CN221132198U - 一种氯丙基三氯硅烷副产物丙基三氯硅烷的利用装置 - Google Patents

一种氯丙基三氯硅烷副产物丙基三氯硅烷的利用装置 Download PDF

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黄璨
熊旵
金先豪
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Abstract

本实用新型涉及丙基三氯硅烷再利用技术领域,尤其涉及一种氯丙基三氯硅烷副产物丙基三氯硅烷的利用装置,包括蒸发罐、搅拌釜、酯化塔、粗品罐和中和釜,所述蒸发罐的侧壁中部设有用于添加乙醇的乙醇进液口,所述蒸发罐的顶部设有蒸汽出口,所述搅拌釜的侧壁中部设有与所述蒸汽出口连通的进气口,所述搅拌釜的顶部连接有所述酯化塔,所述酯化塔的侧壁上方设有丙基三氯硅烷入口;所述搅拌釜的底部与所述粗品罐顶部的主产物入口连通,所述粗品罐的侧壁下方设有主产物出口。本实用新型解决了氯丙基三氯硅烷工业生产中副产物的综合利用和环境保护问题;具有工艺稳定、可连续化生产、产量大的特点,同时提高了产品的收率和纯度。

Description

一种氯丙基三氯硅烷副产物丙基三氯硅烷的利用装置
技术领域
本实用新型涉及丙基三氯硅烷再利用技术领域,尤其涉及一种氯丙基三氯硅烷副产物丙基三氯硅烷的利用装置。
背景技术
目前,工业上利用硅氢加成法制备氯丙基三氯硅烷时,不可避免地有副产物丙基三氯硅烷产生。丙基三氯硅烷缺乏有效的功能基团,难以利用,国内大部分厂家将其作为废弃物进行处理。通常的处理方法为片碱水解法,即采用片碱水溶液将其水解为一种大分子的聚硅氧烷固形物,洗涤产生的废液进入污水系统或直接外排,固废则交由固废处理公司处理或直接掩埋。显然,这种处理方法不仅对环境存在一定的危害性,并且极大的浪费了宝贵的有机硅资源,处理成本较高。
丙基三乙氧基硅烷是一种多官能团硅烷,可作为表面改性剂制备填料增强的树脂基复合材料和橡胶制品,能以低廉的价格取代部分多硫硅偶联剂的使用,广泛应用于轮胎、制鞋、机械橡胶等行业。因此,将丙基三氯硅烷转化成丙基三乙氧基硅烷不仅能有效提高资源利用率、减小环境污染,并且拥有较好的市场前景。
正是基于上述原因,本实用新型提供了一种氯丙基三氯硅烷副产物丙基三氯硅烷的利用装置。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足,提供一种氯丙基三氯硅烷副产物丙基三氯硅烷的利用装置,解决了氯丙基三氯硅烷工业生产中副产物的综合利用和环境保护问题;具有工艺稳定、可连续化生产、产量大的特点,同时提高了产品的收率和纯度。
为了实现本实用新型的目的,本实用新型采用的技术方案为:
本实用新型公开了一种氯丙基三氯硅烷副产物丙基三氯硅烷的利用装置,包括蒸发罐、搅拌釜、酯化塔、粗品罐和中和釜,所述蒸发罐的侧壁中部设有用于添加乙醇的乙醇进液口,所述蒸发罐的顶部设有蒸汽出口,所述搅拌釜的侧壁中部设有与所述蒸汽出口连通的进气口,所述搅拌釜的顶部连接有所述酯化塔,所述酯化塔的底部与搅拌釜顶部之间设有乙醇蒸汽口和主产物口,所述酯化塔的侧壁上方设有丙基三氯硅烷入口,其顶部设有尾气出口;所述搅拌釜的底部与所述粗品罐顶部的主产物入口连通,所述粗品罐的侧壁下方设有主产物出口,所述主产物出口与所述中和釜的顶部连通,所述中和釜的侧壁上方设有滴加口,所述中和釜的底部设有成品出口。
所述丙基三氯硅烷入口加入的丙基三氯硅烷与乙醇进液口加入的乙醇的质量比为1.25:1。
所述尾气出口与第一冷凝器顶部左侧连通,所述第一冷凝器的顶部右侧设有二次尾气出口,其底部设有第一冷凝液出口;所述二次尾气出口与第二冷凝器的侧壁下方连通,所述第二冷凝器的顶部设有三次尾气出口,所述第二冷凝器的底部设有第二冷凝液出口,所述第一冷凝液出口、第二冷凝液出口与所述酯化塔的内壁上方连通。
所述三次尾气出口通过降膜吸收器与低压尾气罐的顶部相连,所述低压尾气罐的侧壁下方通过压缩机与高压缓冲罐的顶部相连。
所述主产物出口与所述中和釜顶部之间通过磁力泵连通。
本实用新型的有益效果在于:
(1)酯化塔内连续相的汽醇与分散相的丙基三氯硅烷通过逆流接触发生传质传热,与传统的水射真空法相比,酯化反应更加充分、迅速。带压的汽醇自塔底进入,不仅可以通过气提效应将主产物中残留的HCl带走,还可以有效的将气相中的HCl驱逐出反应体系,极大的降低了发生副反应的概率。
(2)在中和过程前,通过取样精确计算出需要投入的中和剂重量,使中和后主产品的PH值控制在6-7左右,减少了中和剂的浪费。中和脱色后主产物浓度已达到使用或售卖要求,无需再进行精馏提纯,降低了能耗,简化了工艺流程。
(3)本实用新型具有工艺稳定、产量大、可连续化生产的特点,解决了有机硅行业副产物丙基三氯硅烷的利用问题,变废为宝。所得产品的收率达到90%,且主产物丙基三乙的含量达到99%以上。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图中:1乙醇蒸发罐,2接收釜,3酯化塔,4低压尾气罐,5高压尾气罐,6粗品罐,7中和釜,8第一冷凝器,9第二冷凝器。
具体实施方式
下面对本实用新型进一步说明:
请参阅图1,
本实用新型公开了一种氯丙基三氯硅烷副产物丙基三氯硅烷的利用装置,包括蒸发罐1、搅拌釜2、酯化塔3、粗品罐6和中和釜7,所述蒸发罐1的侧壁中部设有用于添加乙醇的乙醇进液口11,所述蒸发罐1的顶部设有蒸汽出口12,所述搅拌釜2的侧壁中部设有与所述蒸汽出口12连通的进气口21,所述搅拌釜2的顶部连接有所述酯化塔3,所述酯化塔3的底部与搅拌釜2顶部之间设有乙醇蒸汽口和主产物口,所述酯化塔3的侧壁上方设有丙基三氯硅烷入口31,其顶部设有尾气出口32;所述搅拌釜2的底部与所述粗品罐6顶部的主产物入口61连通,所述粗品罐6的侧壁下方设有主产物出口62,所述主产物出口62与所述中和釜7的顶部连通,所述中和釜7的侧壁上方设有滴加口71,所述中和釜7的底部设有成品出口72,酯化塔内连续相的汽醇与分散相的丙基三氯硅烷通过逆流接触发生传质传热,与传统的水射真空法相比,酯化反应更加充分、迅速。带压的汽醇自塔底进入,不仅可以通过气提效应将主产物中残留的HCl带走,还可以有效的将气相中的HCl驱逐出反应体系,极大的降低了发生副反应的概率,具有工艺稳定、产量大、可连续化生产的特点,解决了有机硅行业副产物丙基三氯硅烷的利用问题,变废为宝。所得产品的收率达到90%,且主产物丙基三乙的含量达到99%以上。
进一步的,丙基三氯硅烷入口31加入的丙基三氯硅烷与乙醇进液口11加入的乙醇的质量比为1.25:1,确保丙基三氯硅烷能够完全反应。
进一步的,尾气出口32与第一冷凝器8顶部左侧连通,所述第一冷凝器8的顶部右侧设有二次尾气出口81,其底部设有第一冷凝液出口82;所述二次尾气出口81与第二冷凝器9的侧壁下方连通,所述第二冷凝器9的顶部设有三次尾气出口91,所述第二冷凝器9的底部设有第二冷凝液出口92,尾气出口32中的尾气有乙醇蒸汽、HCl气体,两者冷凝分离,乙醇蒸汽通过第一冷凝器8和第二冷凝器9冷凝成为乙醇液体并由第一冷凝液出口82和第二冷凝液出口92回流至酯化塔3内继续反应,冷凝物中大部分是乙醇,还有极少量被带上来的丙基三氯、丙基一氯二乙,丙基二氯一乙也被冷凝下来,继续参与反应;未冷凝的HCl由三次尾气出口91排出。
进一步的,三次尾气出口91通过降膜吸收器与低压尾气罐4的顶部相连,所述低压尾气罐4的侧壁下方通过压缩机与高压缓冲罐5的顶部相连,由三次尾气出口91的低纯度HCl通过降膜吸收器吸收并形成盐酸,高纯度HCl则经低压尾气罐4,并通过压缩机通入高压缓冲罐5压缩后净化回用。
进一步的,主产物出口62与所述中和釜7顶部之间通过磁力泵连通,粗品罐6内的主产物力泵泵入至中和釜7内,往中和釜7内滴加计量好的饱和乙醇钠溶液进行中和,脱色,过滤,得到丙基三乙氧基硅烷成品,在中和过程前,通过取样精确计算出需要投入的中和剂重量,使中和后主产品的PH值控制在6-7左右,减少了中和剂的浪费。中和脱色后主产物浓度已达到使用或售卖要求,无需再进行精馏提纯,降低了能耗,简化了工艺流程。
工作原理:通过多级精馏分离出氯丙基三氯硅烷副产物中的丙基三氯硅烷,而后,通过流量计分别计量质量比为1.25:1的丙基三氯硅烷和乙醇。乙醇经蒸发罐1汽化后通过搅拌釜2加热进入酯化塔3底部,丙基三氯硅烷从酯化塔3的侧壁上方进入并喷射而下,二者生成的主产物落到搅拌釜2底部,副产物HCl等尾气则从酯化塔3顶部的气体溢流孔溢出,经二级冷凝后收集乙醇,低纯度HCl通过降膜吸收器吸收并形成盐酸,高纯度HCl则经低压尾气罐4、高压缓冲罐5压缩后净化回用;主产物落到搅拌釜2底部后,到达设定液位自动出料至粗品罐6,再由磁力泵泵入至中和釜7内,往中和釜7内滴加计量好的饱和乙醇钠溶液进行中和,脱色,过滤,得到丙基三乙氧基硅烷成品。
以上所述仅为本实用新型的实施例,并非因此限制本实用新型的专利范围,凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换或直接或间接运用在相关的技术领域,均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种氯丙基三氯硅烷副产物丙基三氯硅烷的利用装置,其特征在于:包括蒸发罐(1)、搅拌釜(2)、酯化塔(3)、粗品罐(6)和中和釜(7),所述蒸发罐(1)的侧壁中部设有用于添加乙醇的乙醇进液口(11),所述蒸发罐(1)的顶部设有蒸汽出口(12),所述搅拌釜(2)的侧壁中部设有与所述蒸汽出口(12)连通的进气口(21),所述搅拌釜(2)的顶部连接有所述酯化塔(3),所述酯化塔(3)的底部与搅拌釜(2)顶部之间设有乙醇蒸汽口和主产物口,所述酯化塔(3)的侧壁上方设有丙基三氯硅烷入口(31),其顶部设有尾气出口(32);所述搅拌釜(2)的底部与所述粗品罐(6)顶部的主产物入口(61)连通,所述粗品罐(6)的侧壁下方设有主产物出口(62),所述主产物出口(62)与所述中和釜(7)的顶部连通,所述中和釜(7)的侧壁上方设有滴加口(71),所述中和釜(7)的底部设有成品出口(72)。
2.根据权利要求1所述的一种氯丙基三氯硅烷副产物丙基三氯硅烷的利用装置,其特征在于:所述丙基三氯硅烷入口(31)加入的丙基三氯硅烷与乙醇进液口(11)加入的乙醇的质量比为1.25:1。
3.根据权利要求1所述的一种氯丙基三氯硅烷副产物丙基三氯硅烷的利用装置,其特征在于:所述尾气出口(32)与第一冷凝器(8)顶部左侧连通,所述第一冷凝器(8)的顶部右侧设有二次尾气出口(81),其底部设有第一冷凝液出口(82);所述二次尾气出口(81)与第二冷凝器(9)的侧壁下方连通,所述第二冷凝器(9)的顶部设有三次尾气出口(91),所述第二冷凝器(9)的底部设有第二冷凝液出口(92),所述第一冷凝液出口(82)、第二冷凝液出口(92)与所述酯化塔(3)的内壁上方连通。
4.根据权利要求3所述的一种氯丙基三氯硅烷副产物丙基三氯硅烷的利用装置,其特征在于:所述三次尾气出口(91)通过降膜吸收器与低压尾气罐(4)的顶部相连,所述低压尾气罐(4)的侧壁下方通过压缩机与高压缓冲罐(5)的顶部相连。
5.根据权利要求1所述的一种氯丙基三氯硅烷副产物丙基三氯硅烷的利用装置,其特征在于:所述主产物出口(62)与所述中和釜(7)顶部之间通过磁力泵连通。
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