CN219128326U - 一种γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷连续化精馏装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的一种γ‑(2,3‑环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷连续化精馏装置，包括储料罐组件、一级精馏装置、二级精馏装置、三级精馏装置、高沸接收釜，一级精馏装置位于储料罐组件的后端，二级精馏装置位于第一精馏釜的后端，三级精馏装置位于第二精馏釜的后端，高沸接收釜位于第三精馏釜的后端。各级精馏装置均包括精馏釜、加热器、负压泵、冷凝器和接收釜，各阀门、各温度传感器、各压力传感器、各加热器、各负压泵、各回流泵、各冷凝器均与自动控制系统连接。通过本装置可实现KH‑560半成品的连续化精馏，从而提高精馏效率，降低操作人员劳动强度，实现装置的无人化操作，同时产生较少的釜底高沸物质，可极大降低安全风险。

Description

一种γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷连续化精馏装置

技术领域

本实用新型属于γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷精馏技术领域，具体涉及一种γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷连续化精馏装置。

背景技术

KH-560是γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷的简称，是一种化学制剂,KH-560具有可水解的甲氧基和可反应的环氧基团，既可以利用其环氧基团进行反应和制备含环氧基团的聚硅氧烷，又能利用水解后的硅羟基与填料、粉体、金属基材表面的羟基反应，故在多个行业得到了广泛地使用，还能用于改性橡胶、丙烯酸乳液、聚氨酯和环氧树脂等各类高分子材料以提高性能。

目前工业上主要使用烯丙基缩水甘油醚(AGE)和三甲氧基氢硅烷为原料在氯铂酸为催化剂下进行KH-560的合成，KH-560半成品制备后还需经过后续甲醇精馏釜、AGE精馏釜和产品精馏釜依次脱除甲醇、AGE后才能得到KH-560产品。与此同时，工业上主要采用的是单釜间歇精馏，一方面人力物力代价大，另一方面也会产生较多的高沸物质，具有一定的危险性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种全自动连续化的γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷连续化精馏装置，解决了背景技术中所提出单釜间歇精馏造成的人力物力代价大同时会产生较多的高沸物质的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷连续化精馏装置，包括：储料罐组件、一级精馏装置、二级精馏装置、三级精馏装置、高沸接收釜；所述储料罐组件包括储料罐，所述储料罐的排料管道上设置有第一阀门；所述一级精馏装置位于所述储料罐组件的后端，所述一级精馏装置包括第一精馏釜、能给所述第一精馏釜加热的第一加热器、与所述第一精馏釜连通的第一负压泵、与所述第一精馏釜依次连接的第一冷凝器和甲醇接收釜，所述第一精馏釜的排料管道上设置有第三阀门；所述二级精馏装置位于所述第一精馏釜的后端，所述二级精馏装置包括第二精馏釜、能给所述第二精馏釜加热的第二加热器、与所述第二精馏釜连通的第二负压泵、与所述第二精馏釜依次连接的第二冷凝器和烯丙基缩水甘油醚接收釜，所述第二精馏釜的排料管道上设置有第五阀门；所述三级精馏装置位于所述第二精馏釜的后端，所述三级精馏装置包括第三精馏釜、能给所述第三精馏釜加热的第三加热器、与所述第三精馏釜连通的第三负压泵、与所述第三精馏釜依次连接的第三冷凝器和KH-560接收釜，所述第三精馏釜的排料管道上设置有第七阀门；所述高沸接收釜位于所述第三精馏釜的后端。

优选的，所述第一精馏釜与所述第一冷凝器之间设置有第二阀门，所述第一精馏釜与所述甲醇接收釜之间设置有第一回流泵。

优选的，所述第一精馏釜侧壁上设置有第一温度传感器和第一压力传感器。

优选的，所述第二精馏釜与所述第二冷凝器之间设置有第四阀门，所述第二精馏釜与所述烯丙基缩水甘油醚接收釜之间设置有第二回流泵。

优选的，所述第二精馏釜侧壁上设置有第二温度传感器和第二压力传感器。

优选的，所述第三精馏釜与所述第三冷凝器之间设置有第六阀门，所述第三精馏釜与所述KH-560接收釜之间设置有第三回流泵。

优选的，所述第三精馏釜侧壁上设置有第三温度传感器和第三压力传感器。

优选的，各阀门、各温度传感器、各压力传感器、各加热器、各负压泵、各回流泵、各冷凝器均与自动控制系统连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型的精馏装置可实现KH-560半成品的连续化精馏，从而大大提高精馏效率。

(2)本实用新型的精馏装置可全自动化控制精馏，从而降低操作人员劳动强度，实现装置的无人化操作。

(3)本实用新型的全自动连续化精馏装置仅产生很少的釜底高沸物质，可极大降低安全风险。

附图说明

图1是本实用新型的总体示意图。

图中：100、储料罐组件；110、储料罐；120、第一阀门；200、一级精馏装置；210、第一精馏釜；211、第一温度传感器；212、第一压力传感器；220、第二阀门；230、第三阀门；240、第一加热器；250、第一负压泵；260、第一回流泵；270、第一冷凝器；280、甲醇接收釜；300、二级精馏装置；310、第二精馏釜；311、第二温度传感器；312、第二压力传感器；320、第四阀门；330、第五阀门；340、第二加热器；350、第二负压泵；360、第二回流泵；370、第二冷凝器；380、烯丙基缩水甘油醚接收釜；400、三级精馏装置；410、第三精馏釜；411、第三温度传感器；412、第三压力传感器；420、第六阀门；430、第七阀门；440、第三加热器；450、第三负压泵；460、第三回流泵；470、第三冷凝器；480、KH-560接收釜；500、高沸接收釜。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

需要指出的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶部”、“底部”、“内”、“外”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件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实用新型的限制。

应当可以理解的是，本实用新型中使用到“第一”、“第二”等术语来描述各种组件，但这些组件不应受这些术语的限制，这些术语主要是用以区分一组件与另一组件。在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”均应做广义理解。

请参阅图1，本实施例的所述的一种γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷连续化精馏装置,包括：储料罐组件100，一级精馏装置200，二级精馏装置300，三级精馏装置400，高沸接收釜500。

储料罐组件100包括储料罐110，储料罐110的排料管道上设置有第一阀门120，通过储料罐110的进口将待反应的KH-560半成品加入储料罐110中，第一阀门120与自动控制系统连接，自动控制系统控制第一阀门120的开启或关闭。

一级精馏装置200位于储料罐组件100的后端，一级精馏装置200包括第一精馏釜210、能给第一精馏釜210加热的第一加热器240、与第一精馏釜210连通的第一负压泵250、与第一精馏釜210依次连接的第一冷凝器270和甲醇接收釜280，第一精馏釜210的排料管道上设置有第三阀门230，第一精馏釜210与第一冷凝器270之间设置有第二阀门220，第一精馏釜210与甲醇接收釜280之间设置有第一回流泵260，第一精馏釜210侧壁上设置有第一温度传感器211和第一压力传感器212，第二阀门220、第三阀门230、第一温度传感器211、第一压力传感器212、第一加热器240、第一负压泵250、第一回流泵260和第一冷凝器270均与自动控制系统连接，自动控制系统控制第二阀门220、第三阀门230的开启与关闭，自动控制系统控制第一加热器240、第一负压泵250、第一回流泵260、第一冷凝器270的启停，通过第一温度传感器211、第一压力传感器212将第一精馏釜210内的压力值和温度值反馈给自动控制系统。

二级精馏装置300位于第一精馏釜210的后端，二级精馏装置300包括第二精馏釜310、能给第二精馏釜310加热的第二加热器340、与第二精馏釜310连通的第二负压泵350、与第二精馏釜310依次连接的第二冷凝器370和烯丙基缩水甘油醚接收釜380，第二精馏釜310的排料管道上设置有第五阀门330，第二精馏釜310与第二冷凝器370之间设置有第四阀门320，第二精馏釜310与烯丙基缩水甘油醚接收釜380之间设置有第二回流泵360，第二精馏釜310侧壁上设置有第二温度传感器311和第二压力传感器312，第四阀门320、第五阀门330、第二温度传感器311、第二压力传感器312、第二加热器340、第二负压泵350、第二回流泵360和第二冷凝器370均与自动控制系统连接，自动控制系统与二级精馏装置300之间的连接控制关系同自动控制系统与一级精馏装置200之间的连接控制关系。

三级精馏装置400位于第二精馏釜310的后端，三级精馏装置400包括第三精馏釜410、能给第三精馏釜410加热的第三加热器440、与第三精馏釜410连通的第三负压泵450、与第三精馏釜410依次连接的第三冷凝器470和KH-560接收釜480，第三精馏釜410的排料管道上设置有第七阀门430，第三精馏釜410与第三冷凝器470之间设置有第六阀门420，第三精馏釜410与KH-560接收釜480之间设置有第三回流泵460，第三精馏釜410侧壁上设置有第三温度传感器411和第三压力传感器412，第六阀门420、第七阀门430、第三温度传感器411、第三压力传感器412、第三加热器440、第三负压泵450、第三回流泵460和第三冷凝器470均与自动控制系统连接，自动控制系统与三级精馏装置400之间的连接控制关系同自动控制系统与一级精馏装置200之间的连接控制关系。

高沸接收釜500位于第三精馏釜410的后端。

本实施例所述的一种γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷连续化精馏装置，具体使用过程如下：

首先通过自动控制系统保证初始状态的各阀门、各加热器、各负压泵、各回流泵、各冷凝器均处于关闭和停止状态，工作时自动控制系统发送信号给第一阀门120并计算进料时间，第一阀门120打开，储料罐中的KH-560半成品通过管道流入第一精馏釜210。

当自动控制系统检测进料时间达到设定值时，发送信号给第一阀门120、第一加热器240、第一负压泵250，此时第一阀门120关闭，第一加热器240和第一负压泵250工作，将KH-560半成品中的低沸点物质甲醇从液体转变成气体，第一精馏釜210内的第一压力传感器212和第一温度传感器211将第一精馏釜210内的压力和温度值传送给自动控制系统，当自动控制系统检测到第一精馏釜210内的压力值≤-95kPa且温度达到20℃时，自动控制系统发送信号给第二阀门220、第一回流泵260和第一冷凝器270，此时第二阀门220开启，第一回流泵260和第一冷凝器270启动，从而使第一精馏釜210的甲醇气体进入管道后，在第一冷凝器270的作用下实现从气体到液体的转变，部分甲醇液体通过管道流入甲醇接收釜280中，剩余甲醇液体通过第一回流泵260返回到第一精馏釜210内；当自动控制系统检测到第一精馏釜210内的压力值达到≤-90kPa且温度达到50℃时，自动控制系统发送信号给第二阀门220、第三阀门230、第一加热器240、第一负压泵250、第一回流泵260、第一冷凝器270、第二加热器340和第二负压泵350，此时第一加热器240和第一负压泵250停止工作，第二阀门220关闭，第一回流泵260和第一冷凝器270停止工作，第三阀门230打开，第一精馏釜210内一级精馏物料进入第二精馏釜310，当自动控制系统检测到第一精馏釜210内一级精馏物料全部进入第二精馏釜310后发出信号关闭第三阀门230，此时第二加热器340和第二负压泵350工作，将一级精馏物料中的AGE从液体转变为气体。

第二精馏釜310内的第二压力传感器312和第二温度传感器311将第二精馏釜310内压力和温度值传送给自动控制系统，当自动控制系统检测到第二精馏釜310内的压力值≤-95kPa且温度达到70℃时，自动控制系统发送信号给第四阀门320、第二回流泵360和第二冷凝器370，此时第四阀门320开启，第二回流泵360和第二冷凝器370启动，从而使第二精馏釜310的AGE气体进入管道后，在第二冷凝器370的作用下实现从气体到液体的转变，部分AGE液体通过管道流入烯丙基缩水甘油醚接收釜380中，剩余AGE液体通过第二回流泵360返回到第二精馏釜310内；当自动控制系统检测到第二精馏釜310内的压力值达到≤-90kPa且温度达到140℃时，自动控制系统发送信号给第四阀门320、第五阀门330、第二加热器340、第二负压泵350、第二回流泵360、第二冷凝器370、第三加热器440和第三负压泵450，此时第二加热器340和第二负压泵350停止工作，第四阀门320关闭，第二回流泵360和第二冷凝器370停止工作，第五阀门330打开，第二精馏釜310内二级精馏物料进入第三精馏釜410，当自动控制系统检测到第二精馏釜310内二级精馏物料全部进入第三精馏釜410后发出信号关闭第五阀门330，此时第三加热器440和第三负压泵450工作，将二级精馏物料中的KH-560从液体转变为气体。

第三精馏釜410内的第三压力传感器412和第三温度传感器411将第三精馏釜410内压力和温度值传送给自动控制系统，当自动控制系统检测到第三精馏釜410内的压力值≤-95kPa且温度达到160℃时，自动控制系统发送信号给第六阀门420、第三回流泵460和第三冷凝器470，此时第六阀门420开启，第三回流泵460和第三冷凝器470启动，从而使第三精馏釜410的KH-560气体进入管道后，在第三冷凝器470的作用下实现从气体到液体的转变，大部分KH-560液体通过管道流入KH-560接收釜480中，剩余KH-560液体通过第三回流泵460返回到第三精馏釜410内；当自动控制系统检测到第三精馏釜410内的压力值达到≤-90kPa且温度达到170℃时，自动控制系统发送信号给第六阀门420、第七阀门430、第三加热器440、第三负压泵450、第三回流泵460和第三冷凝器470，此时第三加热器440和第三负压泵450停止工作，第六阀门420关闭，第三回流泵460和第三冷凝器470停止工作，第七阀门430打开，第三精馏釜410内高沸物料进入高沸接收釜500，当自动控制系统检测到第三精馏釜410内高沸物料全部进入高沸接收釜500后发出信号关闭第七阀门330。

由此可见，通过本装置，将储料罐110内的KH-560半产品通过三级全自动连续化精馏处理，分别得到储存在甲醇接收釜280内的液态甲醇、储存在烯丙基缩水甘油醚接收釜380内的液态AGE、储存在KH-560接收釜480内的液态KH-560和储存在高沸接收釜500内的高沸物料。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (8)

1.一种γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷连续化精馏装置，其特征在于，包括：

储料罐组件(100)，所述储料罐组件(100)包括储料罐(110)，所述储料罐(110)的排料管道上设置有第一阀门(120)；

一级精馏装置(200)，所述一级精馏装置(200)位于所述储料罐组件(100)的后端，所述一级精馏装置(200)包括第一精馏釜(210)、能给所述第一精馏釜(210)加热的第一加热器(240)、与所述第一精馏釜(210)连通的第一负压泵(250)、与所述第一精馏釜(210)依次连接的第一冷凝器(270)和甲醇接收釜(280)，所述第一精馏釜(210)的排料管道上设置有第三阀门(230)；

二级精馏装置(300)，所述二级精馏装置(300)位于所述第一精馏釜(210)的后端，所述二级精馏装置(300)包括第二精馏釜(310)、能给所述第二精馏釜(310)加热的第二加热器(340)、与所述第二精馏釜(310)连通的第二负压泵(350)、与所述第二精馏釜(310)依次连接的第二冷凝器(370)和烯丙基缩水甘油醚接收釜(380)，所述第二精馏釜(310)的排料管道上设置有第五阀门(330)；

三级精馏装置(400)，所述三级精馏装置(400)位于所述第二精馏釜(310)的后端，所述三级精馏装置(400)包括第三精馏釜(410)、能给所述第三精馏釜(410)加热的第三加热器(440)、与所述第三精馏釜(410)连通的第三负压泵(450)、与所述第三精馏釜(410)依次连接的第三冷凝器(470)和KH-560接收釜(480)，所述第三精馏釜(410)的排料管道上设置有第七阀门(430)；

高沸接收釜(500)，所述高沸接收釜(500)位于所述第三精馏釜(410)的后端。

2.根据权利要求1所述的一种γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷连续化精馏装置，其特征在于，所述第一精馏釜(210)与所述第一冷凝器(270)之间设置有第二阀门(220)，所述第一精馏釜(210)与所述甲醇接收釜(280)之间设置有第一回流泵(260)。

3.根据权利要求1所述的一种γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷连续化精馏装置，其特征在于，所述第一精馏釜(210)侧壁上设置有第一温度传感器(211)和第一压力传感器(212)。

4.根据权利要求1所述的一种γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷连续化精馏装置，其特征在于，所述第二精馏釜(310)与所述第二冷凝器(370)之间设置有第四阀门(320)，所述第二精馏釜(310)与所述烯丙基缩水甘油醚接收釜(380)之间设置有第二回流泵(360)。

5.根据权利要求1所述的一种γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷连续化精馏装置，其特征在于，所述第二精馏釜(310)侧壁上设置有第二温度传感器(311)和第二压力传感器(312)。

6.根据权利要求1所述的一种γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷连续化精馏装置，其特征在于，所述第三精馏釜(410)与所述第三冷凝器(470)之间设置有第六阀门(420)，所述第三精馏釜(410)与所述KH-560接收釜(480)之间设置有第三回流泵(460)。

7.根据权利要求1所述的一种γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷连续化精馏装置，其特征在于，所述第三精馏釜(410)侧壁上设置有第三温度传感器(411)和第三压力传感器(412)。

8.根据权利要求1～7任一项所述的一种γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷连续化精馏装置，其特征在于，各阀门、各温度传感器、各压力传感器、各加热器、各负压泵、各回流泵、各冷凝器均与自动控制系统连接。

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