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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201610675879.9 (22)申请日 2016.08.16 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 106317095 A (43)申请公布日 2017.01.11 (73)专利权人 湖北兴发化工集团股份有限公司 地址 443711 湖北省宜昌市兴山县古夫镇 湖南路 (72)发明人 李书兵颜昌锐聂亮王文金 张浩 (74)专利代理机构 宜昌市三峡专利事务所 42103 代理人 蒋悦 (51)Int.Cl. C07F 7/08(2006.01) C07F 7/18(2。
2、006.01) C08G 77/04(2006.01) (56)对比文件 CN 203222476 U,2013.10.02, CN 203916447 U,2014.11.05, CN 105061767 A,2015.11.18, CN 201777994 U,2011.03.30, 审查员 秦茜 (54)发明名称 一种浓盐酸水解工艺及装置 (57)摘要 本发明提供一种浓酸水解工艺, 水解原料二 甲基二氯硅烷与饱和浓盐酸在静态混合器中反 应之后的气液混合物进入气液分离罐A, 气液分 离罐A顶部采出的气体和夹带的二甲基二氯硅 烷、 水解物液滴由侧面进入文丘里混合器, 在浓 盐酸主流体中经过深。
3、度混合的气液混合物进入 气液分离罐B, 气液分离罐B底部采出的浓盐酸通 过物料泵返回文丘里混合器, 顶部采出的气体依 次进入一级冷凝器、 二级冷凝器, 经由一级冷凝 器、 二级冷凝器冷凝的气液混合物进入聚集器凝 聚液滴, 通过除沫器除去液滴后经缓冲罐后输送 往氯甲烷合成工段。 本发明解决了浓酸水解过程 中由于物料混合不均造成的反应不充分、 效率低 等问题, 同时也解决了因气液夹带而造成的管道 和设备堵塞问题。 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 CN 106317095 B 2018.09.07 CN 106317095 B 1. 一种浓酸水解工艺, 其特征在于: 水解原料二甲基二氯硅烷与饱。
4、和浓盐酸在静态混 合器中反应之后的气液混合物进入气液分离罐 A, 气液分离罐 A 顶部采出的气体和夹带 的二甲基二氯硅烷、 水解物液滴由侧面进入文丘里混合器, 在浓盐酸主流体中经过深度混 合的气液混合物进入气液分离罐 B, 气液分离罐 B底部采出的浓盐酸通过物料泵返回文丘 里混合器, 顶部采出的气体依次进入一级冷凝器、 二级冷凝器, 经由一级冷凝器、 二级冷凝 器冷凝的气液混合物进入聚集器凝聚液滴, 通过除沫器除去液滴后经缓冲罐后输送往氯甲 烷合成工段。 2. 权利要求1所述的浓酸水解工艺, 其特征在于, 气液分离罐A顶部采出的气体为氯化 氢气体, 水解物液滴由环状硅氧烷(CH3)2SiO)n。
5、, n=37且n为整数, 线性硅氧烷 HO(CH3) 2SiO)nH, n=310且 n为整数, 及未反应的甲基氯硅烷单体、 水组成。 3. 权利要求1所述的浓酸水解工艺, 其特征在于, 在文丘里混合器中混合的浓盐酸和 气液混合物质量比为1:36, 所述的浓盐酸来自生产系统副产的浓盐酸, 其质量浓度为30- 45%, 在浓盐酸中水分与气液混合物中夹带的未完全水解的甲基氯硅烷单体在文丘里混合 器内发生水解反应, 方程式为:(CH3)2SiCl2+2H2O2HCl +HOSi(CH3)2OH, HOSi(CH3)2OH再发 生分子间缩聚即可形成环状或线状硅氧烷, 反应温度控制在 2540, 压力控。
6、制在0.1 0.3MPa。 4. 权利要求1所述的浓盐酸水解工艺, 其特征在于, 经过二级冷凝器冷凝后的氯化氢 气体其温度控制在-2020, 压力为 0.150.3MPa。 5.一种浓盐酸水解装置, 其特征在于, 气液分离罐A顶部经管线与文丘里混合器侧壁连 接, 文丘里混合器底部经管线与气液分离罐B侧壁连接, 气液分离罐B顶部经管线依次与一 级冷凝器、 二级冷凝器串联连接, 二级冷凝器与聚集器连接, 聚集器与除沫器连接, 除沫器 与气体缓冲罐连接, 气体缓冲罐顶部去往氯甲烷合成工段。 6.权利要求5所述的浓盐酸水解装置, 其特征在于, 气液分离罐B底部经管线与文丘里 混合器顶部连接。 7.权利。
7、要求5所述的浓盐酸水解装置, 其特征在于, 一级冷凝器、 二级冷凝器、 除沫器底 部经管线汇合后输送往酸性水解物储槽, 气液分离罐底部采出的液体进入酸性水解物储槽 中分层, 上层油相为酸性水解物通过溢流采出, 下层水相为饱和浓盐酸, 通过物料泵输送至 静态混合器重新参与水解反应。 权利要求书 1/1 页 2 CN 106317095 B 2 一种浓盐酸水解工艺及装置 技术领域 0001 本发明涉及一种高效浓酸水解工艺, 属于有机硅水解物生产技术领域。 背景技术 0002 二甲基二氯硅烷的水解可以采用质量分数为21-22的恒沸酸作为原料。 水解 反应后混合物经水分离器分离, 上层为产物水解物, 。
8、经过水煮、 中和之后进入裂解工段, 下 层为副产物浓盐酸, 进入氯化氢解析塔解析出氯化氢气体用于合成氯甲烷。 恒沸酸水解的 缺点在于: 水解反应生成的氯化氢分子在稀酸中有很高的溶解热, 为了防止水解温度过高, 需要大量的冷量进行冷却; 而在浓盐酸解析过程中, 解析塔再沸器又需要消耗大量的热量; 浓酸中夹带的水解物也会在解析塔塔釜内自聚、 沉降, 形成胶状物, 影响设备的正常运行。 0003 针对恒沸酸水解的上述缺点, 人们提出了使用浓酸作为水解原料的二甲环路水解 工艺。 目前普遍应用的二甲的浓酸水解工艺选用氯化氢质量分数达到工况条件下饱和浓度 的浓盐酸作为原料, 在一定配比下与二甲在静态混合器。
9、进行水解反应, 得到的气液混合物 在气液分离罐中分离。 气液分离罐顶部采出的气体为带有一定压力的氯化氢气体, 经过一 级、 二级冷凝再经过氯化氢气体缓冲罐后输送往氯甲烷合成工段; 气液分离罐底部采出的 液体为水油两相混合物, 在酸性水解物储罐中分层, 上层为水解物油层, 通过溢流采出, 下 层为饱和浓盐酸, 再次返回静态混合器与二甲发生水解反应。 这种二甲浓酸水解工艺能直 接产生带一定压力的氯化氢气体, 既避免了氯化氢气体溶解产生的大量溶解热, 又能省去 氯化氢解析装置所需要的设备投资和热量消耗。 但该浓酸水解工艺仍存在以下不足: (1)目 前工艺流程中主要以静态混合器作为水解反应器, 但在静。
10、态混合器中物料无法进行分子尺 度上的深度混合, 导致反应体系中物料局部过量, 导致水解产物中环体收率下降, 产生更多 的链端带亲水羟基的短链线体, 线体同时具有一定亲水性和疏水性, 所以容易在水分离器 中发生乳化, 不利于油水分离, 还易被氯化氢气体携带, 易自聚, 在氯甲烷合成工段形成胶 状物; (2)在现有的工艺条件下, 从气液分离罐顶部采出的氯化氢气体在经过冷凝后凝液液 滴直径仍小于除沫器有效处理直径(35 m), 除沫器无法将氯化氢气体中携带的水解物完 全除去。 发明内容 0004 本发明针对现有技术的不足, 提供一种高效浓酸水解工艺。 0005 为了达到上述目的, 本发明是通过以下技。
11、术手段实现的: 0006 一种高效浓酸水解工艺, 水解原料二甲基二氯硅烷(简称 “二甲” )与饱和浓盐酸在 静态混合器中反应之后的气液混合物进入气液分离罐A, 气液分离罐A顶部采出的气体和夹 带的极少部分二甲、 水解物液滴由侧面进入文丘里混合器, 在浓盐酸主流体中经过深度混 合的气液混合物进入气液分离罐B, 气液分离罐B底部采出的浓盐酸通过物料泵返回文丘里 混合器, 顶部采出的气体依次进入一级冷凝器、 二级冷凝器, 经由一级冷凝器、 二级冷凝器 (5)冷凝的气液混合物进入聚集器凝聚液滴, 通过除沫器除去液滴后经缓冲罐后输送往氯 说明书 1/3 页 3 CN 106317095 B 3 甲烷合成。
12、工段。 0007 所述的气液分离罐A顶部采出的气体为氯化氢气体, 水解物液滴由环状硅氧烷 (CH3)2SiO)n, (n37且n为整数), 线性硅氧烷HO(CH3)2SiO)nH, (n310且n为整数), 及未反应的甲基氯硅烷单体、 水组成。 0008 所述的文丘里混合器中混合的浓盐酸和气液混合物质量比为1:36, 所述的浓盐 酸来自生产系统副产的浓盐酸, 其质量浓度为30-45, 在浓盐酸中水分与气液混合物中夹 带的未完全水解的甲基氯硅烷单体在文丘里混合器内发生水解反应, 方程式为: (CH3) 2SiCl2+2H2O2HCl +HOSi(CH3)2OH, HOSi(CH3)2OH再发生分。
13、子间缩聚即可形成环状或线状 硅氧烷, 反应温度控制在2540, 压力控制在0.10.3MPa。 0009 经过二级冷凝器冷凝后的氯化氢气体其温度控制在-2020, 压力为0.15 0.3MPa。 0010 一种浓盐酸水解装置, 气液分离罐A顶部经管线与文丘里混合器侧壁连接, 文丘里 混合器底部经管线与气液分离罐B侧壁连接, 气液分离罐B顶部经管线依次与一级冷凝器、 二级冷凝器串联连接, 二级冷凝器与聚集器连接, 聚集器与除沫器连接, 除沫器与气体缓冲 罐连接, 气体缓冲罐顶部去往氯甲烷合成工段。 所述的气液分离罐B底部经管线与文丘里混 合器顶部连接。 一级冷凝器、 二级冷凝器、 除沫器底部经管。
14、线汇合后输送往酸性水解物储 槽, 气液分离罐底部采出的液体进入酸性水解物储槽中分层, 上层油相为酸性水解物通过 溢流采出, 下层水相为饱和浓盐酸, 通过物料泵输送至静态混合器重新参与水解反应。 0011 本发明提供的一种高效浓酸水解工艺, 具有以下优点: 0012 1.本发明采用文丘里混合器对环路循环中的气液两相进行分子尺度上的深度混 合, 有效抑制了反应过程中产生的物料局部过量, 大大提高了水解产物中环体收率, 改善了 水分离器中的油水两相分离效果, 也降低了氯化氢气体中水解物的夹带量。 0013 2.本发明采用聚集器和除沫器的串联工艺, 将经过两级冷凝的氯化氢气体中含有 的水解物凝液聚集后。
15、通过除沫器除去, 得到较纯净的氯化氢气体, 解决了浓酸水解产物氯 化氢气体中携带的大量水解物因粒径小无法通过除沫器有效除去的弊病, 从而减少了进入 氯甲烷合成工段因夹带水解物造成的凝结、 自聚、 沉积形成胶状物堵塞管道和设备的问题, 此外除沫器得到的水解物重新返回水解装置, 有效提高了原料的利用率。 0014 3.本发明不仅大大提高的反应效率和产物质量, 还减少了人员操作, 大大提高了 操作安全性, 同时大大降低了清理检修设备的频次, 延长了生产周期。 附图说明 0015 图1为一种高效浓酸水解工艺的结构示意图, 其中: 0016 (1)气液分离罐A; (2)文丘里混合器; (3)气液分离罐B。
16、; (4)一级冷凝器; (5)二级冷 凝器; (6)聚集器; (7)除沫器; (8)气体缓冲罐; (9)静态混合器; (10)酸性水解物储槽。 具体实施方式 0017 实施例1: 0018 控制二甲基二氯硅烷与浓盐酸在35与0.2MPa下在静态混合器中发生水解反应, 产生的气液混合物进入气液分离罐A(1)中分离, 气液分离罐A(1)顶部采出的气体进入文丘 说明书 2/3 页 4 CN 106317095 B 4 里混合器(2)中与浓盐酸主流体进行充分混合, 浓盐酸的质量浓度为38, 其中浓酸与气体 混合物的质量比为1:3, 再进过气液分离罐B(3)分离, 气液分离罐B(3)底部采出的液体通过 。
17、物料泵返回文丘里混合器, 顶部采出的气体经过一级冷凝器(4)和二级冷凝器(5)后温度 为-10, 压力为0.15MPa。 气液分离罐(1)底部采出的液体以及一级冷凝器(4)、 二级冷凝器 (5)、 除沫器(7)底部凝液进入酸性水解物储槽(10), 水解物收率由未采用该工艺前的95 提高至99以上, 氯甲烷合成工段生产周期由未采用该工艺前的30天提高至60天, 清理管 道、 设备时未发现胶状物。 0019 实施例2: 0020 控制二甲基二氯硅烷与浓盐酸在35与0.2MPa下在静态混合器中发生水解反应, 产生的气液混合物进入气液分离罐A(1)中分离, 气液分离罐A(1)顶部采出的气体进入文丘 里。
18、混合器(2)中与浓盐酸主流体进行充分混合, 浓盐酸的质量浓度为38, 其中浓酸与气体 混合物的质量比为1:4, 再进过气液分离罐B(3)分离, 气液分离罐B(3)底部采出的液体通过 物料泵返回文丘里混合器, 顶部采出的气体经过一级冷凝器(4)和二级冷凝器(5)后温度为 0, 压力为0.20MPa。 气液分离罐(1)底部采出的液体以及一级冷凝器(4)、 二级冷凝器(5)、 除沫器(7)底部凝液进入酸性水解物储槽(10), 水解物收率由未采用该工艺前的95提高 至99以上, 氯甲烷合成工段生产周期由未采用该工艺前的30天提高至60天, 清理管道、 设 备时未发现胶状物。 0021 实施例3: 00。
19、22 控制二甲基二氯硅烷与浓盐酸在35与0.2MPa下在静态混合器中发生水解反应, 产生的气液混合物进入气液分离罐A(1)中分离, 气液分离罐A(1)顶部采出的气体进入文丘 里混合器(2)中与浓盐酸主流体进行充分混合, 浓盐酸的质量浓度为38, 其中浓酸与气体 混合物的质量比为1:5, 再进过气液分离罐B(3)分离, 气液分离罐B(3)底部采出的液体通过 物料泵返回文丘里混合器, 顶部采出的气体经过一级冷凝器(4)和二级冷凝器(5)后温度为 10, 压力为0.25MPa。 气液分离罐(1)底部采出的液体以及一级冷凝器(4)、 二级冷凝器 (5)、 除沫器(7)底部凝液进入酸性水解物储槽(10)。
20、, 水解物收率由未采用该工艺前的95 提高至99左右, 氯甲烷合成工段生产周期由未采用该工艺前的30天提高至60天, 清理管 道、 设备时发现少量胶状物。 0023 实施例4: 0024 控制二甲基二氯硅烷与浓盐酸在35与0.2MPa下在静态混合器中发生水解反应, 产生的气液混合物进入气液分离罐A(1)中分离, 气液分离罐A(1)顶部采出的气体进入文丘 里混合器(2)中与浓盐酸主流体进行充分混合, 浓盐酸的质量浓度为38, 其中浓酸与气体 混合物的质量比为1:6, 再进过气液分离罐B(3)分离, 气液分离罐B(3)底部采出的液体通过 物料泵返回文丘里混合器, 顶部采出的气体经过一级冷凝器(4)和二级冷凝器(5)后温度为 20, 压力为0.3MPa。 气液分离罐(1)底部采出的液体以及一级冷凝器(4)、 二级冷凝器(5)、 除沫器(7)底部凝液进入酸性水解物储槽(10), 水解物收率由未采用该工艺前的95提高 至98左右, 氯甲烷合成工段生产周期由未采用该工艺前的30天提高至50天, 清理管道、 设 备时发现少量胶状物。 说明书 3/3 页 5 CN 106317095 B 5 图1 说明书附图 1/1 页 6 CN 106317095 B 6 。