[實(shí)用新型]一種氣相法白炭黑生產(chǎn)用四氯化硅的純化系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720568088.6
• 申請(qǐng)日: 2017-05-19
• 公開（公告）號(hào): CN206955650U
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 譚軍;劉國晶;楊曉義;趙艷艷;鄭杰;徐慧芬;范建平;王德球
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江富士特硅材料有限公司
• 主分類號(hào): C01B33/107
• 分類號(hào): C01B33/107
• 代理公司: 杭州天勤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司33224
• 代理人: 沈自軍

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及氣相法白炭黑生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種氣相法白炭黑生產(chǎn)用四氯化硅的純化系統(tǒng)。

背景技術(shù)

氣相法白炭黑又名氣相法二氧化硅，分子式：SiO₂。白色蓬松粉沫，多孔性，無毒無味無污染，耐高溫。同時(shí)它具備的化學(xué)惰性以及特殊的觸變性能明顯改善橡膠制品的抗拉強(qiáng)度，抗撕裂性和耐磨性，橡膠改良后強(qiáng)度提高數(shù)十倍。氣相法白炭黑(Fumed Silica)是由四氯化硅或有機(jī)基氯硅烷高溫水解生成的帶有表現(xiàn)羥基和吸附水的超微細(xì)無定形的二氧化硅粉末，具有粒徑小(僅幾十納米)、比表面積大(大于150m2/g)、化學(xué)純度高、分散性能好等特點(diǎn)。

四氯化硅(Silicon Tetrachloride，SiCl4)，是氯與硅結(jié)合的最簡單化合物，分子量：160.9，熔點(diǎn)-70℃，沸點(diǎn)56.8℃。工業(yè)級(jí)的SiCl4在常溫下是無色透明發(fā)煙性液體，有窒息性刺激氣味，遇水激烈反應(yīng)并分解成硅酸和鹽酸；能與苯、醚、三氯甲烷和石油醚相混溶，有強(qiáng)腐蝕性。

目前，四氯化硅的來源主要是多晶硅副產(chǎn)，它提供的四氯化硅均含有較多的雜質(zhì)，對(duì)生產(chǎn)白炭黑有害。現(xiàn)今四氯化硅提純的方法包括精餾、吸附、精餾+吸附、絡(luò)合等，其中精餾是最常用的方法，為提高四氯化硅純度，往往多個(gè)精餾塔串聯(lián)使用。CN201770489U公開了一種四氯化硅精餾并聯(lián)裝置，包括精餾塔和用于儲(chǔ)存精餾塔得到的精制四氯化硅的總儲(chǔ)罐，與總儲(chǔ)罐直接相連的精餾塔至少有兩組，每兩組與總儲(chǔ)罐直接相連的精餾塔之間均設(shè)置有帶閥門的連通管線。

也有通過化學(xué)反應(yīng)的純化系統(tǒng)，如CN203959835U公開了一種純化四氯化硅的系統(tǒng)，包括：吸收裝置，具有粗四氯化硅入口、氯氣入口、尾氣出口和吸收產(chǎn)物出口；光氯化反應(yīng)單元，具有吸收產(chǎn)物入口和反應(yīng)物出口，吸收產(chǎn)物入口與吸收產(chǎn)物出口相連；氣提裝置，具有氮?dú)馊肟凇⒎磻?yīng)物入口、氣提氣出口和氣提產(chǎn)物出口，反應(yīng)物入口與反應(yīng)物出口相連；第一精餾裝置，具有物料入口、塔頂尾氣出口和第一精餾處理四氯化硅出口，物料入口與氣提產(chǎn)物出口相連；以及第二精餾裝置，具有第一精餾處理四氯化硅入口、純化四氯化硅出口和塔釜液出口，第一精餾處理四氯化硅入口與第一精餾處理四氯化硅出口相連。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型提供了一種氣相法白炭黑生產(chǎn)用四氯化硅的純化系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單，環(huán)保節(jié)能以及成本低的優(yōu)點(diǎn)。

一種氣相法白炭黑生產(chǎn)用四氯化硅的純化系統(tǒng)，包括：

粗四氯化硅儲(chǔ)罐；

精餾塔，將粗四氯化硅進(jìn)行純化，頂部排出氣相的四氯化硅，底部排出液相的高沸物；

第一冷凝器，將精餾塔頂部排出的氣相液化，獲得經(jīng)純化的四氯化硅；

回流罐，將經(jīng)純化的四氯化硅一部分回流到精餾塔頂部；

高沸物中間槽，收集精餾塔排出的液相高沸物；

氣液分離罐，將排出第一冷凝器的氣體進(jìn)行氣液分離，排出尾氣；

尾氣處理裝置；

以及高沸物處理裝置。

優(yōu)選的，所述氣液分離器收集得到的液相回流到精餾塔頂部。

優(yōu)選的，包括用于將回流罐剩余的四氯化硅再次冷凝第二冷凝器以及儲(chǔ)存四氯化硅成品的產(chǎn)品中間罐。

優(yōu)選的，所述高沸物處理裝置包括依次連接的中和反應(yīng)槽和板式壓濾機(jī)。

優(yōu)選的，所述尾氣處理裝置包括依次連接的三廢水洗塔和堿洗塔。

本實(shí)用新型純化系統(tǒng)僅使用單個(gè)精餾塔，結(jié)構(gòu)簡單，而且還具有尾氣處理裝置和高沸物處理裝置，減少污染物直接外排，具有環(huán)保低成本的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型純化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，一種氣相法白炭黑生產(chǎn)用四氯化硅的純化系統(tǒng)，包括粗四氯化硅儲(chǔ)罐1、精餾塔2，精餾塔底部設(shè)有再沸器，再沸器將粗四氯化硅氣化，而精餾塔2頂部連接第一冷凝器3，將氣化的四氯化硅液化，液化溫度控制在53℃，部分未被液化的低沸物以尾氣形式排出。

第一冷凝器3的液相出口連接回流罐4，回流罐4將部分液化的四氯化硅回流到精餾塔2的頂部。液化的四氯化硅與氣化的粗四氯化硅在塔中部交匯，進(jìn)行熱交換，液化的四氯化硅又被氣化，而高沸物則因降溫而液化，重新回到再沸器。

回流罐4的氣相出口連接氣液分離器5，由于排出的尾氣攜帶部分液化的四氯化硅，通過氣液分離器5，將攜帶的四氯化硅分離出來，回流到精餾塔的頂部。回流罐4還連接第二冷凝器8，第二冷凝器8將四氯化硅進(jìn)一步冷卻至38℃，然后送入產(chǎn)品中間儲(chǔ)罐9保存。