[實用新型]一種氣相法白炭黑生產用四氯化硅的純化系統

有效

• 申請號: 201720568088.6
• 申請日: 2017-05-19
• 公開（公告）號: CN206955650U
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發明（設計）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（專利權）人: 浙江富士特硅材料有限公司
• 主分類號: C01B33/107
• 分類號: C01B33/107
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司33224
• 代理人: 沈自軍

技術領域

本實用新型涉及氣相法白炭黑生產技術領域，尤其涉及一種氣相法白炭黑生產用四氯化硅的純化系統。

背景技術

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。同時它具備的化學惰性以及特殊的觸變性能明顯改善橡膠制品的抗拉強度，抗撕裂性和耐磨性，橡膠改良后強度提高數十倍。氣相法白炭黑(Fumed Silica)是由四氯化硅或有機基氯硅烷高溫水解生成的帶有表現羥基和吸附水的超微細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)、化學純度高、分散性能好等特點。

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

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

也有通過化學反應的純化系統，如CN203959835U公開了一種純化四氯化硅的系統，包括：吸收裝置，具有粗四氯化硅入口、氯氣入口、尾氣出口和吸收產物出口；光氯化反應單元，具有吸收產物入口和反應物出口，吸收產物入口與吸收產物出口相連；氣提裝置，具有氮氣入口、反應物入口、氣提氣出口和氣提產物出口，反應物入口與反應物出口相連；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。

實用新型內容

本實用新型提供了一種氣相法白炭黑生產用四氯化硅的純化系統，該系統具有結構簡單，環保節能以及成本低的優點。

一種氣相法白炭黑生產用四氯化硅的純化系統，包括：

粗四氯化硅儲罐；

精餾塔，將粗四氯化硅進行純化，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，獲得經純化的四氯化硅；

回流罐，將經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存四氯化硅成品的產品中間罐。

優選的，所述高沸物處理裝置包括依次連接的中和反應槽和板式壓濾機。

優選的，所述尾氣處理裝置包括依次連接的三廢水洗塔和堿洗塔。

本實用新型純化系統僅使用單個精餾塔，結構簡單，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，具有環保低成本的優點。

附圖說明

圖1為本實用新型純化系統的結構示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，一種氣相法白炭黑生產用四氯化硅的純化系統，包括粗四氯化硅儲罐1、精餾塔2，精餾塔底部設有再沸器，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將四氯化硅進一步冷卻至38℃，然后送入產品中間儲罐9保存。