CN209885776U - 一种用于有机硅单体合成流化床反应器的气固分离装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于有机硅单体合成流化床反应器的气固分离装置，所述气固分离装置包括旋风分离器、金属膜过滤器、自动反吹装置和回收粉罐，所述金属膜过滤器中包括一组金属粉末烧结滤芯，任一滤芯上方设置一喷嘴；所述喷嘴分为至少二个分组，同一分组的喷嘴经同一反吹支管连接反吹气源，所述反吹支管上设置自动控制阀。所述装置中金属膜过滤器滤芯分区设置，同一分区中滤芯上方的喷嘴属于同一喷嘴分组。本实用新型将金属膜过滤器与旋风分离器耦合，使气相产物与固体颗粒完全分离，可取代二级以上旋风分离器及洗涤塔，极大地降低后续工序处理量，所述装置可实现连续生产，降低能耗的同时减少反应产物浪费，且无渣浆排放。
Description
技术领域
本实用新型属于有机硅单体合成技术领域，涉及一种流化床反应器，尤其是涉及一种用于有机硅单体合成流化床反应器的气固分离装置。
背景技术
工业上有机硅单体合成的生产工艺是以氯甲烷(气相)与硅粉(固相)为原料在铜粉催化剂作用下，在流化床反应器中进行反应直接合成甲基氯硅烷，主要目的产物是其中的二甲基二氯硅烷(简称二甲)。合成的产物气体从流化床反应器进入旋风分离器，分离出的固体粉尘返回至流化床反应器，气体进入洗涤塔进一步除去其中的固体粉尘，纯化后的气体再进行有机硅单体的分离和提纯。当反应产物中二甲纯度下降到一定值后，取出硅粉及铜粉催化剂，更换新鲜的物料和催化剂。甲基氯硅烷合成是有机硅单体生产的核心技术部分，其反应机理复杂，副反应多，高的二甲选择性和低的原料、能源消耗是有机硅工业生产中长期以来努力实现的目标。
中国专利CN203598613U报道了一种适用于有机硅单体合成的金属烧结过滤器，采用金属烧结过滤器取代洗涤塔，减少有机硅单体在洗涤塔的消耗，降低能耗。同时没有洗涤塔，故没有渣浆的排放，而且设备简单。该装置还在硅粉收集罐中加入鼓吹氮气技术，将轻组分硅颗粒吹至上层，下层硅粉颗粒回至流化床，提高了硅粉和铜粉的利用率。但该装置难以在工业上实现连续生产。中国专利CN1321731报道了一种带有旋风分离器的流化床反应器，由上封头、上部筒体、下部锥体、气体预分布室和下封头构成。下部锥体与气体预分布室间装有风帽式气体分布板，下部锥体外装有硅粉、回料加料口，气体预分布室外装有原料气进口，上封头下方装有下垂式指形套管束；装在上封头内或装在上封头外顶部的第一和第二旋风分离器相连，第一旋风分离器的进口与反应器连通，两个旋风分离器底端出口分别装有颗粒排放管，颗粒排放管底端安装有锥形堵头，第二旋风分离器的顶端为合成气出口。由于采用内部或外部旋风分离器，可有效的处理宽筛分颗粒的流化。该流化床反应器顶部设置两个旋风分离器，反应产物气体中的固体粉尘直接在流化床内部循环，延长微细粉尘和铜粉催化剂在反应器内的停留时间，从而提高硅粉的转化率和铜粉的催化效率。
目前，有机硅单体合成流化床反应器的反应产物，需要进入三级串联旋风分离器进行气固相分离，分离出的固体进入回收粉罐，集中返回至流化床；气体还需进入洗涤塔进行洗涤，进一步除去粉尘颗粒后进入精馏塔分离粗单体和氯硅烷等。而多级旋风分离器阻力较高，洗涤塔增加有机硅单体消耗，两者都会增加能耗，同时洗涤塔不可避免的会产生渣浆，增加处理成本。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种用于有机硅单体合成流化床反应器的气固分离装置，解决有机硅单体合成流化床反应器产物气固分离中存在的上述技术问题，所述的装置将金属膜过滤器与旋风分离器耦合，可取代二级以上旋风分离器及洗涤塔，气固分离完全，所述装置可实现连续生产，降低能耗且无渣浆排放。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种用于有机硅单体合成流化床反应器的气固分离装置，包括旋风分离器和回收粉罐，所述的旋风分离器排灰口与回收粉罐入料口相连，其特征在于：所述的气固分离装置还包括金属膜过滤器和自动反吹装置，所述的金属膜过滤器包括花板，将金属膜过滤器分隔为上下两个腔体，下腔体中一组金属膜过滤器滤芯安装在所述的花板上，下腔体下部设置金属膜过滤器进料口，底部设置金属膜过滤器排渣口，上腔体设置金属膜过滤器出料口；所述的自动反吹装置包括一组设置在任一金属膜过滤器滤芯上方的喷嘴，所述的喷嘴分为至少二个分组，同一分组的喷嘴连接同一反吹支管，所述反吹支管上设置自动控制阀，各组喷嘴的反吹支管并联后管道连接反吹气源；旋风分离器排气口与金属膜过滤器进料口相连，所述金属膜过滤器排渣口与回收粉罐入料口相连。
所述的金属膜过滤器滤芯为金属粉末烧结滤芯，优选为管状滤芯。所述的金属膜过滤器滤芯的过滤面积优选为1～500㎡，孔径范围优选为0.1～10μm。
优选地，所述的喷嘴距离所对应的金属膜过滤器滤芯垂直距离为20～40mm。
所述的金属膜过滤器可以实现自动分区吹扫。根据不同的喷嘴分组，可将所述的金属膜过滤器滤芯进行分区，每个区域中均含有一定数量的滤芯，同一分区中金属膜过滤器滤芯上方的喷嘴属于同一喷嘴分组。分区方式可根据需要或设备制造的要求进行选择，例如按角度分为扇形区，或根据半径分为环形区等。所述的自动反吹装置在滤芯上设置喷嘴分组，同一分组的喷嘴连接同一反吹支管，将不同的滤芯分区对应不同的喷嘴分组，根据滤芯的分区进行分区反吹。
优选地，所述的金属膜过滤器包括圆锥形底部，金属膜过滤器排渣口设置在圆锥形底部的末端。
进一步地，所述金属膜过滤器排渣口设置自动排粉控制阀。
进一步地，所述的金属膜过滤器配备差压计，两端分别连接金属膜过滤器的上腔体和下腔体。
根据本实用新型的气固分离装置，当流化床反应器出来的高温气体经过旋风分离器后，5～10μm以上的固体颗粒被拦截下来，气体经旋风分离器排气口进入金属膜过滤器。气体通过金属膜过滤器时，由于夹带的固体颗粒粒径大于金属膜过滤器滤芯的孔径，在金属膜过滤器滤芯的进气表面拦截下来形成滤饼，洁净气体经出料口进入下一工序。当金属膜过滤器达到预定压降或周期时间时，自动反吹装置在线反吹金属膜滤芯进行再生，使滤饼剥离，自动排粉控制阀排出滤饼至回收粉罐，金属膜滤芯恢复到初始压降。需要指出的是，所述的金属膜过滤器可以实现自动分区吹扫，在过滤的同时对金属膜滤芯进行再生，实现连续生产。任何时候可以仅有一个分区的金属膜滤芯处于反吹再生状态，其余分区中的金属膜滤芯仍处于正常过滤状态，保证金属膜过滤器的稳定连续工作。
有益效果：本实用新型的气固分离装置将金属膜过滤器与旋风分离器耦合，利用旋风分离器设备简单、耐高温的特点进行预处理，同时利用金属膜滤芯优异的强度与过滤精度取代二级、三级旋风分离器及后序洗涤塔，将气相产物与固体颗粒的完全分离，极大地降低后续工序处理量，降低能耗的同时减少反应产物浪费，且无渣浆排放，切实有效消除安全环保压力，稳定产品质量，具有显著的经济效益和环境效益。
本实用新型中所述气固分离装置中，金属膜过滤器可持续运行；可有效分离粒径在0.1～10μm以内固体颗粒；处理量大，同时只需最小的反向脉冲进行反吹再生；单台过滤器过滤面积可达500㎡，并可多台并联；运行压力可达2.5MPa；可耐200～600℃高温；全自动化控制，密闭设计，实现安全高效操作。
附图说明
图1一种用于有机硅单体合成流化床反应器的气固分离装置。
图中所示:1-旋风分离器，2-金属膜过滤器，3-回收粉罐，4-精馏塔，5-旋风分离器进气口，6-旋风分离器排气口，7-旋风分离器排灰口，8-金属膜过滤器进料口，9-金属膜过滤器出料口，10-自动反吹装置，11-金属膜过滤器排渣口，12-自动排粉控制阀，13-回收粉罐入料口，14-回收粉罐出口，15-金属膜过滤器滤芯，16-差压计，17-金属膜过滤器花板。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本实用新型的保护范围有任何的限制作用。
如图1所述，本实用新型的用于有机硅单体合成流化床反应器的气固分离装置，其中包括旋风分离器1，金属膜过滤器2，回收粉罐3，以及自动反吹装置10，流化床反应器出来的高温气体经该装置气固分离后，气体无需洗涤直接进入精馏塔4进行后序工艺处理，固体颗粒排入回收粉罐3。
本实用新型所述气固分离装置的具体结构为：旋风分离器排气口6与金属膜过滤器进料口8相连。所述金属膜过滤器2顶部接入自动反吹装置10，金属膜过滤器排渣口11加自动排粉控制阀12。所述的旋风分离器排灰口7与金属膜过滤器排渣口11经管道与回收粉罐入料口13相连。
所述的金属膜过滤器2包括圆柱状壳体，底部呈圆锥形；圆柱部分由花板17分隔为上下连通的两个腔体，上腔体部分设置金属膜过滤器出料口9，下腔体中一组管状金属膜滤芯15安装在花板17上，下腔体下部设置金属膜过滤器进料口8，金属膜过滤器排渣口11设置在圆锥形底部的末端。所述的金属膜过滤器滤芯15为金属粉末烧结滤芯，孔径范围为0.1～10μm。自动反吹装置10包括喷嘴、反吹支管和反吹气源，每一根金属膜过滤器滤芯15上方设置一个喷嘴，喷嘴距离所对应的金属膜过滤器滤芯15垂直距离为20～40mm；所述的喷嘴分成至少二个分组，同一分组的喷嘴连接同一反吹支管，各组喷嘴的反吹支管并联后管道连接反吹气源，所述反吹支管上设置自动控制阀。所述的金属膜过滤器滤芯15分区安装，每个区域中均含有一定数量的滤芯；将不同的滤芯分区对应不同的喷嘴分组，以实现金属膜过滤器的自动分区吹扫。
所述的金属膜过滤器配备差压计16，两端分别连接金属膜过滤器2的上腔体和下腔体。
所述金属膜过滤器滤芯15由若干烧结金属粉末滤芯组成，滤芯的过滤面积可达500㎡。过滤时，流化床反应器出来的高温气体经旋风分离器进气口5进入旋风分离器1进行一次气固分离，然后进入金属膜过滤器2，经旋风分离器1后未被分离下来的固体颗粒被拦截在金属膜过滤器滤芯15表面，形成滤饼；在线反吹时，当金属膜过滤器2达到设定的压降或周期时间时，自动反吹装置10开始依次分区反吹金属膜过滤器滤芯15，使滤饼脱落，滤芯恢复到初始压降，未反吹的滤芯分区仍在进行过滤，高温气体连续流动；自动排粉时，滤饼脱落后落入金属膜过滤器2底部，堆积到一定数量后自动排粉控制阀12自动打开，将粉末颗粒排入回收粉罐3。
以上应用具体实施例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心构思。以上所述仅是本实用新型的一种优选的实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进、修改或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进、修改、变化或组合，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本实用新型的保护范围。
Claims (9)
1.一种用于有机硅单体合成流化床反应器的气固分离装置，包括旋风分离器(1)和回收粉罐(3)，所述的旋风分离器排灰口(7)与回收粉罐入料口(13)相连，其特征在于：所述的气固分离装置还包括金属膜过滤器(2)和自动反吹装置(10)，所述的金属膜过滤器(2)包括花板(17)，将金属膜过滤器(2)分隔为上下两个腔体，下腔体中一组金属膜过滤器滤芯(15)安装在所述的花板(17)上，下腔体下部设置金属膜过滤器进料口(8)，底部设置金属膜过滤器排渣口(11)，上腔体设置金属膜过滤器出料口(9)；所述的自动反吹装置(10)包括一组设置在任一金属膜过滤器滤芯(15)上方的喷嘴，所述的喷嘴分为至少二个分组，同一分组的喷嘴连接同一反吹支管，所述反吹支管上设置自动控制阀，各组喷嘴的反吹支管并联后管道连接反吹气源；旋风分离器排气口(6)与金属膜过滤器进料口(8)相连，所述金属膜过滤器排渣口(11)与回收粉罐入料口(13)相连。
2.根据权利要求1所述的一种用于有机硅单体合成流化床反应器的气固分离装置，其特征在于：所述的喷嘴距离金属膜过滤器滤芯(15)垂直距离为20～40mm。
3.根据权利要求1所述的一种用于有机硅单体合成流化床反应器的气固分离装置，其特征在于：所述的金属膜过滤器滤芯(15)为金属粉末烧结滤芯。
4.根据权利要求1所述的一种用于有机硅单体合成流化床反应器的气固分离装置，其特征在于：所述的金属膜过滤器滤芯(15)为管状滤芯。
5.根据权利要求1所述的一种用于有机硅单体合成流化床反应器的气固分离装置，其特征在于：所述的金属膜过滤器滤芯(15)的孔径范围为0.1～10μm。
6.根据权利要求1所述的一种用于有机硅单体合成流化床反应器的气固分离装置，其特征在于：所述的金属膜过滤器滤芯(15)分区设置，同一分区中金属膜过滤器滤芯(15)上方的喷嘴属于同一喷嘴分组。
7.根据权利要求1所述的一种用于有机硅单体合成流化床反应器的气固分离装置，其特征在于：所述金属膜过滤器排渣口(11)设置自动排粉控制阀(12)。
8.根据权利要求1所述的一种用于有机硅单体合成流化床反应器的气固分离装置，其特征在于：所述的金属膜过滤器(2)包括圆锥形底部，金属膜过滤器排渣口(11)设置在圆锥形底部的末端。
9.根据权利要求1所述的一种用于有机硅单体合成流化床反应器的气固分离装置，其特征在于：所述的金属膜过滤器(2)配备压差计(16)。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20200103 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |