CN111253428A - 一种有机硅单体的分离装置及分离方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种有机硅单体的装置及分离方法。有机硅单体在包括脱高塔、脱低塔、高沸塔、二甲塔、二元塔和轻组分分离塔组的装置中进行分离;将脱高塔、高沸塔、脱低塔、二甲塔和二元塔中至少两个塔的塔顶气相物流与液态换热介质换热,对得到的换热介质气相物流进行增压,增压后的换热介质气相物流送入脱低塔、二甲塔和二元塔和轻组分分离塔组中至少两个塔的塔底再沸器。该方法实现了将多处塔顶的热量,通过换热介质传递用作塔釜热源,提高能源的利用率,节约了能源,降低了精馏塔操作成本。
Description
技术领域
本发明属于有机硅单体分离领域,具体涉及一种有机硅单体的分离装置及分离方法。
背景技术
有机氯硅烷是重要的有机硅单体,其中甲基氯硅烷更是有机硅工业的支柱,因为大部分的有机硅产品都是由二甲基二氯硅烷水解的中间体二甲基硅氧烷低聚物进一步加工而成,所以有机硅工业的发展和甲基氯硅烷单体合成技术密切相关。
甲基氯硅烷单体主要是在流化床内通过氯甲烷气体和硅粉在铜催化剂作用下进行高温高压反应制备的,该反应的产物除了70-90wt%二甲基二氯硅烷外,还包括多达几十种的其他物质,它们沸点差距小,且存在共沸,分离要求又较高,因此分离纯化相当困难。工业上为了获得所需纯度99.98%以上的二甲基二氯硅烷单体,均需要采用精密分馏法,采用200块左右理论塔板数的高效分馏塔。
甲基氯硅烷混合单体的分离和纯化在整个甲基氯硅烷生产中占有十分重要的地位,投资巨大,其中的精馏单元是甲基氯硅烷生产总能耗最高的一个环节,占单体工厂总能耗的70%。因此甲基氯硅烷混合单体精馏分离单元的节能降耗一直是该领域的重要技改方向。通过1)利用废热预热进塔物料、2)减少操作回流比、3)塔釜余热利用、4)多塔耦合利用塔顶蒸汽余热等措施可以达到一定的节能效果,但往往因为条件所限,无法实施或实施难度大。
发明内容
本发明提供一种用于有机硅单体分离的装置,所述装置包括:脱高塔、脱低塔、高沸塔、二甲塔、二元塔、轻组分分离塔组和压缩机,还包括分别与每个塔的塔顶连接的塔顶冷凝器、与塔底连接的再沸器;
其中,脱高塔、高沸塔、脱低塔、二甲塔和二元塔中的至少两个塔的塔顶冷凝器包括液态换热介质的入口和换热介质气相物流出口;
其中,脱低塔、二甲塔、二元塔和轻组分分离塔组中的至少两个塔的再沸器包括换热介质入口和换热介质出口;
所述塔顶冷凝器的换热介质气相物流出口与压缩机的入口连接,压缩机的出口与至少两个再沸器的换热介质入口连接。
根据本发明的实施方案,所述脱高塔、脱低塔和轻组分分离塔组串联。
根据本发明的实施方案,所述脱高塔和高沸塔串联。
根据本发明的实施方案,所述脱低塔、二甲塔和二元塔串联。
根据本发明的实施方案,所述塔顶冷凝器还包括物料入口和物料出口。
根据本发明的实施方案,所述再沸器还包括物料入口和物料出口。
根据本发明的实施方案,所述脱高塔的塔顶与脱高塔塔顶冷凝器的物料入口连接,脱高塔塔顶冷凝器的物料出口与脱高塔的塔顶连接和/或与脱低塔连接。
根据本发明的实施方案,所述脱高塔的塔釜液出口与脱高塔再沸器的物料入口连接和/或与高沸塔连接。
根据本发明的实施方案,所述高沸塔的塔顶与高沸塔塔顶冷凝器的物料入口连接,高沸塔塔顶冷凝器的物料出口与高沸塔塔顶连接和/或与脱高塔连接。
根据本发明的实施方案,所述高沸塔的塔釜液出口与高沸塔再沸器的物料入口连接和/或与外部管路连接。
根据本发明的实施方案,所述脱低塔的塔顶与脱低塔塔顶冷凝器的物料入口连接,脱低塔塔顶冷凝器的物料出口与脱低塔塔顶连接和/或与轻组分分离塔组连接。
根据本发明的实施方案,所述脱低塔的塔釜液出口与脱低塔再沸器的物料入口连接和/或与二甲塔连接。
根据本发明的实施方案,所述二甲塔的塔顶与二甲塔塔顶冷凝器的物料入口连接,二甲塔塔顶冷凝器的物料出口与二甲塔塔顶连接和/或与二元塔连接。
根据本发明的实施方案,所述二甲塔的塔釜液出口与二甲塔再沸器的物料入口连接和/或与外部管路连接。
根据本发明的实施方案,所述二元塔的塔顶与二元塔塔顶冷凝器的物料入口连接,二元塔塔顶冷凝器的物料出口与二元塔塔顶连接和/或与外部管路连接。
根据本发明的实施方案,所述二元塔的塔釜液出口与二元塔再沸器的物料入口连接和/或与外部管路连接。
根据本发明的实施方案,所述再沸器的物料出口分别与其连接塔的塔釜连接。
根据本发明的实施方案,所述分离装置还包括闪蒸罐,所述脱高塔再沸器、高沸塔再沸器、脱低塔再沸器、二甲塔再沸器和二元塔再沸器中至少两个塔底再沸器的换热介质出口与闪蒸罐的入口连接,所述闪蒸罐的液体出口与脱高塔塔顶冷凝器、高沸塔塔顶冷凝器、脱低塔塔顶冷凝器、二甲塔塔顶冷凝器和二元塔塔顶冷凝器中的至少两个塔顶冷凝器的液态换热介质的入口连接,所述闪蒸罐的气体出口与压缩机的入口连接。
根据本发明的实施方案,所述轻组分分离塔组包括轻分塔、含氢塔、共沸塔和三甲塔。其中,各塔按本领域已知方式连接。
根据本发明示例性的方案,所述分离装置包括:脱高塔、脱低塔、高沸塔、二甲塔、二元塔、轻组分分离塔组、压缩机和闪蒸罐;
其中,脱高塔、高沸塔、脱低塔、二甲塔和二元塔中的每个塔的塔顶分别与冷凝器连接,每个塔的塔底分别与再沸器连接;
脱低塔塔顶冷凝器、二甲塔塔顶冷凝器和二元塔塔顶冷凝器的换热介质气相物流出口均与压缩机的入口连接,压缩机的出口与脱低塔再沸器、二甲塔再沸器和二元塔再沸器的换热介质入口分别连接;脱低塔再沸器、二甲塔再沸器和二元塔再沸器的换热介质出口分别与闪蒸罐的入口连接,所述闪蒸罐的液体出口与脱低塔塔顶冷凝器、二甲塔塔顶冷凝器和二元塔塔顶冷凝器的液态换热介质入口分别连接,所述闪蒸罐的气体出口与压缩机的入口连接。
本发明提供一种有机硅单体的分离方法,所述有机硅单体在包括脱高塔、脱低塔、高沸塔、二甲塔、二元塔和轻组分分离塔组的装置中进行分离;
其中,将脱高塔、脱低塔、高沸塔、二甲塔和二元塔中至少两个塔的塔顶气相物流与液态换热介质换热,对得到的换热介质气相物流进行增压,增压后的换热介质气相物流送入脱低塔、二甲塔、二元塔、轻组分分离塔组中至少两个塔的塔底再沸器。
根据本发明的实施方案,所述的有机硅单体是由氯甲烷和单质硅反应得到的含甲基氯硅烷的反应产物;优选地,所述反应产物包括二甲基二氯硅烷,一甲基三氯硅烷,沸点低于一甲基三氯硅烷的低沸物、即轻组分,和沸点高于二甲基二氯硅烷的高沸物、即重组分。
根据本发明的实施方案,所述换热介质选自沸点低于120℃的化合物中的至少一种,优选选自其中汽化潜热大的化合物,比如水、丙酮、环戊烷、五氟丙烷等中的至少一种。
根据本发明示例性的实施方案,所述有机硅单体的分离方法包括如下步骤:将脱高塔、高沸塔、二甲塔和二元塔排出的塔顶气相物流与液态换热介质进行换热,对得到的换热介质气相物流进行增压,将增压后的换热介质气相物流送入脱低塔、二甲塔和二元塔的塔底再沸器。
本发明还提供上述分离装置在上述有机硅单体的分离中的应用。
本发明的有益效果:
本发明提供的有机硅单体的分离装置及分离方法,将换热介质在多处精馏塔塔顶冷凝器中吸收塔顶气相物流的热量蒸发,蒸发的换热介质气体经压缩提高压力和温度后送多处精馏塔再沸器加热塔釜液,经再沸器换热后冷凝为液体的换热介质再送去多处塔顶冷凝器换热。通过此方法,实现了将多处塔顶的热量,通过换热介质传递用作塔釜热源,提高能源的利用率,节约了能源,降低了精馏塔的操作成本。
附图说明
图1为实施例1有机硅单体分离装置的结构示意图;
附图标记:T1、脱高塔,T2、脱低塔,T3、高沸塔,T4、二甲塔,T5、二元塔,C1、脱高塔塔顶冷凝器,C2、脱低塔塔顶冷凝器,C3、高沸塔塔顶冷凝器,C4、二甲塔塔顶冷凝器,C5、二元塔塔顶冷凝器,B1、脱高塔再沸器,B2、脱低塔再沸器,B3、高沸塔再沸器,B4、二甲塔再沸器,B5、二元塔再沸器;1、甲基氯硅烷单体混合物,2、脱高塔塔顶回流,3、脱高塔塔顶馏分,4、脱低塔塔顶回流,5、脱低塔塔顶馏分,6、脱高塔塔釜液,7、高沸塔塔顶回流,8、高沸塔塔顶馏分,9、高沸物,10、脱低塔塔釜液,11、二甲塔塔顶回流,12、二甲基二氯硅烷,13、二甲塔塔顶馏分,14、二元塔塔顶回流,15、一甲基三氯硅烷。
图2为实施例1有机硅单体分离装置中换热介质的流向图;
附图标记:A、压缩机,C2、脱低塔塔顶冷凝器,C4、二甲塔塔顶冷凝器,C5、二元塔塔顶冷凝器,B2、脱低塔再沸器,B3、高沸塔再沸器,B4、二甲塔再沸器,B5、二元塔再沸器,D、闪蒸器。
具体实施方式
本发明提供一种有机硅单体的分离方法,所述有机硅单体在包括脱高塔、脱低塔、高沸塔、二甲塔、二元塔和轻组分分离塔组的装置中进行分离;
其中,将脱高塔、高沸塔、脱低塔、二甲塔和二元塔中至少两个塔的塔顶气相物流与液态换热介质换热,对得到的换热介质气相物流进行增压,增压后的换热介质气相物流送入脱低塔、二甲塔、二元塔和轻组分分离塔组中至少两个塔的塔底再沸器。
根据本发明的实施方案,所述脱高塔用于分离出所述反应产物中沸点高于二甲基二氯硅烷的高沸物。
根据本发明的实施方案,所述高沸塔用于辅助脱高塔分离高沸物。
根据本发明的实施方案,所述脱低塔用于将脱除来自脱高塔塔顶馏分中的沸点低于一甲基三氯硅烷的低沸物。
根据本发明的实施方案,所述二甲塔与二元塔用于分离脱低塔塔底液中的二甲基二氯硅烷和一甲基三氯硅烷,二甲塔塔底出二甲基二氯硅烷,二元塔塔顶出一甲基三氯硅烷。
根据本发明的实施方案,所述轻组分分离塔组用于低沸物的分离,轻组分分离塔组包括轻分塔、含氢塔、共沸塔和三甲塔。其中,所述轻分塔用于脱除低沸物中沸点低于一甲基二氯硅烷的组分。其中,所述含氢塔用于分离低沸物中的一甲基二氯硅烷。其中,所述共沸塔用于分离低沸物中的三甲基氯硅烷和四氯化硅组成的共沸物。其中,所述三甲塔用于分离低沸物中的三甲基氯硅烷。
根据本发明的实施方案,所述的有机硅单体包括二甲基二氯硅烷,一甲基三氯硅烷,沸点低于一甲基三氯硅烷的低沸物、即轻组分,和沸点高于二甲基二氯硅烷的高沸物、即重组分。例如,所述有机硅单体含有二甲基二氯硅烷、一甲基三氯硅烷、沸点低于一甲基三氯硅烷的低沸物(包括四氯化硅、三甲基氯硅烷、一甲基二氯硅烷、沸点低于一甲基二氯硅烷的组分)和沸点高于二甲基二氯硅烷的高沸物;比如,所述有机硅单体含有二甲基二氯硅烷70-90wt%,一甲基三氯硅烷5-15wt%,三甲基氯硅烷2-6wt%,一甲基二氯硅烷0.5-1.5wt%,沸点低于一甲基二氯硅烷的组分0.2-0.7wt%,四氯化硅0.02-0.1wt%,沸点高于二甲基二氯硅烷的高沸物2-8wt%。
根据本发明的实施方案,所述的有机硅单体的进料温度为20-30℃,例如为20℃、21℃、22℃、23℃、24℃、25℃、26℃、27℃、28℃、29℃、30℃。其中,所述的有机硅单体的进料压力为0.5-1.2MPa,例如为0.5MPa、0.6MPa、0.7MPa、0.8MPa、0.9MPa、1.0MPa。
根据本发明的实施方案,所述换热介质选自沸点低于120℃的化合物中的至少一种,优选选自其中汽化潜热大的化合物,比如水、丙酮、环戊烷、五氟丙烷等中的至少一种,优选为环戊烷。
根据本发明的实施方案,对各塔的操作条件不作特别限定。
根据本发明的实施方案,所述脱高塔的塔顶操作温度可以为70-90℃,比如75-85℃,示例性为70℃、72℃、74℃、76℃、78℃、80℃、82℃、84℃、86℃、88℃、90℃。例如,所述脱高塔的塔顶操作压力可以为0.1-0.2MPa,比如0.12-0.18MPa,示例性为0.11MPa、0.12MPa、0.14MPa、0.15MPa、0.16MPa、0.18MPa、0.2MPa。例如,所述脱高塔的塔釜温度可以为140-160℃,比如为145-155℃,示例性为140℃、142℃、144℃、146℃、148℃、150℃、152℃、154℃、156℃、158℃、160℃。例如,所述脱高塔的回流比为4-10,例如5-8,示例性为5、6、7、8。
根据本发明的实施方案,所述高沸塔的塔釜温度可以为145-165℃,例如150-160℃,示例性为145℃、147℃、149℃、151℃、153℃、155℃、157℃、159℃。
根据本发明的实施方案,所述脱高塔和高沸塔的塔釜供热介质为水蒸气。
根据本发明的实施方案,所述脱低塔的塔顶操作温度可以为65-80℃,例如70-75℃,示例性为66℃、68℃、70℃、72℃、72.5℃、74℃、76℃、78℃、80℃。其中,所述脱低塔的塔顶操作压力可以为0.15-0.25MPa,比如0.17-0.23MPa,示例性为0.15MPa、0.17MPa、0.19MPa、0.21MPa、0.23MPa、0.25MPa。其中,所述脱低塔的塔釜温度可以为90-110℃,例如95-105℃,示例性为91℃、93℃、95℃、97℃、99℃、101℃、103℃、105℃、107℃、109℃。其中,所述脱低塔的回流比为50-70,例如55-65,示例性为52、54、56、58、60、62、64、66、68、70。
根据本发明的实施方案,所述二甲塔的塔顶操作温度可以为75-95℃,例如80-90℃,示例性为77℃、79℃、81℃、83℃、85℃、87℃、89℃、91℃、93℃、95℃。其中,所述二甲塔的塔釜温度可以为85-100℃,例如90-95℃,示例性为85℃、87℃、89℃、91℃、93℃、95℃、97℃、99℃。其中,所述二甲塔的回流比可以为80-110,例如85-105,示例性为84、88、92、95、98、102、106、110。
根据本发明的实施方案,所述二元塔的塔顶操作温度可以为75-95℃,例如80-90℃,示例性为77℃、79℃、81℃、83℃、85℃、87℃、89℃、91℃、93℃、95℃。其中,所述二元塔的塔釜温度可以为80-100℃,例如85-95℃,示例性为81℃、83℃、85℃、87℃、89℃、91℃、93℃、95℃、97℃、99℃。其中,所述二元塔的回流比可以为40-55,例如45-50,示例性为41、43、45、47、49、51、53、55。
根据本发明的实施方案,所述脱低塔、二甲塔和二元塔的塔釜供热介质为所述换热介质。
根据本发明的实施方案,进入压缩机的换热介质气相物流的温度可以为60-90℃,例如65-85℃,示例性为65℃、70℃、72℃、74℃、76℃、78℃、80℃、82℃、84℃、86℃、88℃、90℃。其中,进入压缩机的换热介质气相物流的压力为0.1-0.25MPa,比如0.11-0.23MPa,示例性为0.15MPa、0.17MPa、0.19MPa、0.21MPa、0.23MPa、0.25MPa。
根据本发明的实施方案,所述增压后的换热介质气相物流的压力可以为0.3-0.75MPa,例如0.35-0.6MPa,示例性为0.35MPa、0.4MPa、0.42MPa、0.44MPa、0.46MPa、0.48MPa、0.50MPa、0.52MPa、0.54MPa、0.56MPa、0.58MPa、0.6MPa。其中,所述增压后的换热介质气相物流的温度可以为90-135℃,例如100-130℃,示例性为100℃、110℃、120℃。
下文将结合具体实施例对本发明的技术方案做更进一步的详细说明。应当理解,下列实施例仅为示例性地说明和解释本发明,而不应被解释为对本发明保护范围的限制。凡基于本发明上述内容所实现的技术均涵盖在本发明旨在保护的范围内。
除非另有说明,以下实施例中使用的原料和试剂均为市售商品,或者可以通过已知方法制备。
实施例1
如图1所示,有机硅单体的分离装置包括:脱高塔T1、脱低塔T2、高沸塔T3、二甲塔T4、二元塔T5、轻组分分离塔组、压缩机A和闪蒸罐D;
其中,脱高塔T1、脱低塔T2、高沸塔T3、二甲塔T4和二元塔T5中的每个塔的塔顶分别与其对应的冷凝器C1-C5连接,每个塔和塔组的塔底分别与其对应的再沸器B1-B5连接。
脱高塔T1、脱低塔T2和轻组分分离塔组串联,脱高塔T1和高沸塔T3串联,脱低塔T2、二甲塔T4和二元塔T5串联。
甲基氯硅烷单体混合物1进入脱高塔T1,脱高塔T1的塔顶与脱高塔塔顶冷凝器C1的物料入口连接,脱高塔塔顶冷凝器C1的物料出口设有两条支路:一条支路与脱高塔T1的塔顶连接,作为脱高塔塔顶回流2,另一条支路与脱低塔T2连接,脱高塔塔顶馏分3去脱低塔T2。脱高塔T1的塔釜液出口设有两条支路:一条支路与脱高塔再沸器B1的物料入口连接,另一条支路与高沸塔T3连接,脱高塔塔釜液6去高沸塔T3。
高沸塔T3的塔顶与高沸塔塔顶冷凝器C3的物料入口连接,高沸塔塔顶冷凝器C3的物料出口设有两条支路:一条支路与高沸塔T3的塔顶连接,作为高沸塔塔顶回流7;一条支路与脱高塔T1连接,高沸塔塔顶馏分8去脱高塔T1。高沸塔T3的塔釜液出口设有两条支路:一条支路与高沸塔再沸器B3的物料入口连接,另一条支路与外部管路连接,排出高沸物9。
脱低塔T2的塔顶与脱低塔塔顶冷凝器C2的物料入口连接,脱低塔塔顶冷凝器C2的物料出口设有两条支路,一条支路与脱低塔T2的塔顶连接,作为脱低塔塔顶回流4;另一条支路与轻组分分离塔组连接,脱低塔塔顶馏分5去轻组分分离塔组。脱低塔T2的塔釜液出口设有两条支路,一条支路与脱低塔再沸器B2的物料入口连接,另一条支路与二甲塔T4连接,脱低塔塔釜液10去二甲塔T4。
二甲塔T4的塔顶与二甲塔塔顶冷凝器C4的物料入口连接,二甲塔塔顶冷凝器C4的物料出口设有两条支路,一条支路与二甲塔T4的塔顶连接,作为二甲塔塔顶回流11;另一条支路与二元塔T5连接,二甲塔塔顶馏分13去二元塔T5。二甲塔T4的塔釜液出口设有两条支路,一条支路与二甲塔再沸器B4的物料入口连接,另一条支路与外部管路连接,排出二甲基二氯硅烷12。
二元塔T5的塔顶与二元塔塔顶冷凝器C5的物料入口连接,二元塔塔顶冷凝器C5的物料出口设有两条支路,一条支路与二元塔T5的塔顶连接,作为二元塔塔顶回流14;一条支路与外部管路连接,排出一甲基三氯硅烷15。二元塔T5的塔釜液出口设有两条支路,一条支路与二元塔再沸器B5的物料入口连接,另一条支路与外部管路连接,排出二甲基二氯硅烷12。
各个再沸器的物料出口分别与其连接塔的塔釜连接。
如图2所示,脱低塔塔顶冷凝器C1、二甲塔塔顶冷凝器C4和二元塔塔顶冷凝器C5的换热介质气相物流出口均与压缩机A的入口连接,压缩机A的出口与脱低塔再沸器B2、二甲塔再沸器B4和二元塔再沸器B5的换热介质入口分别连接;脱低塔再沸器B2、二甲塔再沸器B4和二元塔再沸器B5的换热介质出口分别与闪蒸罐D的入口连接,闪蒸罐D的液体出口与脱低塔塔顶冷凝器C1、二甲塔塔顶冷凝器C4和二元塔塔顶冷凝器C5分别连接,闪蒸罐D的气体出口与压缩机A的入口连接。
实施例2
采用实施例1提供的分离装置,来自氯甲烷和硅粉催化反应单元的15000kg/h甲基氯硅烷单体混合物,其含有二甲基二氯硅烷80wt%,一甲基三氯硅烷8wt%,三甲基氯硅烷4.5wt%,一甲基二氯硅烷4.3wt%,沸点低于一甲基二氯硅烷的组分0.5wt%,四氯化硅0.07wt%,沸点高于二甲基二氯硅烷的高沸物2.7wt%。25℃,0.8MPa的甲基氯硅烷单体混合物进脱高塔T1,脱高塔T1的塔顶操作温度80℃,塔顶操作压力0.15MPa,塔釜温度150℃,塔釜由1MPa水蒸汽供热。脱高塔T1塔釜液进高沸塔T3,高沸塔塔釜温度155℃,塔釜由1MPa水蒸汽供热,经进一步分离,高沸塔T3塔釜分离出高沸物,405kg/h。
脱高塔T1顶气相在脱高塔塔顶冷凝器C1中和液态的换热介质环戊烷换热,环戊烷汽化为气态环戊物,去压缩机入口;脱高塔T1设置回流比6,塔顶馏分14595kg/h进脱低塔T2,脱低塔T2塔顶操作温度72.5℃,操作压力0.19MPa,塔釜101℃,脱低塔T2回流比为60,脱低塔T2塔顶馏分1395kg/h去轻组分分离塔组,进一步分离出三甲基氯硅烷和四氯化硅组成的共沸物、沸点低于一甲基二氯硅烷的组分、一甲基二氯硅烷、三甲基氯硅烷等组分。脱低塔T2塔釜13200kg/h进二甲塔T4,二甲塔塔顶操作温度85℃,塔釜93℃,二甲塔T4回流比95,二甲塔T4塔顶馏分进二元塔T5,二元塔T5塔顶操作温度87℃,塔釜95℃,二元塔T5回流比为45,二元塔T5塔顶采出馏分一甲基三氯硅烷,1200kg/h;二甲基二氯硅烷从二甲塔T4和二元塔T5塔釜采出,12000k/h。
环戊烷作为换热介质,液体环戊烷提供冷量,在脱低塔塔顶冷凝器C2、二甲塔塔顶冷凝器C4和二元塔塔顶冷凝器C5中的塔顶气相物料换热后汽化,冷凝塔顶气相,气体环戊烷经压缩机增压后得到的高温环戊烷气体进脱低塔再沸器B2、二甲塔再沸器B4和二元塔再沸器B5,为塔釜液供热,而后由再沸器排出的环戊烷经闪蒸后,得到的高温环戊烷气体冷凝为液体环戊烷,得到的液体环戊去汽化为塔顶冷凝器提供冷源,实现环戊烷循环。
本实施例中使用环戊烷作为换热介质,脱低塔T2、二甲塔T4和二元塔T5不再使用循环水和水蒸汽,它们的能耗见表1。
表1
对比例1
来自氯甲烷和硅粉催化反应单元的15000kg/h甲基氯硅烷单体混合物,其中二甲基二氯硅烷80wt%,一甲基三氯硅烷8wt%,三甲基氯硅烷4.5wt%,一甲基二氯硅烷4.3wt%,沸点低于一甲基二氯硅烷的的组分0.43wt%,四氯化硅0.07wt%,沸点高于二甲基二氯硅烷的高沸物2.7wt%。
与实施例2的区别在于:涉及的塔塔顶冷凝器使用循环水冷却、再沸器使用1MPa水蒸汽作为热源。脱低塔T2、二甲塔T4和二元塔T5塔顶冷凝器和塔釜再沸器能源消耗见表2。
表2
以上,对本发明的实施方式进行了说明。但是,本发明不限定于上述实施方式。凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种有机硅单体的分离方法,其特征在于,所述有机硅单体在包括脱高塔、脱低塔、高沸塔、二甲塔、二元塔和轻组分分离塔组的装置中进行分离;
其中,将脱高塔、脱低塔、高沸塔、二甲塔和二元塔中至少两个塔的塔顶气相物流与液态换热介质换热,对得到的换热介质气相物流进行增压,增压后的换热介质气相物流送入脱低塔、二甲塔、二元塔和轻组分分离塔组中至少两个塔的塔底再沸器。
2.根据权利要求1所述的分离方法,其特征在于,所述的有机硅单体是由氯甲烷和单质硅反应得到的含甲基氯硅烷的反应产物;
优选地,所述反应产物包括二甲基二氯硅烷,一甲基三氯硅烷,沸点低于一甲基三氯硅烷的低沸物、即轻组分,和沸点高于二甲基二氯硅烷的高沸物、即重组分;
优选地,所述换热介质选自沸点低于120℃的化合物中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的分离方法,其特征在于,所述脱高塔用于分离出所述反应产物中沸点高于二甲基二氯硅烷的高沸物,即重组分;
优选地,所述高沸塔用于辅助脱高塔分离高沸物;
优选地,所述脱低塔用于脱除来自脱高塔塔顶馏分中的沸点低于一甲基三氯硅烷的低沸物,即轻组分;
优选地,所述二甲塔与二元塔用于分离脱低塔塔底液中的二甲基二氯硅烷和一甲基三氯硅烷,二甲塔塔底采出二甲基二氯硅烷,二元塔塔顶采出一甲基三氯硅烷;
优选地,所述轻组分分离塔组用于低沸物的分离。
4.根据权利要求1-3任一项所述的分离方法,其特征在于,所述有机硅单体的分离方法包括如下步骤:将脱高塔、高沸塔、二甲塔和二元塔排出的塔顶气相物流与液态换热介质进行换热,对得到的换热介质气相物流进行增压,将增压后的换热介质气相物流送入脱低塔、二甲塔和二元塔的塔底再沸器。
5.一种有机硅单体的分离装置,其特征在于,所述装置包括:脱高塔、脱低塔、高沸塔、二甲塔、二元塔、轻组分分离塔组和压缩机,还包括分别与每个塔的塔顶连接的塔顶冷凝器、与塔底连接的再沸器;
其中,脱高塔、高沸塔、脱低塔、二甲塔和二元塔中的至少两个塔的塔顶冷凝器包括液态换热介质的入口和换热介质气相物流出口;
其中,脱低塔、二甲塔、二元塔和轻组分分离塔组中的至少两个塔的再沸器包括换热介质入口和换热介质出口;
所述塔顶冷凝器的换热介质气相物流出口与压缩机的入口连接,压缩机的出口与至少两个再沸器的换热介质入口连接;
优选地,所述有机硅单体具有如权利要求2所述的含义。
6.根据权利要求5所述的分离装置,其特征在于,所述脱高塔、脱低塔和轻组分分离塔组串联,所述脱高塔和高沸塔串联,所述脱低塔、二甲塔和二元塔串联。
7.根据权利要求5或6所述的分离装置,其特征在于,所述分离装置还包括闪蒸罐;其中,脱高塔再沸器、高沸塔再沸器、脱低塔再沸器、二甲塔再沸器和二元塔再沸器中至少两个塔底再沸器的换热介质出口与闪蒸罐的入口连接,所述闪蒸罐的液体出口与脱高塔塔顶冷凝器、高沸塔塔顶冷凝器、脱低塔塔顶冷凝器、二甲塔塔顶冷凝器和二元塔塔顶冷凝器中的至少两个塔顶冷凝器的液态换热介质的入口连接,所述闪蒸罐的气体出口与压缩机的入口连接。
8.根据权利要求5-7任一项所述的分离装置,其特征在于,所述轻组分分离塔组包括轻分塔、含氢塔、共沸塔和三甲塔;
优选地,所述轻分塔用于脱除低沸物中沸点低于一甲基二氯硅烷的组分;
优选地,所述含氢塔用于分离低沸物中的一甲基二氯硅烷;
优选地,所述共沸塔用于分离低沸物中的三甲基氯硅烷和四氯化硅组成的共沸物;
优选地,所述三甲塔用于分离低沸物中的三甲基氯硅烷。
9.根据权利要求5-8任一项所述的分离装置,其特征在于,所述分离装置包括:脱高塔、脱低塔、高沸塔、二甲塔、二元塔、轻组分分离塔组、压缩机和闪蒸罐;
其中,脱高塔、高沸塔、脱低塔、二甲塔和二元塔中的每个塔的塔顶分别与冷凝器连接,每个塔的塔底分别与再沸器连接;
脱低塔塔顶冷凝器、二甲塔塔顶冷凝器和二元塔塔顶冷凝器的换热介质气相物流出口均与压缩机的入口连接,压缩机的出口与脱低塔再沸器、二甲塔再沸器和二元塔再沸器的换热介质入口分别连接;脱低塔再沸器、二甲塔再沸器和二元塔再沸器的换热介质出口分别与闪蒸罐的入口连接,所述闪蒸罐的液体出口与脱低塔塔顶冷凝器、二甲塔塔顶冷凝器和二元塔塔顶冷凝器的液态换热介质入口分别连接,所述闪蒸罐的气体出口与压缩机的入口连接。
10.权利要求5-9任一项所述分离装置在权利要求1-4任一项所述有机硅单体的分离方法中的应用。
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