CN116212796A - 一种硅油生产系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种化工生产领域，尤其涉及一种硅油生产系统。该系统包括反应装置和尾气处理装置，所述的反应装置包括反应釜、脱低冷凝器、低沸接收槽和真空系统，反应釜连接脱低冷凝器，脱低冷凝器连接低沸接收槽，低沸接收槽连接所述的真空系统，真空系统连接尾气处理装置；其特征在于，尾气处理装置包括气液分离器、深度冷凝器、酸洗塔、碱洗塔、干式过滤器、RTO催化燃烧炉和排放烟囱；气液分离器连接真空系统的尾气出口，深度冷凝器由凝液回收罐和螺旋式冷凝器组成，凝液回收罐连接气液分离器，螺旋式冷凝器设置在凝液回收罐的上方，螺旋式冷凝器内设置有螺旋盘管，螺旋盘管外侧设置冷冻水，螺旋盘管的进气端连接凝液回收罐，出气端连接酸洗塔，酸洗塔连接碱洗塔，碱洗塔连接干式过滤器，干式过滤器通过第一风机连接至RTO催化燃烧炉，RTO催化燃烧炉的燃烧气体连接至排放烟囱。本发明很大程度地减小了废气处理系统的工作压力，预防了RTO催化燃烧炉的孔洞堵塞，提高了废气处理效率，同时提高低组分回收率，甚至可重复利用。
Description
技术领域
本发明涉及一种有机硅生产技术领域，尤其涉及一种硅油生产系统。
背景技术
乙烯基硅油主要有端乙烯基聚二甲基硅氧烷（Vi-PDMS)和端乙烯基聚甲基乙烯基硅氧烷(Vi-PMVS)，可根据需要提供不同粘度和乙烯基含量的产品。乙烯基硅油可分为：端乙烯基硅油和高乙烯基硅油，是加成型液体硅橡胶、有机硅凝胶等的主要原料；混炼胶的改性剂/塑料添加剂/补强材料等。
目前在工业生产中，乙烯基硅油普遍采用混合硅氧烷催化平衡法制取，以DMC(二甲基环硅氧烷)或者D4(八甲基环四硅氧烷)为原料，脱水后在氮气条件下发生开环聚合。由于聚合反应中存在化学平衡，始终有一部分的原料不能开环，所以乙烯基硅油产物最后都要经过一个减压脱低的过程，去除其中的D4等环体。
中国发明专利申请（公开号CN114377632A，公开日：2022-04-22）公开了乙烯基硅油的生产方法包括以下步骤：步骤1，设定或调取乙烯基硅油生产流程；步骤2，根据所述乙烯基硅油生产流程，精准称取一定量的DMC投入生产反应釜中，升温至第一温度后进行脱水处理，得到脱水DMC；步骤3，升温至第二温度，向所述脱水DMC中精准加入一定量的封头剂，搅拌均匀后，精准加入一定量的催化剂，反应3～4小时，得到半成品硅油；步骤4，升温至第三温度，对所述半成品硅油进行脱除低分子物质处理，得到乙烯基硅油。
在上述方法需要大量的尾气处理，申请人目前采用RTO催化燃烧法对尾气进行处理，蓄热式催化燃烧（RTO）是在高温下将可燃废气氧化成对应的氧化物和水，从而净化废气，并回收废气分解时所释放出来的热量。适用于大风量，高浓度的有机废气处理，燃烧净化效率99%以上，回收热量95%以上。但是由于乙烯基硅油的尾气中含有有机硅低分子，而在这部分废气氧化时硅胶被氧化为二氧化硅，会造成RTO催化燃烧炉的RTO蓄热砖孔洞堵塞，降低废气处理效率，大大增加了尾气处理系统的工作压力。
发明内容
为了解决上述的技术问题，本发明的目的是提供一种硅油生产系统，该生产系统采用了RTO催化燃烧炉进尾气处理，并在燃烧前将尾气进行进一步冷凝、酸洗、碱洗和干式过滤，能够使尾气中的有机硅低分子降低到最低，避免了催化燃烧产生二氧化硅堵塞RTO蓄热砖孔洞。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
一种硅油生产系统，该系统包括反应装置和尾气处理装置，所述的反应装置包括反应釜、脱低冷凝器、低沸接收槽和真空系统，反应釜连接脱低冷凝器，脱低冷凝器连接低沸接收槽，低沸接收槽连接所述的真空系统，真空系统连接尾气处理装置；其特征在于，尾气处理装置包括气液分离器、深度冷凝器、酸洗塔、碱洗塔、干式过滤器、RTO催化燃烧炉和排放烟囱；气液分离器连接真空系统的尾气出口，深度冷凝器由凝液回收罐和螺旋式冷凝器组成，凝液回收罐连接气液分离器，螺旋式冷凝器设置在凝液回收罐的上方，螺旋式冷凝器内设置有螺旋盘管，螺旋盘管外侧设置冷冻水，螺旋盘管的进气端连接凝液回收罐，出气端连接酸洗塔，酸洗塔连接碱洗塔，碱洗塔连接干式过滤器，干式过滤器通过第一风机连接至RTO催化燃烧炉，RTO催化燃烧炉的燃烧气体连接至排放烟囱。
作为优选，反应釜上设置有原料进口、催化剂进口、氮气进口和成品出口，并在反应釜内设置有搅拌桨以及冷却液盘管，反应釜的上部设置有脱低出口，脱低出口连接至脱低冷凝器。
作为优选，反应釜的外侧设置有加热夹套，加热夹套采用蒸汽加热。
作为优选，低沸接收槽设置在脱低冷凝器的下方，并设置有回流管路连接至脱低冷凝器，低沸接收槽下端设置出口连接至危废收集桶。
作为优选，酸洗塔和碱洗塔分别包括塔体、两层喷淋器和两层填料，两层喷淋器和两层填料设置在塔体内，一层喷淋器对应一层填料，喷淋器均连接至循环泵，循环泵连接至塔体底部。
作为优选，RTO催化燃烧炉由炉体、RTO蓄热砖和燃烧器构成，RTO蓄热砖填充设置在炉体内，燃烧器位于RTO蓄热砖的上方，炉体上部设置有管道连接至排放烟囱。
作为优选，RTO催化燃烧炉下方设置有多通阀门，多通阀门上设置有管道连接第一风机，并在多通阀门上设置管道连接有连接外侧空气的第二风机，多通阀门还设置有管道连接至排放烟囱。
作为优选，炉体包括三个腔室，三个腔室内均填充设置有RTO蓄热砖，三个腔室的底部均设置有所述的多通阀门；并在多通阀门上设置有连通三个腔室的管路。
作为优选，多通阀门由并排的第一气室、第二气室和第三气室构成，第一气室和第二气室以及第二气室和第三气室之间分别设置有阀门，第一气室通过管路连接第一风机，第二气室通过管路连接第二风机和连通三个腔室，第二气室上部连接炉体的腔室，第三气室通过管路连接排放烟囱。
作为优选，燃烧器包括燃烧嘴和点火器，燃烧嘴上方设置有点火变压器，燃烧嘴设置在炉体的上部；点火变压器连接天然气管路和空气管路，点火变压器上设置有火焰检测器，并在空气管路上设置有旁路连接至燃烧嘴。
本发明有益效果是，含硅废气深度冷凝与RTO催化燃烧炉相结合，并在燃烧前将尾气进行进一步冷凝、酸洗、碱洗和干式过滤，能够使尾气中的有机硅低分子降低到最低，减小了废气处理系统的工作压力，预防了RTO催化燃烧炉的RTO蓄热砖堵塞，提高了废气处理效率，同时提高低组分回收率，甚至可重复利用。
附图说明
图1为本发明的硅油生产系统反应装置结构示意图。
图2为本发明的硅油生产系统尾气处理装置结构示意图。
图3为本发明的反应釜结构示意图。
图4为本发明的酸洗塔和碱洗塔结构示意图。
图5为本发明的RTO催化燃烧炉结构示意图。
图6为本发明的燃烧器结构示意图。
图中符号说明：
01.反应釜，011. 原料进口，012. 催化剂进口，013. 氮气进口，014. 脱低出口，015. 搅拌桨，016. 冷却液盘管，017. 加热夹套，018. 成品出口，02.脱低冷凝器，03.低沸接收槽，04.真空系统，05. 危废收集桶，06.气液分离器，07.凝液回收罐，08.螺旋式冷凝器，09.酸洗塔，091.塔体，092.喷淋器，093.填料，10.碱洗塔，11.干式过滤器，12.RTO催化燃烧炉，121. 炉体，122. RTO蓄热砖，123. 多通阀门，124. 第一气室，125第二气室.，126.第三气室，127. 腔室，13.第一风机，14.第二风机，15.烟囱，16.循环泵，17.燃烧器，171.燃烧嘴，172. 点火变压器，173. 天然气管路，174. 空气管路，175.火焰检测器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体措施方式做一个详细的说明。
如图1和图2所示一种硅油生产系统，该系统包括反应装置和尾气处理装置，所述的反应装置包括反应釜01、脱低冷凝器02、低沸接收槽03和真空系统04，反应釜01连接脱低冷凝器02，脱低冷凝器02连接低沸接收槽03，低沸接收槽03设置在脱低冷凝器02的下方，并设置有回流管路连接至脱低冷凝器02，低沸接收槽03下端设置出口连接至危废收集桶05，低沸接收槽03连接所述的真空系统04，真空系统04连接尾气处理装置；其特征在于，尾气处理装置包括气液分离器06、深度冷凝器、酸洗塔09、碱洗塔10、干式过滤器11、RTO催化燃烧炉12和排放烟囱15；气液分离器06连接真空系统04的尾气出口，深度冷凝器由凝液回收罐07和螺旋式冷凝器08组成，凝液回收罐07连接气液分离器06，螺旋式冷凝器08设置在凝液回收罐07的上方，螺旋式冷凝器08内设置有螺旋盘管，螺旋盘管外侧设置冷冻水，螺旋盘管的进气端连接凝液回收罐07，出气端连接酸洗塔09，酸洗塔09连接碱洗塔10，碱洗塔10连接干式过滤器11，干式过滤器11通过第一风机13连接至RTO催化燃烧炉12，RTO催化燃烧炉12的燃烧气体连接至排放烟囱15。
如图3所示，反应釜01上设置有原料进口011、催化剂进口012、氮气进口013和成品出口018，并在反应釜01内设置有搅拌桨015以及冷却液盘管016，反应釜01的上部设置有脱低出口014，脱低出口014连接至脱低冷凝器02；反应釜01的外侧设置有加热夹套017，加热夹套017采用蒸汽加热。
如图4所示，所述酸洗塔09和碱洗塔10分别包括塔体091、两层喷淋器092和两层填料093，两层喷淋器092和两层填料093设置在塔体091内，一层喷淋器092对应一层填料093，喷淋器092均连接至循环泵16，循环泵16连接至塔体091底部。
如图5所示，所述RTO催化燃烧炉12由炉体121、RTO蓄热砖122和燃烧器17构成，RTO蓄热砖122填充设置在炉体121内，燃烧器17位于RTO蓄热砖122的上方，炉体121上部设置有管道连接至排放烟囱15。所述炉体121包括三个腔室127，三个腔室127内均填充设置有RTO蓄热砖122，三个腔室127的底部均设置有所述的多通阀门123；并在多通阀门123上设置有连通三个腔室127的管路。所述RTO催化燃烧炉12下方设置有多通阀门123，多通阀门123上设置有管道连接第一风机13，并在多通阀门123上设置管道连接有连接外侧空气的第二风机14，多通阀门123还设置有管道连接至排放烟囱15。多通阀门123由并排的第一气室124、第二气室125和第三气室126构成，第一气室124和第二气室125以及第二气室125和第三气室126之间分别设置有阀门，第一气室124通过管路连接第一风机13，第二气室125通过管路连接第二风机14和连通三个腔室，第二气室125上部连接炉体121的腔室127，第三气室126通过管路连接排放烟囱15。
如图6所示，燃烧器17包括燃烧嘴171和点火器，燃烧嘴171上方设置有点火变压器172，燃烧嘴171设置在炉体121的上部；点火变压器172连接天然气管路173和空气管路174，点火变压器172上设置有火焰检测器175，并在空气管路上设置有旁路连接至燃烧嘴171。
具体而言，反应装置流程如下：原料投入到反应釜01中经搅拌桨015混匀，升温后进行保温反应，反应结束后通入氮气，然后保持真空，开始脱低。含有机硅废气经过脱低冷凝器02进入低沸接收槽03，经过循环冷凝脱去部分低分子后，脱低结束，冷凝液收集至危废收集桶05，剩余废气进入尾气处理装置。
具体而言，尾气处理装置流程如下：螺旋式冷凝器08通入冷冻水，废气经过螺旋式冷凝器08进行深度冷凝，该部分废气以超低分子量物质为主，经过深度冷凝后，更多的低组分物质被回收到凝液回收罐07。经过深度冷凝的剩余废气经过酸洗塔09、碱洗塔10进行清洁处理，再通过干式过滤器11除尘，经过第一风机13进入RTO催化燃烧炉12气室113高温氧化，产生的无污染气体通过烟囱15排出。
以上为对本发明实施例的描述，通过对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的。本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施列，而是要符合与本文所公开的原理和新颖点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种硅油生产系统，该系统包括反应装置和尾气处理装置，所述的反应装置包括反应釜（01）、脱低冷凝器（02）、低沸接收槽（03）和真空系统（04），反应釜（01）连接脱低冷凝器（02），脱低冷凝器（02）连接低沸接收槽（03），低沸接收槽（03）连接所述的真空系统（04），真空系统（04）连接尾气处理装置；其特征在于，尾气处理装置包括气液分离器（06）、深度冷凝器、酸洗塔（09）、碱洗塔（10）、干式过滤器（11）、RTO催化燃烧炉（12）和排放烟囱（15）；气液分离器（06）连接真空系统（04）的尾气出口，深度冷凝器由凝液回收罐（07）和螺旋式冷凝器（08）组成，凝液回收罐（07）连接气液分离器（06），螺旋式冷凝器（08）设置在凝液回收罐（07）的上方，螺旋式冷凝器（08）内设置有螺旋盘管，螺旋盘管外侧设置冷冻水，螺旋盘管的进气端连接凝液回收罐（07），出气端连接酸洗塔（09），酸洗塔（09）连接碱洗塔（10），碱洗塔（10）连接干式过滤器（11），干式过滤器（11）通过第一风机（13）连接至RTO催化燃烧炉（12），RTO催化燃烧炉（12）的燃烧气体连接至排放烟囱（15）。
2.根据权利要求1所述的一种硅油生产系统，其特征在于，反应釜（01）上设置有原料进口（011）、催化剂进口（012）、氮气进口（013）和成品出口（018），并在反应釜（01）内设置有搅拌桨（015）以及冷却液盘管（016），反应釜（01）的上部设置有脱低出口（014），脱低出口（014）连接至脱低冷凝器（02）。
3.根据权利要求1所述的一种硅油生产系统，其特征在于，反应釜（01）的外侧设置有加热夹套（017），加热夹套（017）采用蒸汽加热。
4.根据权利要求1所述的一种硅油生产系统，其特征在于，低沸接收槽（03）设置在脱低冷凝器（02）的下方，并设置有回流管路连接至脱低冷凝器（02），低沸接收槽（03）下端设置出口连接至危废收集桶（05）。
5.根据权利要求1所述的一种硅油生产系统，其特征在于，酸洗塔（09）和碱洗塔（10）分别包括塔体（091）、两层喷淋器（092）和两层填料（093），两层喷淋器（092）和两层填料（093）设置在塔体（091）内，一层喷淋器（092）对应一层填料（093），喷淋器（092）均连接至循环泵（16），循环泵（16）连接至塔体（091）底部。
6.根据权利要求1所述的一种硅油生产系统，其特征在于，RTO催化燃烧炉（12）由炉体（121）、RTO蓄热砖（122）和燃烧器（17）构成，RTO蓄热砖（122）填充设置在炉体（121）内，燃烧器（17）位于RTO蓄热砖（122）的上方，炉体（121）上部设置有管道连接至排放烟囱（15）。
7.根据权利要求6所述的一种硅油生产系统，其特征在于，RTO催化燃烧炉（12）下方设置有多通阀门（123），多通阀门（123）上设置有管道连接第一风机（13），并在多通阀门（123）上设置管道连接有连接外侧空气的第二风机（14），多通阀门（123）还设置有管道连接至排放烟囱（15）。
8.根据权利要求7所述的一种硅油生产系统，其特征在于，炉体（121）包括三个腔室（127），三个腔室（127）内均填充设置有RTO蓄热砖（122），三个腔室（127）的底部均设置有所述的多通阀门（123）；并在多通阀门（123）上设置有连通三个腔室（127）的管路。
9.根据权利要求8所述的一种硅油生产系统，其特征在于，多通阀门（123）由并排的第一气室（124）、第二气室（125）和第三气室（126）构成，第一气室（124）和第二气室（125）以及第二气室（125）和第三气室（126）之间分别设置有阀门，第一气室（124）通过管路连接第一风机（13），第二气室（125）通过管路连接第二风机（14）和连通三个腔室（127），第二气室（125）上部连接炉体的腔室（127），第三气室（126）通过管路连接排放烟囱（15）。
10.根据权利要求8所述的一种硅油生产系统，其特征在于，燃烧器（17）包括燃烧嘴（171）和点火器，燃烧嘴（171）上方设置有点火变压器（172），燃烧嘴（171）设置在炉体（121）的上部；点火变压器（172）连接天然气管路（173）和空气管路（174），点火变压器（172）上设置有火焰检测器（175），并在空气管路（174）上设置有旁路连接至燃烧嘴（171）。
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