引入洗涤塔一级冷凝器A管程，充分利用洗涤塔塔顶物料的热量去汽化液相氯甲烷，通过调节阀门A、B、C、D的开度来实现不同的操作工况，节能效果十分显著，具体为：
1.将液相氯甲烷引入洗涤塔一级冷凝器A壳程，代替循环冷却水作冷媒，对洗涤塔塔顶出口高温物料进行降温，大幅降低循环冷却水消耗。
2.将洗涤塔塔顶高温物料引入洗涤塔一级冷凝器A的管程，代替饱和蒸汽作为热源，将液相氯甲烷汽化为气相氯甲烷，大幅降低饱和蒸汽消耗。
此外，因洗涤塔塔顶高温物料质量流率较大，进入洗涤塔一级冷凝器A后流速较快，对洗涤塔一级冷凝器A换热管束形成强烈冲蚀，换热管束易穿孔，导致洗涤塔塔顶的物料（甲基氯硅烷混合单体、氯甲烷）泄露进循环冷却水系统，甲基氯硅烷单体遇水后极易水解产生氯化氢，使得循环冷却水呈酸性，污染整个循环冷却水系统并导致其他使用循环冷却水的换热器管束穿孔，造成全厂各循环水使用装置大面积停车，经济损失较大。而采用本发明提供的装置及工艺，用液相氯甲烷作为冷媒进入洗涤塔一级冷凝器A的壳程去冷凝洗涤塔塔顶的高温物料，若洗涤塔一级冷凝器A的换热管束发生穿孔，壳程中的氯甲烷（高压区）会泄露进管程，与洗涤塔塔顶的高温物料（甲基氯硅烷混合单体、氯甲烷）接触，因洗涤塔塔顶物料含有氯甲烷，管束穿孔后不会产生其他危害。可通过关闭阀门B、D，全开阀门A、C将洗涤塔一级冷凝器A进行隔离检修，装置不停车，减小企业经济损失。
附图说明
图1为本发明的甲基氯硅烷单体湿法除尘的节能装置结构示意图；
其中，（1）—氯甲烷输送泵、（2）—氯甲烷汽化器、（3）—洗涤塔、（4）—洗涤塔一级冷凝器A、（5）—洗涤塔回流泵、（6）—洗涤塔一级冷凝器B、（7）—洗涤塔回流罐。
具体实施方式
实施例1：
一种甲基氯硅烷单体湿法除尘的节能装置，由氯甲烷输送泵1、氯甲烷汽化器2、洗涤塔3、洗涤塔一级冷凝器A4、洗涤塔回流泵5、洗涤塔一级冷凝器B6、洗涤塔回流罐7等通过管道、阀门连接组成。液相氯甲烷经氯甲烷输送泵1与氯甲烷汽化器2壳程进口及洗涤塔一级冷凝器A4壳程进口相连；氯甲烷汽化器2壳程出口、洗涤塔一级冷凝器A4壳程出口氯甲烷进入氯甲烷过热器；洗涤塔3顶部出口与洗涤塔一级冷凝器A4管程进口及洗涤塔一级冷凝器B6壳程进口连接；洗涤塔一级冷凝器A4管程出口、洗涤塔一级冷凝器B6壳程出口与洗涤塔回流罐7顶部进口连接；洗涤塔一级冷凝器B6壳程出口、洗涤塔回流罐7顶部气相出口分别经管线连接至洗涤塔二级冷凝器。
氯甲烷输送泵1出口为两路并联支管，其中一路支管与氯甲烷汽化器2壳程进口连接，管线上设有调节阀A；另一路支管与洗涤塔一级冷凝器A 4壳程进口相连，管线上设有调节阀B。
洗涤塔3顶部出口为两路并联支管，其中一路支管与洗涤塔一级冷凝器A4管程进口连接，管线上设有调节阀D；另一路支管与洗涤塔3顶部出口与洗涤塔一级冷凝器B 6壳程进口连接，管线上设有调节阀C。
洗涤塔一级冷凝器A 4管程出口、洗涤塔一级冷凝器B 6壳程出口与洗涤塔回流罐7顶部进口连接；洗涤塔一级冷凝器B 6壳程出口及洗涤塔回流罐7顶部气相出口分别经管线连接至洗涤塔二级冷凝器。
洗涤塔回流罐7经管线与洗涤塔3连接。
实施例2：
一种实施例1所述的甲基氯硅烷单体湿法除尘的节能工艺，关闭阀门B、D，调节阀门A、C的开度，控制进入氯甲烷汽化器2壳程的氯甲烷量为氯甲烷输送泵1出口总量的100%，进入洗涤塔一级冷凝器A 4壳程的氯甲烷量为氯甲烷输送泵1出口总量的0%，进入洗涤塔一级冷凝器B 6壳程的洗涤塔3顶部出口高温物料的量为洗涤塔3顶部出口高温物料总量的100%，进入洗涤塔一级冷凝器A 4管程的洗涤塔3顶部出口高温物料为洗涤塔3顶部出口高温物料总量的0%。洗涤塔一级冷凝器B 6管程所用冷媒为30℃循环冷却水，氯甲烷汽化器2管程所用热源为0.5MPa(G)饱和蒸汽。采用此方法，每生产1t甲基氯硅烷单体，氯甲烷汽化器2消耗蒸汽约0.38t，洗涤塔一级冷凝器B 6消耗循环冷却水约32m3。
实施例3：
一种实施例1所述的甲基氯硅烷单体湿法除尘的节能工艺，关闭阀门B、D，调节阀门A、C的开度，控制进入氯甲烷汽化器（2）壳程的氯甲烷量为氯甲烷输送泵1出口总量的100%，进入洗涤塔一级冷凝器A 4壳程的氯甲烷量为氯甲烷输送泵1出口总量的0%，进入洗涤塔一级冷凝器B 6壳程的洗涤塔3顶部出口高温物料的量为洗涤塔3顶部出口高温物料总量的100%，进入洗涤塔一级冷凝器A 4管程的洗涤塔3顶部出口高温物料为洗涤塔3顶部出口高温物料总量的0%。洗涤塔一级冷凝器B 6管程所用冷媒为40℃循环冷却水，氯甲烷汽化器（2）管程所用热源为1.0MPa(G)饱和蒸汽。采用此方法，每生产1t甲基氯硅烷单体，氯甲烷汽化器（2）消耗蒸汽约0.32t，洗涤塔一级冷凝器B 6消耗循环冷却水约40m3。
实施例4：
一种实施例1所述的甲基氯硅烷单体湿法除尘的节能工艺，调节阀A、B、C、D均处于开启状态，调整阀门A、B、C、D的开度，控制进入氯甲烷汽化器2壳程的氯甲烷量为氯甲烷输送泵1出口总量的50%，进入洗涤塔一级冷凝器A 4壳程的氯甲烷量为氯甲烷输送泵1出口总量的50%，进入洗涤塔一级冷凝器B 6壳程的洗涤塔3顶部出口高温物料的量为洗涤塔3顶部出口高温物料总量的35%，进入洗涤塔一级冷凝器A 4管程的洗涤塔3顶部出口高温物料为洗涤塔3顶部出口高温物料总量的65%。洗涤塔一级冷凝器B 6管程所用冷媒为30℃循环冷却水，氯甲烷汽化器2管程所用热源为0.5MPa(G)饱和蒸汽。采用此方法，每生产1t甲基氯硅烷单体，氯甲烷汽化器2消耗蒸汽约0.19t，洗涤塔一级冷凝器B 6消耗循环冷却水约12m3。
实施例5：
一种实施例1所述的甲基氯硅烷单体湿法除尘的节能工艺，调节阀A、B、C、D均处于开启状态，调整阀门A、B、C、D的开度，控制进入氯甲烷汽化器2壳程的氯甲烷量为氯甲烷输送泵1出口总量的50%，进入洗涤塔一级冷凝器A 4壳程的氯甲烷量为氯甲烷输送泵1出口总量的50%，进入洗涤塔一级冷凝器B 6壳程的洗涤塔3顶部出口高温物料的量为洗涤塔3顶部出口高温物料总量的35%，进入洗涤塔一级冷凝器A 4管程的洗涤塔3顶部出口高温物料为洗涤塔3顶部出口高温物料总量的65%。洗涤塔一级冷凝器B 6管程所用冷媒为40℃循环冷却水，氯甲烷汽化器2管程所用热源为1.0MPa(G)饱和蒸汽。采用此方法，每生产1t甲基氯硅烷单体，氯甲烷汽化器2消耗蒸汽约0.15t，洗涤塔一级冷凝器B 6消耗循环冷却水约17m3。
实施例6：
一种实施例1所述的甲基氯硅烷单体湿法除尘的节能工艺，调节阀A、B、C、D均处于开启状态，调整阀门A、B、C、D的开度，控制进入氯甲烷汽化器2壳程的氯甲烷量为氯甲烷输送泵1出口总量的30%，进入洗涤塔一级冷凝器A4壳程的氯甲烷量为氯甲烷输送泵1出口总量的70%，进入洗涤塔一级冷凝器B 6壳程的洗涤塔3顶部出口高温物料的量为洗涤塔3顶部出口高温物料总量的0%，进入洗涤塔一级冷凝器A4管程的洗涤塔3顶部出口高温物料为洗涤塔3顶部出口高温物料总量的100%。洗涤塔一级冷凝器B 6管程所用冷媒为30℃循环冷却水，氯甲烷汽化器2管程所用热源为0.5MPa(G)饱和蒸汽。采用此方法，每生产1t甲基氯硅烷单体，氯甲烷汽化器2消耗蒸汽约0.12t，洗涤塔一级冷凝器B 6不消耗循环冷却水。
实施例7：
一种实施例1所述的甲基氯硅烷单体湿法除尘的节能工艺，调节阀A、B、C、D均处于开启状态，调整阀门A、B、C、D的开度，控制进入氯甲烷汽化器2壳程的氯甲烷量为氯甲烷输送泵1出口总量的30%，进入洗涤塔一级冷凝器A 4壳程的氯甲烷量为氯甲烷输送泵1出口总量的70%，进入洗涤塔一级冷凝器B 6壳程的洗涤塔3顶部出口高温物料的量为洗涤塔3顶部出口高温物料总量的0%，进入洗涤塔一级冷凝器A4管程的洗涤塔3顶部出口高温物料为洗涤塔3顶部出口高温物料总量的100%。洗涤塔一级冷凝器B 6管程所用冷媒为40℃循环冷却水，氯甲烷汽化器2管程所用热源为1.0MPa(G)饱和蒸汽。采用此方法，每生产1t甲基氯硅烷单体，氯甲烷汽化器2消耗蒸汽约0.1t，洗涤塔一级冷凝器B 6不消耗循环冷却水。
实施例8：
采用实施例4-7任一项所述的方法进行甲基氯硅烷单体湿法除尘操作时，若检测到洗涤塔一级冷凝器A 4换热管束发生穿孔，可迅速关闭阀门B和D，开启阀门A和C，控制进入氯甲烷汽化器2壳程的氯甲烷量为氯甲烷输送泵1出口总量的100%，进入洗涤塔一级冷凝器A4壳程的氯甲烷量为氯甲烷输送泵1出口总量的0%，进入洗涤塔一级冷凝器B 6壳程的洗涤塔3顶部出口高温物料的量为洗涤塔3顶部出口高温物料总量的100%，进入洗涤塔一级冷凝器A 4管程的洗涤塔3顶部出口高温物料为洗涤塔3顶部出口高温物料总量的0%，即为本发明提供的实施例2和3所述的方法。装置可继续生产，不停车，减小企业经济损失。

Claims (9)

1.一种甲基氯硅烷单体湿法除尘的节能装置，由氯甲烷输送泵（1）、氯甲烷汽化器（2）、洗涤塔（3）、洗涤塔一级冷凝器A（4）、洗涤塔回流泵（5）、洗涤塔一级冷凝器B（6）、洗涤塔回流罐（7）通过管道、阀门组成，其特征在于，液相氯甲烷管道经氯甲烷输送泵（1）与氯甲烷汽化器（2）壳程进口及洗涤塔一级冷凝器A（4）壳程进口相连；
洗涤塔（3）顶部出口与洗涤塔一级冷凝器A（4）管程进口，及洗涤塔一级冷凝器B（6）壳程进口连接；
洗涤塔一级冷凝器A（4）管程出口、洗涤塔一级冷凝器B（6）壳程出口与洗涤塔回流罐（7）顶部进口连接；
洗涤塔一级冷凝器B（6）壳程出口、洗涤塔回流罐（7）顶部气相出口分别经管线连接至洗涤塔二级冷凝器。
2.根据权利要求1所述的甲基氯硅烷单体湿法除尘的节能装置，其特征在于，氯甲烷输送泵（1）出口为两路并联支管，其中一路支管与氯甲烷汽化器（2）壳程进口连接，管线上设有调节阀A；另一路支管与洗涤塔一级冷凝器A（4）壳程进口相连，管线上设有调节阀B；氯甲烷汽化器（2）壳程出口、洗涤塔一级冷凝器A（4）壳程出口连接至氯甲烷过热器。
3.根据权利要求1所述的甲基氯硅烷单体湿法除尘的节能装置，其特征在于，洗涤塔（3）顶部出口为两路并联支管，其中一路支管与洗涤塔一级冷凝器A（4）管程进口连接，管线上设有调节阀D；另一路支管与洗涤塔（3）顶部出口与洗涤塔一级冷凝器B（6）壳程进口连接，管线上设有调节阀C。
4.根据权利要求1所述的甲基氯硅烷单体湿法除尘的节能装置，其特征在于，洗涤塔回流罐（7）经管线与洗涤塔（3）连接。
5.采用权利要求1-4任一项所述的装置进行甲基氯硅烷单体湿法除尘的节能工艺，其特征在于，包括如下步骤：
（1）氯甲烷输送泵出口液相氯甲烷进入氯甲烷汽化器壳程，经汽化后再进入氯甲烷过热器和/或进入洗涤塔一级冷凝器A壳程，经汽化后再进入氯甲烷过热器；
洗涤塔顶部出口的高温物料进入洗涤塔一级冷凝器A管程和/或进入洗涤塔一级冷凝器B壳程；
（2）洗涤塔一级冷凝器A管程、洗涤塔一级冷凝器B壳程冷凝后的液相物料进入洗涤塔回流罐，洗涤塔回流罐内的甲基氯硅烷混合单体及氯甲烷的混合物料通过洗涤塔回流泵对洗涤塔进行塔回流操作，未凝结的气相物料进入洗涤塔二级冷凝器进行二次冷凝。
6.根据权利要求5所述的甲基氯硅烷单体湿法除尘的节能工艺，其特征在于，所述的高温物料为甲基氯硅烷混合单体及氯甲烷的混合物。
7.根据权利要求5所述的甲基氯硅烷单体湿法除尘的节能工艺，其特征在于，洗涤塔一级冷凝器B管程所用冷媒为30～40℃循环冷却水；氯甲烷汽化器管程所用热源为0.5～1.0MPa(G)饱和蒸汽。
8.根据权利要求5所述的甲基氯硅烷单体湿法除尘的节能工艺，其特征在于，调整氯甲烷输送泵至氯甲烷汽化器壳程及洗涤塔一级冷凝器A壳程的调节阀A和B的开度大小，控制进入氯甲烷汽化器壳程的氯甲烷量为氯甲烷输送泵出口总量的30～100%，进入洗涤塔一级冷凝器A壳程的氯甲烷量为氯甲烷输送泵出口总量的10-70%。
9.根据权利要求5所述的甲基氯硅烷单体湿法除尘的节能工艺，其特征在于，调整洗涤塔至洗涤塔一级冷凝器A管程及洗涤塔一级冷凝器B壳程调节阀D和C的开度大小，控制进入洗涤塔一级冷凝器A管程的洗涤塔顶部出口高温物料的量为洗涤塔顶部出口高温物料总量的10-100%，进入洗涤塔一级冷凝器B壳程的洗涤塔顶部出口高温物料的量为洗涤塔顶部出口高温物料总量的10-100%。
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