CN205412975U - 一种适用于聚甲基三乙氧基硅烷连续化生产工艺的合成塔 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种适用于聚甲基三乙氧基硅烷连续化生产工艺的合成塔，包括壳体，壳体包括蒸汽反应段、锥形过渡段和气液分离段，蒸汽反应段的外壁上设有加热夹套，加热夹套的上端设有夹套蒸汽进口，加热夹套的下端设有夹套蒸汽出口，蒸汽反应段的底部设有反应液进口，气液分离段的顶部设有尾气出口，气液分离段的侧面设有粗产品出口。通过在反应段塔外安装加热夹套，在夹套蒸汽进口内通入蒸汽调节反应温度，使反应物料始终在合适的温度范围内进行反应，从而提高反应速率。采用该合成塔做反应器，用搅拌混合器连续进料，连续出料，大大减少了反应设备，减少了操作工的劳动强度，还极大地提高了反应效率和产品的稳定性。

Description

一种适用于聚甲基三乙氧基硅烷连续化生产工艺的合成塔

技术领域

本实用新型涉及一种适用于聚甲基三乙氧基硅烷连续化生产工艺的合成塔。

背景技术

合成聚甲基三乙氧基硅烷的常规方法是，往反应釜内打入计量好的一甲基三氯硅烷，升温到60至90度，从无水乙醇高位槽往釜内滴加无水乙醇，通入氮气鼓泡进行回流反应。升温回流反应过程中，一甲基三氯硅烷与无水乙醇反应生成聚甲基三乙氧基硅烷和氯化氢，上升的气流进入冷凝器，冷凝液回流到反应釜，未凝气体氯化氢去尾气吸收。反应结束，釜中残余的反应液就是聚甲基三乙氧基硅烷粗产品。由于反应过程中释放大量氯化氢气体，遇水变成盐酸，对设备的腐蚀大，只能选用搪玻璃材质的反应釜；还因为一甲基三氯硅烷在搅拌旋转过程中极易产生静电，搪玻璃釜的材质不容易导出静电，埋下安全隐患，因此反应过程中通常不使用机械搅拌只通氮气鼓泡，也就导致一甲基三氯硅烷和乙醇这两种反应原料混合不均匀，影响反应速度，所以这种生产工艺的反应周期长，一批料要耗时30h以上，生产效率极低，急需要其他的生产工艺来改变现状。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种适用于聚甲基三乙氧基硅烷连续化生产工艺的合成塔，该合成塔结构简单、针对性强、可实现持续进料，很好地解决了聚甲基三乙氧基硅烷的合成问题。采用该合成塔做反应器，用搅拌混合器连续进料，连续出料，大大减少了反应设备，减少了操作工的劳动强度，还极大地提高了反应效率和产品的稳定性。

为了解决上述技术问题，采用如下技术方案：

一种适用于聚甲基三乙氧基硅烷连续化生产工艺的合成塔，包括壳体，壳体包括蒸汽反应段、锥形过渡段和气液分离段，蒸汽反应段、锥形过渡段和气液分离段均设有填料层，蒸汽反应段的外壁上设有加热夹套，加热夹套的上端设有夹套蒸汽进口，加热夹套的下端设有夹套蒸汽出口，蒸汽反应段的底部设有反应液进口，气液分离段的顶部设有尾气出口，气液分离段的侧面设有粗产品出口。该合成塔选用耐腐金属材质，填料层内填充耐腐填料，防止反应混合物和反应产生的生成物腐蚀合成塔和填料。通过在反应段塔外安装加热夹套，在夹套蒸汽进口内通入蒸汽调节反应温度，使反应物料始终在合适的温度范围内进行反应，从而提高反应速率。蒸汽从上部的夹套蒸汽进口进入，下部的夹套蒸汽出口出去，而反应物料从底部进入，以向上喷出的形式进入到蒸汽反应段内，这样的进气和进料方式，便于控制蒸汽反应段内的温度，使反应物料始终在合适的温度范围内进行反应，从而提高反应速率。蒸汽反应段、锥形过渡段和气液分离段均设有填料层，拦截悬浮的固体颗粒，促进反应地快速进行，气液分离段的顶部填料可以起着除沫作用，拦截氯化氢尾气中夹带的液滴。离开气液分离段的氯化氢尾气进入尾气吸收工序，离开气液分离段的液体进入粗产品接收罐，去产品精制工序。气液分离段的横截面积大于蒸汽反应段的横截面积，使反应物料的流速减缓，便于出料和尾气收集。

进一步，加热夹套连接有加热系统，加热系统包括加热筒和加热器，加热筒内设有加热器，加热筒的顶部设有蒸汽出管，蒸汽出管上设有温度传感器，蒸汽出管连接夹套蒸汽进口，加热筒的侧面设有蒸汽回流管，蒸汽回流管连接夹套蒸汽出口。通过加热系统，将蒸汽通入到加热夹套内，便于控制蒸汽反应段内的温度。

进一步，反应液进口连接有反应液进管，反应液进管上设有进料控制阀和进料流量计，反应液进管连接有搅拌混合器。通过搅拌混合器先将一甲基三氯硅烷和乙醇这两种反应物料进行混合，便于在合成塔内更好地进行反应，进而通过进料控制阀和进料流量计，控制进入到合成塔内的反应物料的反应量。

进一步，尾气出口连接有尾气出管，尾气出管连接有尾气收集器。通过尾气收集器手机反应产生的氯化氢气体。

进一步，粗产品出口设有粗产品出管，粗产品出管连接有粗产品接收罐。

进一步，填料层包括第一填料层、第二填料层和第三填料层，第一填料层位于蒸汽反应段内，第二填料层位于锥形过渡段内，第三填料层位于气液分离段内。

进一步，反应液进口连接有物料均布器，物料均布器包括物料均布管和物料均布喷头，物料均布管的一端连接反应液进口，物料均布管的另一端连接物料均布喷头，物料均布喷头上设有物料喷射孔。通过物料均布器，使反应物料的喷出速率均匀有序，便于参与反应。

由于采用上述技术方案，具有以下有益效果：

本实用新型为一种适用于聚甲基三乙氧基硅烷连续化生产工艺的合成塔，该合成塔结构简单、针对性强、可实现持续进料，很好地解决了聚甲基三乙氧基硅烷的合成问题。采用该合成塔做反应器，用搅拌混合器连续进料，连续出料，大大减少了反应设备，减少了操作工的劳动强度，还极大地提高了反应效率和产品的稳定性。

该合成塔选用耐腐金属材质，填料层内填充耐腐填料，防止反应混合物和反应产生的生成物腐蚀合成塔和填料。通过在反应段塔外安装加热夹套，在夹套蒸汽进口内通入蒸汽调节反应温度，使反应物料始终在合适的温度范围内进行反应，从而提高反应速率。蒸汽从上部的夹套蒸汽进口进入，下部的夹套蒸汽出口出去，而反应物料从底部进入，以向上喷出的形式进入到蒸汽反应段内，这样的进气和进料方式，便于控制蒸汽反应段内的温度，使反应物料始终在合适的温度范围内进行反应，从而提高反应速率。蒸汽反应段、锥形过渡段和气液分离段均设有填料层，拦截悬浮的固体颗粒，促进反应地快速进行，气液分离段的顶部填料可以起着除沫作用，拦截氯化氢尾气中夹带的液滴。离开气液分离段的氯化氢尾气进入尾气吸收工序，离开气液分离段的液体进入粗产品接收罐，去产品精制工序。气液分离段的横截面积大于蒸汽反应段的横截面积，使反应物料的流速减缓，便于出料和尾气收集。

通过加热系统，将蒸汽通入到加热夹套内，便于控制蒸汽反应段内的温度。

通过搅拌混合器先将一甲基三氯硅烷和乙醇这两种反应物料进行混合，便于在合成塔内更好地进行反应，进而通过进料控制阀和进料流量计，控制进入到合成塔内的反应物料的反应量。

通过尾气收集器手机反应产生的氯化氢气体。

反应液进口连接有物料均布器，物料均布器包括物料均布管和物料均布喷头，物料均布管的一端连接反应液进口，物料均布管的另一端连接物料均布喷头，物料均布喷头上设有物料喷射孔。通过物料均布器，使反应物料的喷出速率均匀有序，便于参与反应。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型中一种适用于聚甲基三乙氧基硅烷连续化生产工艺的合成塔的结构示意图；

图2为本实用新型中加热系统的结构示意图；

图3为本实用新型中物料均布器的结构示意图；

图4为本实用新型中图3的A向的结构示意图。

图中：1-壳体；2-蒸汽反应段；3-锥形过渡段；4-气液分离段；5-加热夹套；6-夹套蒸汽进口；7-夹套蒸汽出口；8-反应液进口；9-尾气出口；10-粗产品出口；11-加热筒；12-加热器；13-蒸汽出管；14-温度传感器；15-蒸汽回流管；16-反应液进管；17-搅拌混合器；18-进料流量计；19-进料控制阀；21-尾气出管；22-尾气收集器；23-粗产品出管；24-粗产品接收罐；25-第一填料层；26-第二填料层；27-第三填料层；28-物料均布器；29-物料均布管；30-物料均布喷头；31-物料喷射孔。

具体实施方式

如图1至图4所示，一种适用于聚甲基三乙氧基硅烷连续化生产工艺的合成塔，包括壳体1，壳体1包括蒸汽反应段2、锥形过渡段3和气液分离段4。该合成塔选用耐腐金属材质，填料层内填充耐腐填料，防止反应混合物和反应产生的生成物腐蚀合成塔和填料。蒸汽反应段2、锥形过渡段3和气液分离段4均设有填料层。气液分离段4的横截面积大于蒸汽反应段2的横截面积，使反应物料的流速减缓，便于出料和尾气收集。填料层包括第一填料层25、第二填料层26和第三填料层27，第一填料层25位于蒸汽反应段2内，第二填料层26位于锥形过渡段3内，第三填料层27位于气液分离段4内。蒸汽反应段2、锥形过渡段3和气液分离段4均设有填料层，拦截悬浮的固体颗粒，促进反应地快速进行，气液分离段4的顶部填料可以起着除沫作用，拦截氯化氢尾气中夹带的液滴。离开气液分离段4的氯化氢尾气进入尾气吸收工序，离开气液分离段4的液体进入粗产品接收罐24，去产品精制工序。

蒸汽反应段2的外壁上设有加热夹套5，加热夹套5的上端设有夹套蒸汽进口6，加热夹套5的下端设有夹套蒸汽出口7。加热夹套5连接有加热系统，加热系统包括加热筒11和加热器12，加热筒11内设有加热器12，加热筒11的顶部设有蒸汽出管13，蒸汽出管13上设有温度传感器14，蒸汽出管13连接夹套蒸汽进口6，加热筒11的侧面设有蒸汽回流管15，蒸汽回流管15连接夹套蒸汽出口7。通过加热系统，将蒸汽通入到加热夹套5内，便于控制蒸汽反应段2内的温度。通过在反应段塔外安装加热夹套5，在夹套蒸汽进口66内通入蒸汽调节反应温度，使反应物料始终在合适的温度范围内进行反应，从而提高反应速率。蒸汽从上部的夹套蒸汽进口66进入，下部的夹套蒸汽出口7出去，而反应物料从底部进入，以向上喷出的形式进入到蒸汽反应段2内，这样的进气和进料方式，便于控制蒸汽反应段2内的温度，使反应物料始终在合适的温度范围内进行反应，从而提高反应速率。

蒸汽反应段2的底部设有反应液进口8，反应液进口8连接有反应液进管16，反应液进管16上设有进料控制阀19和进料流量计18，反应液进管16连接有搅拌混合器17。通过搅拌混合器17先将一甲基三氯硅烷和乙醇这两种反应物料进行混合，便于在合成塔内更好地进行反应，进而通过进料控制阀19和进料流量计18，控制进入到合成塔内的反应物料的反应量。

气液分离段4的顶部设有尾气出口9，尾气出口9连接有尾气出管21，尾气出管21连接有尾气收集器22。通过尾气收集器22手机反应产生的氯化氢气体。

气液分离段4的侧面设有粗产品出口10。粗产品出口10设有粗产品出管23，粗产品出管23连接有粗产品接收罐24。

反应液进口8连接有物料均布器28，物料均布器28包括物料均布管29和物料均布喷头30，物料均布管29的一端连接反应液进口8，物料均布管29的另一端连接物料均布喷头30，物料均布喷头30上设有物料喷射孔31。通过物料均布器28，使反应物料的喷出速率均匀有序，便于参与反应。

本实用新型一种适用于聚甲基三乙氧基硅烷连续化生产工艺的合成塔的工作原理：先通过搅拌混合器17将一甲基三氯硅烷和乙醇这两种反应物料进行混合，便于在合成塔内更好地进行反应，进而通过进料控制阀19和进料流量计18，控制进入到合成塔内的反应物料的反应量。再通过加热系统，将蒸汽通入到加热夹套5内，便于控制蒸汽反应段2内的温度，使物料在蒸汽反应段2内进行反应，反应物料始终在合适的温度范围内进行反应，从而提高反应速率。与此同时，反应物料自塔底的反应液进口8进入，慢慢上升，上升过程中持续反应，到蒸汽反应段2顶部反应完全，进入锥形过渡段3和气液分离段4。蒸汽反应段2、锥形过渡段3和气液分离段4均设有填料层，拦截悬浮的固体颗粒，促进反应地快速进行，气液分离段4的顶部填料可以起着除沫作用，拦截氯化氢尾气中夹带的液滴。离开气液分离段4的氯化氢尾气进入尾气吸收工序，离开气液分离段4的液体进入粗产品接收罐24，去产品精制工序。该合成塔做反应器，用搅拌混合器17连续进料，连续出料，大大减少了反应设备，减少了操作工的劳动强度，还极大地提高了反应效率和产品的稳定性。

以上仅为本实用新型的具体实施例，但本实用新型的技术特征并不局限于此。任何以本实用新型为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出地简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本实用新型的保护范围之中。

Claims (7)

1.一种适用于聚甲基三乙氧基硅烷连续化生产工艺的合成塔，包括壳体，其特征在于：所述壳体包括蒸汽反应段、锥形过渡段和气液分离段，所述蒸汽反应段、所述锥形过渡段和所述气液分离段均设有填料层，所述蒸汽反应段的外壁上设有加热夹套，所述加热夹套的上端设有夹套蒸汽进口，所述加热夹套的下端设有夹套蒸汽出口，所述蒸汽反应段的底部设有反应液进口，所述气液分离段的顶部设有尾气出口，所述气液分离段的侧面设有粗产品出口。

2.根据权利要求1所述一种适用于聚甲基三乙氧基硅烷连续化生产工艺的合成塔，其特征在于：所述加热夹套连接有加热系统，所述加热系统包括加热筒和加热器，所述加热筒内设有所述加热器，所述加热筒的顶部设有蒸汽出管，所述蒸汽出管上设有温度传感器，所述蒸汽出管连接所述夹套蒸汽进口，所述加热筒的侧面设有蒸汽回流管，所述蒸汽回流管连接所述夹套蒸汽出口。

3.根据权利要求1所述一种适用于聚甲基三乙氧基硅烷连续化生产工艺的合成塔，其特征在于：所述反应液进口连接有反应液进管，所述反应液进管上设有进料控制阀和进料流量计，所述反应液进管连接有搅拌混合器。

4.根据权利要求1所述一种适用于聚甲基三乙氧基硅烷连续化生产工艺的合成塔，其特征在于：所述尾气出口连接有尾气出管，所述尾气出管连接有尾气收集器。

5.根据权利要求1所述一种适用于聚甲基三乙氧基硅烷连续化生产工艺的合成塔，其特征在于：所述粗产品出口设有粗产品出管，所述粗产品出管连接有粗产品接收罐。

6.根据权利要求1所述一种适用于聚甲基三乙氧基硅烷连续化生产工艺的合成塔，其特征在于：所述填料层包括第一填料层、第二填料层和第三填料层，所述第一填料层位于所述蒸汽反应段内，所述第二填料层位于所述锥形过渡段内，所述第三填料层位于所述气液分离段内。

7.根据权利要求1所述一种适用于聚甲基三乙氧基硅烷连续化生产工艺的合成塔，其特征在于：所述反应液进口连接有物料均布器，所述物料均布器包括物料均布管和物料均布喷头，所述物料均布管的一端连接所述反应液进口，所述物料均布管的另一端连接所述物料均布喷头，所述物料均布喷头上设有物料喷射孔。