CN215939893U - 有机硅水解物裂解真空装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种适用于有机硅水解物裂解真空装置，真空气体经换热器A后，液相进入接收集罐，气相及夹带的部分液相进入旋液分离罐；旋液分离罐分离液相重新返回接收集罐、气相进入罗茨真空机组；经罗茨真空机组初次压缩后气体，再经换热器B、缓冲罐后进入螺杆真空机组进一步压缩，最终气体全部排入吸收塔。真空气体通过多级换热，实现分步冷凝、压缩，既确保气体中沸点较高的组分充分液化，大幅降低真空机组负荷，满足二甲基二氯硅烷水解物裂解高高真空需求；又确保凝固点较高的组分不结晶，避免因结晶造成真空机组管道设施堵塞而引发装置系统故障。

Description

有机硅水解物裂解真空装置

技术领域

本实用新型属于化工生产技术领域，具体涉及一种有机硅水解物裂解真空装置。

背景技术

二甲基二氯硅烷水解物在高真空、高温条件下裂解生产二甲基硅氧烷混合环体（简称“DMC”），在此过程中产生的大量低沸点物质（主要是水、六甲基环三硅氧烷（简称D3）、八甲基环四硅氧烷（简称D4）等），被配套真空机组收集后排放至外部系统，维持裂解系统始终处于高真空环境。由于该类低沸点物质中D3常压凝固点仅64℃，绝对压力10kPa环境下，水的沸点45.8℃，D3沸点仅67℃。在较低温度的真空环境下，极易造成设备堵塞或物料液化损坏机封等故障；存在需要经常更换液环、抽气量低、检修频繁、自动化控制水平低等弊端，需要进一步优化。

发明内容

本实用新型提供一种有机硅水解物裂解真空装置。包括换热器A、收集罐、旋液分离罐、罗茨真空机组、换热器B、缓冲罐、螺杆真空机组、积液槽以及若干仪表。真空气体经换热器A后，夹带的液相物料或气体冷凝后形成的物料进入收集罐中，气相（气相中会夹带的少量液相物料）进入旋液分离罐；旋液分离罐进一步分离的液相物料重新返回收集罐，气相进入罗茨真空机组；经罗茨真空机组初次压缩后气体，再经换热器B、缓冲罐后进入螺杆真空机组进一步压缩，最终气体全部排入吸收塔；换热器B、缓冲罐收集的液体在重力作用下进入积液槽。收集罐与积液槽内液体返回生产系统重新利用。具体装置如下：

适用于有机硅水解物裂解真空装置，换热器A与分离罐连接，分离罐与罗茨真空机组连接，罗茨真空机组与换热器B连接，换热器B与缓冲罐连接，缓冲罐经螺杆真空机组连接至气体吸收塔。

换热器A还与收集罐连接，旋液分离罐还与收集罐连接，换热器B还与积液槽连接，缓冲罐还与积液槽连接。

换热器A为单管程固定管板式换热器，换热器内径为0.6m~0.7m，换热器内有多个换热管，每三个换热管呈正三角排列，换热管中心间距40mm-60mm，换热管直径为Φ32-50mm、长度为1m-2m；换热器两侧还设置有交错的第一挡板，第一挡板长度为0.4m~0.55m，第一挡板间距0.3m~0.5m。

所述的缓冲罐直径d=400~600mm，高度h=1200~1500mm，两侧设4-6块等距离交错的第二挡板，第二挡板与水平方向成25~45°夹角，第二挡板长度L=0.7d~0.8d，厚度为8-12mm。

本实用新型所述的换热器A为单管程固定管板式换热器，换热管直径为Φ32-50mm、长度为1-2m，换热管内气体夹带液体离开换热器A。换热管直径过大，气体流速降低，无法充分使气体夹带液滴飞出换热器A，换热管内易形成积液，降低换热面积，影响换热效率；换热管直径过小，单位面积单位时间内，通过的液体量增大，增大了真空机组运行负荷；换热管长度不足，会导致气量增大，真空机组负荷增大，换热管过长，换热效果增大，但管内气体减少，液体增多，易成积液。积液在管内停留时间过长，换热时间变长，且流动性降低，容易导致D3结晶。

所述的缓冲罐直径d=400~600mm，高度h=1200~1500mm，两侧设4-6块等距离交错的挡板，档板与水平方向成25~45°夹角，挡板长度L=0.7d~0.8d，厚度为8-12mm。挡板在水平方向上的投影长度越长，气体通过的阻力越大，真空机组的负荷越大，挡板投影长度过小，挡板的阻挡效果就会降低；挡板在水平方向上的投影长度不变，但与水平方向的夹角越大，气体通过的路程增大，阻力增大，真空机组负荷增大，角度过小，挡板上的液体脱落需要的时间较长，适当增大角度，可是挡板上的液体顺着挡板的倾斜方向上，向挡板底部汇聚，形成更大的液体，使气夹带液体的难度增大，同时使液体更快的脱落挡板。合适的角度、长度既能充分挡住气体夹带的液体且液体能够顺畅流动至收集槽，又能保证一定的气体流通空间，保证螺杆真空机组的运行稳定性。

本实用新型的技术方案采用罗茨-螺杆真空机组运行成本低，设备保养及检修成本低，运行更稳定，该机组采用人工和PLC智能双模式启停操作，可以根据生产工况自动调整，确保生产系统运行更稳定，同时也减轻了现场员工操作劳动量，大幅降低装置占地面积。

本实用新型中真空气体通过多级换热，在一定条件下实现分步冷凝、压缩，既确保气体中沸点较高的组分充分液化，大幅降低真空机组负荷，满足二甲基二氯硅烷水解物裂解高高真空需求；又确保凝固点较高的组分不结晶，避免因结晶造成真空机组管道设施堵塞而引发装置系统故障，影响生产稳定运行；采用该工艺及装置，真空机组可维持系统绝对压力小于5kPa高真空环境，且连续运行周期达3个月以上。

附图说明

图1为本实用新型的一种适用于有机硅水解物裂解真空装置示意图。

图2为换热器A结构示意图。

图3为换热管呈正三角排列的结构示意图。

图4为缓冲罐6结构示意图。

附图中：换热器A 1、收集罐2、旋液分离罐3、罗茨真空机组4、换热器B 5、缓冲罐6、螺杆真空机组7、积液槽8、换热管9、第一挡板10、换热介质进入口11、第二挡板12。

本专利中出现的真空机组（罗茨真空机组、螺杆真空机组）由南京真空泵厂有限公司生产。

具体实施方式

为加深对本实用新型的理解，下面结合实施例对本实用新型做进一步阐述，下述实施例仅用于解释本实用新型，并不构成对本发明保护范围的限定。

实施例1

适用于有机硅水解物裂解真空装置，具体为适用于二甲基二氯硅烷水解物裂解的真空装置，换热器A 1、收集罐2、旋液分离罐3、罗茨真空机组4、换热器B 5、缓冲罐6、螺杆真空机组7、积液槽8，换热器A 1与分离罐3连接，分离罐3与罗茨真空机组4连接，罗茨真空机组4与换热器B 5连接，换热器B 5与缓冲罐6连接，缓冲罐6经螺杆真空机组7连接至气体吸收塔。

换热器A 1还与收集罐2连接，旋液分离罐3还与收集罐2连接，换热器B 5还与积液槽8连接，缓冲罐6还与积液槽8连接。

换热器A 1为单管程固定管板式换热器，换热器内径为0.6m，换热器内有9个换热管9，每三个换热管呈正三角排列，换热管9中心间距50mm，换热管9直径为Φ40mm、长度为1.5m；换热器两侧还设置有交错的第一挡板10，第一挡板10长度为0.4m，第一挡板10间距0.3m。

所述的缓冲罐直径d=500mm，高度h=1500mm，两侧设5块等距离交错的挡板，档板与水平方向成30°夹角，挡板长度L=0.75d，厚度为10mm。

实施例2

装置及结构同实施例1，仅换热管直径为Φ35mm、长度为1.5m，换热管中心呈正三角排列，换热管中心距50mm，换热器内径0.6m，挡板长度0.4m，挡板间距0.3m。

实施例3

装置及结构同实施例1，仅换热管直径为Φ40mm、长度为1.6m，换热管中心呈正三角排列，换热管中心距50mm，换热器内径0.6m，挡板长度0.4m，挡板间距0.3m。

实施例4

装置及结构同实施例1，仅缓冲罐直径d=500mm，高度h=1500mm，两侧设5块等距离交错的挡板，档板与水平方向成35°夹角，挡板长度L=0.7d，厚度为10mm。

实施例5

装置及结构同实施例1，仅缓冲罐直径d=500mm，高度h=1500mm，两侧设5块等距离交错的挡板，档板与水平方向成45°夹角，挡板长度L=0.75d，厚度为10mm。

实施例6

装置及结构同实施例1，仅螺杆真空机组替换为液环真空机组，江阴天田设备制造有限公司制造的罗茨液环泵真空机组。

实施例7

采用实施例1所述的装置进行的适用于二甲基二氯硅烷水解物裂解的真空工艺，包括如下步骤：

二甲基二氯硅烷水解物裂解真空气体22000-30000m³/h，（真空气体中包括六甲基环三硅氧烷22-27%、八甲基环四硅氧烷16-18%、十甲基环五硅氧烷10~14%，十二甲基环六硅氧烷3~6%、六甲基二硅氧4-6%、水分25-29%，气体温度为80-90℃，压力为10-12KPa），真空气体进入换热器A管程，经换热器A壳程内的换热介质（所述的换热介质为粘度在80cp的甲基硅油，控制换热介质进口温度为50-60℃）换热后，控制换热器A出口的气体温度65℃~67℃，绝对压力3kPa~5kPa，液相进入接收集罐中，气相（会夹带少量的部分液相）进入旋液分离罐；旋液分离罐分离液相重新返回接收集罐、气相进入罗茨真空机组；经罗茨真空机组初次压缩后气体，再经换热器B换热后，出口气体温度控制为70℃~80℃，绝对压力10kPa~13kPa，再经缓冲罐后，气体温度70℃~80℃，绝对压力10kPa~13kPa，进入螺杆真空机组进一步压缩，该工艺过程中，罗茨真空机组及螺杆真空机组均采用变频设计，首先开启螺杆真空机组的螺杆泵，打开对应螺杆泵氮气轴封电磁阀，对螺杆泵进行暖机，泵体温度到55℃时，关闭螺杆泵入口对应吹扫电磁阀，打开罗茨泵，对系统进行抽真空，罗茨真空机组（4）进口绝对压力3kpa~8kpa，螺杆真空机组的变频器进行变频调节，确保罗茨真空机进口压力处于设定值时，能控制螺杆真空机组出口气体绝对压力在102-106kPa，温度为131℃-135℃，最终气体全部排入吸收塔；接收集罐和积液槽收集液体物质量之和约12t/d，真空装置稳定运行98天。

以上所述实施例，并非对本发明作任何其他形式的限制，而依据本发明的技术实质所作的任何修改或等同变化，仍属于本发明所要求的保护范围。

Claims (7)

1.有机硅水解物裂解真空装置，包括：换热器A（1）、收集罐（2）、旋液分离罐（3）、罗茨真空机组（4）、换热器B（5）、缓冲罐（6）、螺杆真空机组（7）、积液槽（8），其特征在于：换热器A（1）与分离罐（3）连接，旋液分离罐（3）与罗茨真空机组（4）连接，罗茨真空机组（4）与换热器B（5）连接，换热器B（5）与缓冲罐（6）连接，缓冲罐（6）经螺杆真空机组（7）连接至气体吸收塔。

2.根据权利要求1所述的有机硅水解物裂解真空装置，其特征在于，换热器A（1）还与收集罐（2）连接，旋液分离罐（3）还与收集罐（2）连接。

3.根据权利要求2所述的有机硅水解物裂解真空装置，其特征在于，换热器B（5）还与积液槽（8）连接，缓冲罐（6）还与积液槽（8）连接。

4.根据权利要求1所述的有机硅水解物裂解真空装置，其特征在于，换热器A（1）为单管程固定管板式换热器，换热器内径为0.6m~0.7m，换热器内有多个换热管（9），每三个换热管呈正三角排列，换热管（9）中心间距40mm-60mm，换热管（9）直径为Φ32-50mm、长度为1m-2m。

5.根据权利要求4所述的有机硅水解物裂解真空装置，其特征在于，换热器两侧还设置有交错的第一挡板（10），第一挡板（10）长度为0.4m~0.55m，第一挡板（10）间距0.3m~0.5m。

6.根据权利要求1所述的有机硅水解物裂解真空装置，其特征在于，所述的缓冲罐（6）直径d=400~600mm，高度h=1200~1500mm，两侧设4-6块等距离交错的第二挡板（12）。

7.根据权利要求6所述的有机硅水解物裂解真空装置，其特征在于，第二挡板（12）与水平方向成25~45°夹角，第二挡板（12）长度L=0.7d~0.8d，厚度为8-12mm。

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