CN113244738B - 吸附装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及物料的分离和回收技术领域，具体涉及一种吸附装置。所述吸附装置包括吸附塔和加热装置，所述吸附塔具有容纳腔以及与所述容纳腔连通的吸附气进口、吸附气出口、气体进口和尾气出口，所述容纳腔内装填有吸附剂，所述吸附剂在上下方向上位于所述吸附气进口和所述吸附气出口之间。所述加热装置的至少一部分设在所述容纳腔的内部，所述加热装置与所述吸附剂配合以便加热再生所述吸附剂。该吸附装置具有物料处理工艺过程简单、吸附剂可以完全重复使用以及分离出的物料可以实现回收等优点。
Description
技术领域
本发明涉及物料的分离和回收技术领域，具体涉及一种吸附装置。
背景技术
通过直接法合成甲基氯硅烷的过程中，有大量的低沸物产生，主要成分为四甲基硅烷和甲基氯硅烷，还含有少量烷烃、烯烃、卤代烃等。这些副产物中，四甲基硅烷因其较高的附加值而被关注，回收精制后有很高的经济价值。相关技术中采用吸附法处理该低沸物，存在工艺过程复杂、不利于大规模生产的问题。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此，本发明的实施例提出一种方便对物料进行吸附处理的吸附装置。
根据本发明实施例的吸附装置包括：
吸附塔，所述吸附塔具有容纳腔以及与所述容纳腔连通的吸附气进口、吸附气出口、气体进口和尾气出口，所述容纳腔内装填有吸附剂，所述吸附剂在上下方向上位于所述吸附气进口和所述吸附气出口之间；和
加热装置，所述加热装置的至少一部分设在所述容纳腔的内部，所述加热装置与所述吸附剂配合以便加热再生所述吸附剂。
根据本发明实施例的吸附装置具有物料处理工艺过程简单等优点。
在一些实施例中，进一步包括套管，所述套管的下端封口、上端开口，所述吸附塔上设有安装通孔，所述套管的至少一部分通过所述安装通孔伸入到所述容纳腔的内部，所述套管与所述吸附塔密封地相连，所述加热装置设在所述套管的内部。
在一些实施例中，所述加热装置为电加热装置，所述加热装置包括管箍和多个加热管，多个所述加热管通过所述管箍固定形成加热管束。
在一些实施例中，进一步包括：
夹套，所述夹套套设在所述吸附塔的外表面上，所述夹套上设有换热介质进口和换热介质出口；
冷换热介质进管和热换热介质进管，所述换热介质进口能够可切换地与所述冷换热介质进管和所述热换热介质进管中的一者连通；和
抽真空装置，所述吸附塔具有与所述容纳腔连通的脱附物料出口，所述抽真空装置与所述脱附物料出口相连。
在一些实施例中，所述换热介质出口设在所述夹套的下部，所述换热介质进口设在所述夹套的上部。
在一些实施例中，进一步包括冷气体进管和热气体进管，所述气体进口能够可切换地与所述冷气体进管和所述热气体进管中的一者连通。
在一些实施例中，进一步包括多个折流板，多个所述折流板沿上下方向间隔开地设在所述容纳腔内，每个所述折流板上均设有所述吸附剂，其中所述套管和所述加热装置中的每一者穿过每个所述折流板。
在一些实施例中，进一步包括多个吸附剂容器，所述吸附剂容器一一对应地设在所述折流板上，所述吸附剂装填在所述吸附剂容器的内部，所述吸附剂容器上设有多个通气孔，其中所述套管和所述加热装置中的每一者穿过每个所述吸附剂容器。
在一些实施例中，所述吸附剂设有多种。
在一些实施例中，所述吸附塔设有多个，相邻两个所述吸附塔中的位于上游的一者的所述吸附气出口与相邻两个所述吸附塔中的位于下游的一者的所述吸附气进口相连。
附图说明
图1是根据本发明一个实施例的吸附装置的结构示意图。
图2是图1中吸附塔的结构示意图。
附图标记：吸附装置1000；第一吸附塔100；第二吸附塔200；第三吸附塔300；原料气管10；第一连接管1001；第二连接管1002；冷换热介质进管20；第一换热介质支管2001；第二换热介质支管2002；第三换热介质支管2003；热换热介质进管30；换热介质出管40；第四换热介质支管4001；第五换热介质支管4002；第六换热介质支管4003；第一冷气体支管5001；第二冷气体支管5002；第三冷气体支管5003；第一热气体支管6001；第二热气体支管6002；第三热气体支管6003；尾气主管70；第一尾气支管7001；第二尾气支管7002；第三尾气支管7003；脱附物料主管80；第一脱附物料支管8001；第二脱附物料支管8002；第三脱附物料支管8003；目标物料出管90；
吸附塔1；吸附气进口101；吸附气出口102；气体进口103；脱附物料出口104；安全阀安装部105；压力表安装部106；容纳腔107；加热装置2；套管201；管箍202；加热管203；夹套3；换热介质进口301；换热介质出口302；折流板4；吸附剂容器5；热电偶6；第一部分701；第二部分702；第三部分703。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
如图1和图2所示，根据本发明实施例的吸附装置1000包括吸附塔1和加热装置2，吸附塔具有容纳腔107以及与容纳腔107连通的吸附气进口101、吸附气出口102、气体进口103和尾气出口，容纳腔107内装填有吸附剂，吸附剂在上下方向上位于吸附气进口101和吸附气出口102之间。加热装置2的至少一部分设在容纳腔107的内部，加热装置2与吸附剂配合以便加热再生吸附剂。
下面参考图1和图2简要描述根据本发明实施例的吸附装置1000的工作过程。
吸附剂吸附时，原料气从吸附气进口101进入到吸附塔1的容纳腔107的内部，以便装填在吸附塔1的容纳腔1的内部的吸附剂吸附该原料气中的杂质物料。脱除杂质物料后的纯度较高的目标物料从吸附气出口102排出。容纳腔1内的吸附剂达到吸附饱和时进行脱附，使吸附在吸附剂上的杂质物料从吸附剂上脱附下来。
本领域技术人员可以理解的是，脱附过程只能将吸附剂中吸附的部分杂质物料脱附下来，当利用吸附塔1重复进行多次吸附和脱附过程后，需要对吸附塔1中的吸附剂进行完全脱附再生，以保证吸附剂具有较好的吸附作用。吸附剂再生时，利用加热装置2对吸附剂进行加热，使吸附在吸附剂上的杂质物料彻底从吸附剂上脱附下来，并利用从气体进口103进入、从尾气出口流出的气体将脱附下来的杂质物料带出容纳腔107，吸附剂的孔彻底打开，实现吸附剂的加热再生。
相关技术中吸附剂装填在吸附柱内。吸附剂吸附时，低沸物从吸附柱的进口通入，烷烃、烯烃、卤代烃等杂质组分被吸附柱内的吸附剂吸附，高纯度的目标物料从吸附柱的出口排出而被回收。吸附剂脱附时，从吸附柱内将吸附剂取出并放入马弗炉内加热，使烷烃、烯烃、卤代烃等杂质组分从吸附剂中析出。吸附剂加热再生时，同样从吸附柱内将吸附剂取出并放入马弗炉内加热，实现吸附剂的加热再生，其中再生过程中马弗炉的温度高于脱附过程中马弗炉的温度，以确保加热再生过程中吸附剂中吸附的杂质能够彻底从吸附剂中脱附下来。
由此，根据本发明实施例的吸附装置1000进行吸附剂的加热再生时，利用加热装置2对吸附塔1中的吸附剂进行加热，从吸附剂上脱附下来的杂质物料从尾气出口流出，即可实现吸附塔1内的吸附剂的加热再生。由此，与相关技术相比，利用本发明实施例的吸附装置1000进行吸附剂加热再生时，工艺过程简单，利于目标物料的大规模生产。
因此，根据本发明实施例的吸附装置1000具有物料处理工艺过程简单等优点。
例如，该原料气为包括四甲基硅烷、甲基氯硅烷、少量烷烃、烯烃、卤代烃等的低沸物，该目标物料为四甲基硅烷，该杂质物料为烷烃、烯烃、卤代烃等。该吸附剂为包括但不限于LTA、FAU、AFI、MOR、MFI的一种或多种沸石分子筛。
下面参考图1和图2详细描述根据本发明实施例的吸附装置1000。
根据本发明实施例的吸附装置1000包括吸附塔1和加热装置2。吸附塔1具有容纳腔107以及与容纳腔107连通的吸附气进口101、吸附气出口102、气体进口103和尾气出口。容纳腔107内装填有吸附剂，吸附剂在上下方向上位于吸附气进口101和吸附气出口102之间。
在一些实施例中，如图2所示，吸附塔1包括第一部分701、第二部分702和第三部分703，第二部分702在上下方向上位于第一部分701和第三部分703之间，且第一部分701位于第三部分703的上方。第一部分701与第二部分702可拆卸地密封相连、第二部分702与第三部分703可拆卸地密封相连围成容纳腔107。
在一些实施例中，吸附塔1设有多个，相邻两个吸附塔1中的位于上游的一者的吸附气出口102与相邻两个吸附塔1中的位于下游的一者的吸附气进口101相连。
例如，如图1所示，吸附塔1设有三个，三个吸附塔1分别为第一吸附塔100、第二吸附塔200和第三吸附塔300。吸附装置1000进一步包括原料气管10、第一连接管1001、第二连接管1002和目标物料出管90，原料气管10与第一吸附塔100的吸附气进口101相连，原料气管10上设有控制阀a1。第一吸附塔100的吸附气出口102通过第一连接管1001与第二吸附塔200的吸附气进口101相连，第一连接管1001上设有控制阀a2。第二吸附塔200的吸附气出口102通过第二连接管1002与第三吸附塔300的吸附气进口101相连，第二连接管1002上设有控制阀a3。目标物料出管90与第三吸附塔300的吸附气出口102相连，目标物料出管90上设有控制阀b。
第一吸附塔100的吸附气进口101通过原料气管10与蒸发器相连，以便待处理的原料形成气体(原料气)，目标物料出管90依次与精馏塔和产品储罐相连，以便从目标物料出管90流出的高纯度物料先通过精馏塔除去金属杂质，之后再进入产品储罐进行收集。
由此，吸附剂吸附时，首先，原料气从第一吸附塔100的吸附气进口101进入第一吸附塔100的内部，利用第一吸附塔100内的吸附剂对原料气中的杂质物料进行吸附。然后，从第一吸附塔100的吸附气出口102流出的含有目标物料的第一中间气体进入第二吸附塔200的内部，利用第二吸附塔200内的吸附剂对该第一中间气体中的杂质物料进行吸附。之后，从第二吸附塔200的吸附气出口102流出的含有目标物料的第二中间气体进入第三吸附塔300的内部，利用第三吸附塔300内的吸附剂对该第二中间气体中的杂质物料进行吸附。最后，纯度较高的目标物料从第三吸附塔300的吸附气出口102排出，最终被产品储罐回收。因此，利用多个吸附塔1，多个吸附塔1依次串联，能够提高目标物料的纯度。
优选地，吸附塔1采用EP或BA等级的不锈钢材料制成。
在另一些实施例中，吸附塔1可以仅设置一个。或者，吸附塔1设置多个，且相邻两个吸附塔中一者的吸附气进口与相邻两个吸附塔中另一者的吸附气进口相连，且相邻两个吸附塔中一者的吸附气出口与相邻两个吸附塔中另一者的吸附气出口相连，即多个吸附塔并联。例如，吸附塔设有三个，分别为第一吸附塔、第二吸附塔和第三吸附塔，三个吸附塔的吸附气进口均相连，三个吸附塔的吸附气出口均相连。具体使用时，三个吸附塔均具有吸附、脱附和再生三个工作状态，并且通过控制阀对每个吸附塔的工作状态进行切换。例如，某一时刻，第一吸附塔处于吸附状态，第二吸附塔处于脱附状态，第三吸附塔处于再生状态或者不工作状态，当第一吸附塔中的吸附剂吸附饱和之后，第一吸附塔处于脱附状态，第三吸附塔处于吸附状态，第二吸附塔处于脱附状态。由此，利用三个吸附塔可以实现对物料的连续处理。
如图2所示，吸附装置1000进一步包括加热装置2，加热装置2的至少一部分设在容纳腔107的内部，加热装置2与吸附剂配合以便加热再生吸附剂。
加热装置2上连接有控制器，利用控制器控制加热装置2的加热速率、加热时间和恒温时间，并利用控制器设定加热装置2的升温曲线，使加热装置2按照升温曲线进行升温。
优选地，如图2所示，吸附装置1000进一步包括套管201，套管201的下端封口、上端开口。吸附塔1上设有安装通孔，套管201的至少一部分通过安装通孔伸入到容纳腔107的内部，套管201与吸附塔1密封地相连，加热装置2设在套管201的内部。
例如，套管201的上端部设有第一法兰盘，吸附塔1的安装通孔的上端部设有第二法兰盘，第一法兰盘与第二法兰盘密封相连，使得套管201与吸附塔1密封地相连。由此，利用套管201能够实现套管201与吸附塔1之间的密封，加热装置2只需要从套管201的上端开口放入套管201内即可，不仅方便将加热装置2设置在吸附塔1的内部，且方便实现吸附塔1的密封。
优选地，加热装置2为电加热装置，加热装置包括管箍202和多个加热管203，多个加热管203通过管箍202固定形成加热管束。由此，方便加热装置2的设计加工。
在一些实施例中，吸附装置1000进一步包括冷气体进管和热气体进管，气体进口103能够可切换地与冷气体进管和热气体进管中的一者连通。
优选地，吸附装置1000进一步包括第一冷气体支管5001、第二冷气体支管5002、第三冷气体支管5003、第一热气体支管6001、第二热气体支管6002和第三热气体支管6003。其中，第一冷气体支管5001和第一热气体支管6001中的每一者通过第一管与第一吸附塔000的气体进口103相连，第二冷气体支管5002和第二热气体支管6002中的每一者通过第二管与第二吸附塔200的气体进口103相连，第三冷气体支管5003和第三热气体支管6003中的每一者通过第三管与第三吸附塔300的气体进口103相连。第一管上设有控制阀c1，第二管上设有控制阀c2，第三管上设有控制阀c3。第一冷气体支管5001、第二冷气体支管5002和第三冷气体支管5003中的每一者与冷气体进管相连，第一热气体支管6001、第二热气体支管6002和第三热气体支管6003中的每一者与热气体进管相连。
由此，吸附剂吸附时，利用冷气体进管、第一冷气体支管5001、第二冷气体支管5002和第三冷气体支管5003向每个吸附塔内通低温气体，对吸附塔内的吸附剂进行冷却。由于吸附时有吸附热放出，因此，在吸附时利用冷换热介质对吸附剂进行冷却，有利于提高吸附剂的吸附效果。并且，该低温气体还可以是高压气体，利用该高压气体能够提高吸附塔的容纳腔107的压力，进一步有利于提高附剂的吸附效果，甚至使吸附剂的吸附效果达到最佳。而在吸附剂加热再生时，利用热气体进管、第一热气体支管6001、第二热气体支管6002和第三热气体支管6003向每个吸附塔内通高温气体，对吸附塔内的吸附剂进行加热，有利于提高吸附剂的再生效果。
该低温气体和该高温气体可以是氮气、氩气、氦气等不与原料气反应的气体。
在一些实施例中，吸附装置1000进一步包括夹套3、冷换热介质进管20、热换热介质进管30和抽真空装置，夹套3套设在吸附塔1的外表面上，夹套3上设有换热介质进口301和换热介质出口302，换热介质进口301能够可切换地与冷换热介质进管20和热换热介质进管30中的一者连通。吸附塔1具有与容纳腔107连通的脱附物料出口104，抽真空装置与脱附物料出口104相连。
换热介质进口301能够可切换地与冷换热介质进管20和热换热介质进管30中的一者连通是指：吸附剂吸附时，换热介质进口301与冷换热介质进管20连通；吸附剂脱附时，换热介质进口301与热换热介质进管30连通。
具体地，如图1所示，吸附装置1000进一步包括冷换热介质进管20、热换热介质进管30、第一换热介质支管2001、第二换热介质支管2002和第三换热介质支管2003，其中，第一换热介质支管2001与第一吸附塔100的换热介质进口301相连，第二换热介质支管2002与第二吸附塔200的换热介质进口301相连，第三换热介质支管2003与第三吸附塔300的换热介质进口301相连。第一换热介质支管2001、第二换热介质支管2002和第三换热介质支管2003中的每一者与冷换热介质进管20相连，且第一换热介质支管2001、第二换热介质支管2002和第三换热介质支管2003中的每一者与热换热介质进管30相连。第一换热介质支管2001上设有控制阀d1，第二换热介质支管2002上设有控制阀d2，第三换热介质支管2003上设有控制阀d3。换热介质进口301能够可切换地与冷换热介质进管20和热换热介质进管30中的一者连通。
由此，吸附剂吸附时，利用冷换热介质进管20、第一换热介质支管2001、第二换热介质支管2002和第三换热介质支管2003向每个吸附塔内通冷换热介质，且冷换热介质换热后从吸附塔的换热介质出口302流出，从而对每个吸附塔1内的吸附剂进行冷却。由于吸附时有吸附热放出，因此，在吸附剂吸附时利用冷换热介质对吸附剂进行冷却，有利于提高吸附剂的吸附效果，甚至使吸附剂的吸附效果达到最佳。该冷换热介质可以是冷导热油。
此外，利用加热装置2加热吸附剂，实现吸附剂的加热再生后，可以利用冷换热介质进管20、第一换热介质支管2001、第二换热介质支管2002和第三换热介质支管2003向每个吸附塔内通冷换热介质，对吸附剂进行冷却，实现吸附剂的冷却再生，以便之后利用吸附塔进行吸附。
吸附装置1000进一步包括脱附物料主管80、第一脱附物料支管8001、第二脱附物料支管8002和第三脱附物料支管8003，其中，第一脱附物料支管8001与第一吸附塔100的脱附物料出口104相连，第二脱附物料支管8002与第二吸附塔200的脱附物料出口104相连，第三脱附物料支管8003与第三吸附塔300的脱附物料出口104相连。第一脱附物料支管8001、第二脱附物料支管8002和第三脱附物料支管8003中的每一者与脱附物料主管80相连，抽真空装置与脱附物料主管80相连。第一脱附物料支管8001上设有控制阀e1，第二脱附物料支管8002上设有控制阀e2，第三脱附物料支管8003上设有控制阀e3。
吸附塔内的吸附剂达到吸附饱和时，利用换热介质进管30、第一换热介质支管2001、第二换热介质支管2002和第三换热介质支管2003向每个吸附塔内通热换热介质，且热换热介质换热后从吸附塔的换热介质出口302流出，从而对每个吸附塔内的吸附剂进行加热，从而使吸附在吸附剂上的杂质物料从吸附剂上脱附下来。利用抽真空装置对每个吸附塔进行抽真空，从而能够将从吸附剂上脱附下来的杂质物料从吸附塔内抽出，之后，可以对从脱附物料出口104抽出的气体进行冷却和回收，使得杂质物料得以回收。与相关技术相比，进行吸附剂的脱附时，工艺过程简单，进一步有利于目标物料的大规模生产。
可以理解的是，也可以不使用热换热介质对吸附剂进行加热，而利用加热装置2对吸附剂进行加热，而使吸附在吸附剂上的杂质物料从吸附剂上脱附下来，只需要控制好加热装置2的加热温度。当然，也可以利用加热装置2和热换热介质一起对吸附剂进行加热，使吸附在吸附剂上的杂质物料从吸附剂上脱附下来。
吸附装置1000进一步包括换热介质出管40、第四换热介质支管4001、第五换热介质支管4002和第六换热介质支管4003，第四换热介质支管4001与第一吸附塔100的换热介质出口302相连，第五换热介质支管4002与第二吸附塔200的换热介质出口302相连，第六换热介质支管4003与第三吸附塔300的换热介质出口302相连。第四换热介质支管4001、第五换热介质支管4002和第六换热介质支管4003的每一者与换热介质出管40相连。由此，使得从三个吸附塔的换热介质出口302流出的换热介质均汇集到换热介质出管40，从而方便对流出的换热介质进行回收。
此外，吸附装置1000进一步包括尾气主管70、第一尾气支管7001、第二尾气支管7002和第三尾气支管7003，第一尾气支管7001与第一吸附塔100的尾气出口相连，第二尾气支管7002与第二吸附塔200的尾气出口相连，第三尾气支管7003与第三吸附塔300的尾气出口相连，第一尾气支管7001、第二尾气支管7002和第三尾气支管7003中的每一者与尾气主管70相连。由此，使得从三个吸附塔的尾气出口流出的气体均汇集到尾气主管70，从而方便对流出的尾气进行后续处理。
优选地，换热介质出口302设在夹套3的下部，换热介质进口302设在夹套3的上部。由此，从换热介质进口302进入的换热介质(冷换热介质或热换热介质)能够先将夹套3充满，然后才可从换热介质出口302流出，从而对吸附剂进行充分的冷却或加热，进而提高吸附剂的吸附或脱附效果。
在一些实施例中，吸附装置1000进一步包括多个折流板4，多个折流板4沿上下方向间隔开地设在容纳腔107内，每个折流板4上均设有吸附剂，其中套管201和加热装置2中的每一者穿过每个折流板4。
由此，利用折流板4能够使进入吸附塔1的内部的物料与吸附剂充分接触，避免气体偏流，从而给能有效的除去原料气中的杂质物料。
折流板可以是单弓形折流板，折流板可以采用EP或BA等级的不锈钢材料制成。
优选地，如图2所示，吸附装置1000进一步包括多个吸附剂容器5，吸附剂容器5一一对应地设在折流板4上，吸附剂装填在吸附剂容器5内，吸附剂容器5上设有多个通气孔，其中套管201和加热装置2中的每一者穿过每个吸附剂容器5。由此，在需要更换吸附剂时，只需从吸附塔1的内部取出吸附剂容器5，然后在吸附塔1的外部更换吸附剂，与直接将吸附剂放置在折流板4上相比，方便进行吸附剂的更换。
优选地，吸附剂设有多种。例如，每个吸附剂容器5内的吸附剂设有多种，或者，吸附剂容器5内的吸附剂设有一种，而相邻两个吸附剂容器5内的吸附剂不同，而使得吸附塔1内的吸附剂为多种。
此外，吸附塔1上设有安全阀安装部105和压力表安装部106，安全阀安装部105用于安装安全阀，以提高吸附塔1的安全性；压力表安装部106用于安装压力表，用于监测吸附塔1的容纳腔107的压力。吸附塔1上安装有热电偶6，以便利用热电偶6监测吸附塔1的容纳腔107的温度。优选地，热电偶6与吸附塔1的外表面的夹角a为45°。
下面参考图1和图2，以原料气为包括四甲基硅烷、甲基氯硅烷、少量烷烃、烯烃、卤代烃等的低沸物，目标物料为四甲基硅烷为例，描述根据本发明实施例的吸附装置1000的详细工作过程：
吸附剂吸附时，打开控制阀a1、控制阀a2和控制阀a3，以便原料气通过控制阀a1进入第一吸附塔100、从第一吸附塔100流出的第一中间气体进入第二吸附塔200、从第二吸附塔200流出的第二中间气体进入第三吸附塔300。打开控制阀c1、控制阀c2和控制阀c3，以便低温高压气体进入第一吸附塔100、第二吸附塔200和第三吸附塔300的内部，对三个吸附塔内的吸附剂进行降温，以及使三个吸附塔的容纳腔107内具有较高的压强。打开控制阀d1、控制阀d2和控制阀d3，以便低温换热介质进入第一吸附塔100、第二吸附塔200和第三吸附塔300的夹套3内，对三个吸附塔内的吸附剂进行降温。打开控制阀b，以便高纯度的目标物料从第三吸附塔300的吸附气出口102流出。从第三吸附塔300的吸附气出口102流出的目标物料进入精馏塔，最终进入产品储罐。吸附剂吸附时，每个吸附塔的温度控制在22℃-60℃。
吸附剂脱附时，关闭控制阀a1、控制阀a2、控制阀a3和控制阀b，同时关闭控制阀c1、控制阀c2和控制阀c3。高温换热介质进入第一吸附塔100、第二吸附塔200和第三吸附塔300中每一者的夹套3内，对三个吸附塔内的吸附剂进行加热，以便被吸附剂吸附的杂质物料从吸附剂上脱附下来。并利用抽真空装置对第一吸附塔100、第二吸附塔200和第三吸附塔300的内部进行抽真空操作，以便脱附下来的杂质物料从脱附物料出口104流出。从第三吸附塔300的脱附物料出口104最终被回收利用。每个吸附塔的压力控制在-65kPa-1kPa，每个吸附塔的温度控制在30℃-350℃。
脱附使用10-20次后对吸附剂进行再生。加热再生时，关闭控制阀d1、控制阀d2和控制阀d3。打开控制阀c1、控制阀c2、控制阀c3，以便高温高压气体进入第一吸附塔100、第二吸附塔200和第三吸附塔300的内部，对三个吸附塔内的吸附剂进行加热，以及使三个吸附塔的容纳腔107内具有较高的压强。打开第一吸附塔100、第二吸附塔200和第三吸附塔300中每一者的加热装置2，利用加热装置2对三个吸附塔内的吸附剂进行加热，控制第一吸附塔100、第二吸附塔200和第三吸附塔300中每一者的温度为100℃-600℃，并调整加热装置2的升温速率和恒温时间。加热再生过程中，高温高压气体量为每小时5Nm3/h-90Nm3/h。加热再生结束后，打开控制阀d1、控制阀d2和控制阀d3，低温换热介质进入第一吸附塔100、第二吸附塔200和第三吸附塔300中每一者的夹套3内，对三个吸附塔内的吸附剂进行冷却，实现吸附剂的冷却再生，以便之后利用吸附塔进行吸附。
具体地，例如，原料中的四甲基硅烷含量为60％，重量为500kg，吸附剂(分子筛)重量为500kg，其中分子筛为孔径为0.1nm-1nm的LTA、FAU、AFI、MOR、MFI类型分子筛。将500kg原料通过蒸发器加热至43℃-45℃，加热后的气相有机物低沸(原料气)，经过第一吸附塔100、第二吸附塔200和第三吸附塔300吸附时，向第一吸附塔100、第二吸附塔200和第三吸附塔300中的每一者的夹套3内通冷导热油，向第一吸附塔100、第二吸附塔200和第三吸附塔300中的每一者的容纳腔107内通气体，将吸附温度控制在45℃-48℃，压力控制在80kPa-105kPa。目标物料冷凝后，进入产品储罐，产品重量为230kg，且其中四甲基硅烷含量达到99.99％。
对吸附后的分子筛进行脱附，第一吸附塔100、第二吸附塔200和第三吸附塔300中的每一者的夹套3内通热导热油加热，打开真空泵抽真空，真空度控制在-30kPa到-50kPa，温度控制在100℃-200℃。真空脱附后的杂质物料进入原料罐，杂质物料回收200kg-230kg。
脱附使用10-20次后的分子筛进行再生，分子筛再生时，向第一吸附塔100、第二吸附塔200和第三吸附塔300中的每一者的容纳腔107内通10Nm3/h的气体。将第一吸附塔100、第二吸附塔200和第三吸附塔300中的每一者的加热装置2打开，每个吸附塔的恒温温度为350℃-500℃，恒温时间为10h-20h，恒温后的分子筛通过冷油进行降温，再生后的分子筛恢复活性，再次使用后可满足需要，分子筛可重复使用。
又如，原料中的四甲基硅烷含量为45％，重量为500kg，吸附剂(分子筛)重量为500kg。将500kg物料通过蒸发器加热至33℃-35℃，加热后的气相有机物低沸(原料气)，经过第一吸附塔100、第二吸附塔200和第三吸附塔300吸附时，向第一吸附塔100、第二吸附塔200和第三吸附塔300中的每一者的夹套3内通冷导热油，向第一吸附塔100、第二吸附塔200和第三吸附塔300中的每一者的容纳腔107内通气体，将吸附温度控制在35℃-38℃，压力控制在30kPa-60kPa。目标物料冷凝后，进入产品储罐，产品重量为180kg，且其中四甲基硅烷的纯度达到99.99％；
对吸附后的分子筛进行脱附，第一吸附塔100、第二吸附塔200和第三吸附塔300中的每一者的夹套3内通热导热油加热，打开真空泵抽真空，真空度控制在-45kPa到-65kPa，温度控制在230℃-280℃。真空脱附后的物料进入原料罐，杂质物料回收270kg-300kg。
脱附使用10-20次后的分子筛进行再生，分子筛再生时，向第一吸附塔100、第二吸附塔200和第三吸附塔300中的每一者的容纳腔107内通20Nm3/h的气体，将第一吸附塔100、第二吸附塔200和第三吸附塔300中的每一者的加热装置2打开，每个吸附塔的恒温温度为500℃-560℃，恒温时间为2h-8h，恒温后的分子筛通冷油进行降温，再生后的分子筛恢复活性，再次使用后可满足需要，分子筛可重复使用。
根据本发明实施例的吸附装置1000的单个吸附塔1可以实现变温、变压吸附、脱附、再生、脱附物料回收等功能。具有安全性能高、工艺简单、操作简便和全自动操作等优点。可成功去除有机物低沸中的杂质，得到高纯度四甲基硅烷，使分子筛完全脱附再生，可重复的使用。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (5)
1.一种吸附装置，其特征在于，包括：
吸附塔，所述吸附塔具有容纳腔以及与所述容纳腔连通的吸附气进口、吸附气出口、气体进口和尾气出口，所述容纳腔内装填有吸附剂，所述吸附剂在上下方向上位于所述吸附气进口和所述吸附气出口之间，所述吸附剂设有多种，所述吸附塔设有多个，相邻两个所述吸附塔中的位于上游的一者的所述吸附气出口与相邻两个所述吸附塔中的位于下游的一者的所述吸附气进口相连；
加热装置，所述加热装置的至少一部分设在所述容纳腔的内部，所述加热装置与所述吸附剂配合以便加热再生所述吸附剂；
套管，所述套管的下端封口、上端开口，所述吸附塔上设有安装通孔，所述套管的至少一部分通过所述安装通孔伸入到所述容纳腔的内部，所述套管与所述吸附塔密封地相连，所述加热装置设在所述套管的内部；
多个折流板，多个所述折流板沿上下方向间隔开地设在所述容纳腔内，每个所述折流板上均设有所述吸附剂，其中所述套管和所述加热装置中的每一者穿过每个所述折流板；
多个吸附剂容器，所述吸附剂容器一一对应地设在所述折流板上，所述吸附剂装填在所述吸附剂容器的内部，所述吸附剂容器上设有多个通气孔，其中所述套管和所述加热装置中的每一者穿过每个所述吸附剂容器。
2.根据权利要求1所述的吸附装置，其特征在于，所述加热装置为电加热装置，所述加热装置包括管箍和多个加热管，多个所述加热管通过所述管箍固定形成加热管束。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的吸附装置，其特征在于，进一步包括：
夹套，所述夹套套设在所述吸附塔的外表面上，所述夹套上设有换热介质进口和换热介质出口；
冷换热介质进管和热换热介质进管，所述换热介质进口能够可切换地与所述冷换热介质进管和所述热换热介质进管中的一者连通；和
抽真空装置，所述吸附塔具有与所述容纳腔连通的脱附物料出口，所述抽真空装置与所述脱附物料出口相连。
4.根据权利要求3所述的吸附装置，其特征在于，所述换热介质出口设在所述夹套的下部，所述换热介质进口设在所述夹套的上部。
5.根据权利要求1-2中任一项所述的吸附装置，其特征在于，进一步包括冷气体进管和热气体进管，所述气体进口能够可切换地与所述冷气体进管和所述热气体进管中的一者连通。
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