[實(shí)用新型]循環(huán)推進(jìn)式硅氧烷裂解集成系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520311000.3
• 申請(qǐng)日: 2015-05-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN204746328U
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-11-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 厲相;谷新春;王宇光;賈峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)化學(xué)賽鼎寧波工程有限公司
• 主分類號(hào): B01J19/26
• 分類號(hào): B01J19/26;B01J4/00
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理事務(wù)所(普通合伙) 33226
• 代理人: 何仲

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種硅氧烷裂解集成系統(tǒng)，尤其是涉及一種循環(huán)推進(jìn)式硅氧烷裂解集成系統(tǒng)。

背景技術(shù)

硅氧烷，分子式：(R₂SiO)x，性質(zhì)：含Si—O—Si鍵構(gòu)成主鏈結(jié)構(gòu)的聚合物。可以是線型、環(huán)狀或交聯(lián)的聚合物，是有機(jī)硅生產(chǎn)的重要中間體，其是制備硅橡膠、硅油等聚有機(jī)硅氧烷的基本原料。

目前硅氧烷的生產(chǎn)過(guò)程是將氯硅烷水解物在堿性催化劑條件下進(jìn)行裂解重排反應(yīng)，以制得含六甲基三硅氧烷、八甲基四硅氧烷、十甲基五硅氧烷等的裂解物，裂解物然后經(jīng)精制分離制得硅氧烷產(chǎn)品。

硅氧烷的裂解通常是在帶有攪拌的硅氧烷裂解釜內(nèi)進(jìn)行。氯硅烷水解物在堿性氫氧化鉀的催化作用下，在裂解釜內(nèi)發(fā)生三步反應(yīng)：端羥基置換、縮合、成環(huán)和開(kāi)環(huán)平衡反應(yīng)。三步反應(yīng)的反應(yīng)方程式如下：

由于在裂解過(guò)程中要發(fā)生上述三步反應(yīng)才能生成最終產(chǎn)物，因此，如何有效控制上述三步反應(yīng)的發(fā)生，提高反應(yīng)有效性，是提高環(huán)體收率、穩(wěn)定生產(chǎn)、延長(zhǎng)反應(yīng)周期、提高環(huán)體質(zhì)量的關(guān)鍵。

為了有效控制裂解反應(yīng)，達(dá)到提高環(huán)體收率、穩(wěn)定生產(chǎn)、延長(zhǎng)反應(yīng)周期、提高環(huán)體質(zhì)量、增強(qiáng)安全性的目的，在裂解釜結(jié)構(gòu)、換熱方式、攪拌結(jié)構(gòu)等方面很多研究單位、生產(chǎn)企業(yè)都進(jìn)行了大量研究和改進(jìn)。

專利CN03100035.5公開(kāi)了羥基封端的聚二甲基硅氧烷的裂解及精餾工藝，該專利中采用的新型裂解器的特點(diǎn)是：采用了折葉開(kāi)啟渦輪式攪拌器，使水解物與觸媒間得以均勻混合，充分接觸。采用了夾套及盤管相結(jié)合的加熱結(jié)構(gòu)，大大提高了裂解釜的傳熱效率。

專利CN200995138Y公開(kāi)了一種裂解釜，其是一種有機(jī)硅產(chǎn)業(yè)中水解物裂解過(guò)程中的裂解裝置裂解釜。其采用S型半管夾套或帶螺旋導(dǎo)流板型夾套，以提高換熱效果。

專利CN201210221210.4公開(kāi)了一種有機(jī)硅裂解反應(yīng)釜攪拌葉結(jié)構(gòu)。其特征在于其最下端的攪拌葉其形狀與弧形釜底形狀一致。這樣可以使得反應(yīng)釜下端的物料在攪拌葉的作用下能成分的攪拌混合，使其反應(yīng)速率和反應(yīng)釜其余部的反應(yīng)速率保持一致。

雖然上述公開(kāi)的專利和文獻(xiàn)對(duì)二甲基二氯硅烷水解物裂解過(guò)程的設(shè)備和操作條件進(jìn)行了一系列改進(jìn)，但其效果并沒(méi)有顯著改善。產(chǎn)品收率低，質(zhì)量不高，開(kāi)車周期短，觸媒消耗大，尤其是工藝放大困難，傳熱過(guò)程結(jié)垢，而且存在不安全因素。尤其是在對(duì)如何有效控制裂解過(guò)程三步反應(yīng)的發(fā)生方面沒(méi)有提及和提高。如果不能從有效控制裂解過(guò)程的反應(yīng)、改善換熱效果、優(yōu)化裂解釜流場(chǎng)等對(duì)裂解過(guò)程起關(guān)鍵作用的“三傳一反”方面做徹底改進(jìn)，就很難打破現(xiàn)有的技術(shù)水平。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能有效控制裂解過(guò)程的三步反應(yīng)、改善換熱效果、優(yōu)化裂解釜流場(chǎng)的循環(huán)推進(jìn)式硅氧烷裂解集成反應(yīng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)達(dá)到了提高環(huán)體收率、穩(wěn)定生產(chǎn)、延長(zhǎng)反應(yīng)周期、提高環(huán)體質(zhì)量的目的。

本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為：一種循環(huán)推進(jìn)式硅氧烷裂解集成反應(yīng)系統(tǒng)，包括圓筒形的釜體，所述的釜體橫向設(shè)置，所述的釜體內(nèi)軸向設(shè)置有與外部電機(jī)連接的中心轉(zhuǎn)軸，所述的中心轉(zhuǎn)軸上水平均布有若干個(gè)攪拌器，兩個(gè)相鄰的所述的攪拌器之間設(shè)置有換熱管，所述的攪拌器的上方設(shè)置有進(jìn)料導(dǎo)流分布管，所述的釜體的后端上部連接有精餾塔，所述的釜體的前端上部設(shè)置有進(jìn)料口，所述的釜體的后端下部設(shè)置有出料口，所述的進(jìn)料口與所述的出料口之間設(shè)置有循環(huán)泵。

所述的中心轉(zhuǎn)軸上水平均布有5個(gè)攪拌器，最前端1個(gè)所述的攪拌器為推進(jìn)式攪拌器，后面4個(gè)所述的攪拌器為渦輪式攪拌器。不僅控制釜內(nèi)流體的流動(dòng)流場(chǎng)，保證了催化反應(yīng)和成環(huán)反應(yīng)處于合適的停留時(shí)間和流動(dòng)狀態(tài)。

所述的進(jìn)料導(dǎo)流分布管上均布有若干個(gè)液體噴射分布管，所述的液體噴射分布管與水平方向呈15-45°角且朝向反應(yīng)液流動(dòng)方向。通過(guò)進(jìn)料導(dǎo)流分布管使進(jìn)料均勻分布并優(yōu)化流場(chǎng)并且液體噴射分布管噴射出的液體與反應(yīng)釜內(nèi)液體的流動(dòng)方向一致，從而減少了流體流動(dòng)的摩擦損失，并提高了混合效果。

所述的精餾塔采用高效散堆填料，所述的精餾塔的上端連接有塔頂冷凝器。為了提高裂解反應(yīng)的速度，反應(yīng)生成的產(chǎn)物需及時(shí)蒸出，但由于裂解反應(yīng)物和產(chǎn)物沸點(diǎn)相差較小，在蒸出產(chǎn)物的同時(shí)，會(huì)有大量的反應(yīng)物隨產(chǎn)物一起蒸出，因此，在裂解釜的氣相產(chǎn)物出口設(shè)置精餾塔，同時(shí)起到精制產(chǎn)品和回收反應(yīng)物的作用。精餾塔內(nèi)選用高效散堆填料，保證分離效果，同時(shí)考慮到物料的易粘結(jié)，選用散堆填料，方便清理。塔頂冷凝器與精餾塔集成，減少了管道阻力，同時(shí)可以減少管道連接，減少占地。

所述的釜體的外壁設(shè)置有換熱夾套。