一种利用甲基三氯硅烷生产气相法白炭黑的系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种利用甲基三氯硅烷生产气相法白炭黑的系统，包括反应炉、聚集器、旋风分离装置、脱酸炉和尾气回收装置，反应炉的出口与聚集器入口连接，旋风分离装置白炭黑出口与脱酸炉入口连接，旋风分离装置白炭黑出口废气出口与尾气回收装置连接，旋风分离装置有三级，分别为一级旋风分离装置、二级旋风分离装置和三级旋风分离装置，一级旋风分离装置、二级旋风分离装置、三级旋风分离装置相互连接，一级旋风分离装置、二级旋风分离装置和三级旋风分离装置出口与脱酸炉连接，脱酸炉与干燥器连接，干燥器连接产品缓冲罐，产品缓冲罐连接产品发送罐，尾气回收装置接在三级旋风分离装置上。
【专利说明】一种利用甲基三氯硅烷生产气相法白炭黑的系统
【技术领域】
[0001]本发明属于精细化工领域的生产装置，尤其是一种利用甲基三氯硅烷生产气相法白炭黑的系统。
【背景技术】
[0002]气相二氧化娃俗称气相法白炭黑,粒径微小(7~40nm),比表面积大(50_400m2/g),产品纯度高(SiO2 ^ 99.8%)，分为亲水型和疏水型产品。作为一种重要的纳米级无机化工原材料，该产品具有优越的表面化学性能以及良好的生理惰性，广泛应用于硅橡胶、胶粘剂、油漆、涂料、油墨、纸张、化妆品、医药、食品等领域，起到补强、增稠、触变、消光等作用，是高【技术领域】和国防工业必不可少的原材料。其年均增长率高达百分之十几，产品前途光明，属于朝阳行业。受原料紧张影响气相白炭黑价格自今年上半开始一路上涨，从原来的15000元/吨，上涨到目前的25000元/吨，以此趋势预计明年将涨到30000元/吨以上。
[0003]生产气相法白炭黑的硅烷卤化物原料目前主要有SiCl4和CH3SiCl3两种，其中SiCl4为多晶硅原料HSiCl3中的最主要副产物，CH3SiCl3则为有机硅单体甲基氯硅烷生产过程中的主要副产物。目前，受多晶硅行业不景气的影响，四氯化硅的价格从过去的“白送”免费，上涨到4000多元/吨，并且市场上还买不到，严重限制了国内诸多企业白炭黑生产装置开工不足，结果也导致近两年内气相白炭黑的价格将近上涨了一倍左右。而国内有机硅单体生产规模及产能近年来逐年递增，产生了大量的副产物CH3SiCl315因此，利用CH3SiCl3作为原料来代替SiCl4更具有成本优势。
[0004]传统的利用SiCl4通过气相法生产白炭黑的装置，主要包括水解反应炉、聚集器、旋风分离装置、脱酸炉和尾气回收装置。但目前的这种装置用于CH3SiCl3生产气相法白炭黑，还存在反应不完全，得到 的产品粒度均匀性差、回收效率相对较低、比表面积小、产品酸值高，尾气处理不完全等系列问题。因此，开发一套生产规模经济合理、燃烧装置火焰稳定，火焰核心温度更高的利用CH3SiCl3生产气相法白炭黑装置系统具有积极的经济、社会及环保意义。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种利用甲基三氯硅烷生产气相法白炭黑的系统。
[0006]本发明解决的是现有利用甲基三氯硅烷生产气相法白炭黑装置存在的火焰燃烧不稳定，反应不完全，产品粒度均匀性差、回收效率相对较低、比表面积小、产品酸值高，尾气处理不完全等系列问题。
[0007]本发明解决技术问题所采用的技术方案是:它包括反应炉、聚集器、旋风分离装置、脱酸炉和尾气回收装置，反应炉的出口与聚集器入口连接，旋风分离装置白炭黑出口与脱酸炉入口连接，旋风分离装置白炭黑出口废气出口与尾气回收装置连接，旋风分离装置有三级，分别为一级旋风分离装置、二级旋风分离装置和三级旋风分离装置，一级旋风分离装置上部出口与二级旋风分离装置上部入口连接，二级旋风分离装置上部出口与三级旋风分离装置上部入口连接，一级旋风分离装置下部出口、二级旋风分离装置下部出口和三级旋风分离装置下部出口与脱酸炉入口连接，脱酸炉物料出口与干燥器入口连接，脱酸炉出口与一级分离回收装置上部入口连接，干燥器出口连接产品缓冲罐，产品缓冲罐出口连接产品发送罐入口，尾气回收装置包括布袋除尘器、除尘塔、除尘塔冷凝器、吸收塔、吸收塔冷凝器、碱洗塔，布袋除尘器出口接除尘塔，除尘塔出口接吸收塔入口、吸收塔出口接引风机入口、引风机出口接碱洗塔入口，三级旋风分离装置的废气出口接布袋除尘器入口 ； 一级分离回收装置上出口与二级分离回收装置入口连接，一级分离回收装置的下出口与一级旋风分离装置上部入口连接，二级分离回收装置的上出口与布袋除尘器连接，二级分离回收装置的下出口与一级旋风分离装置上部入口连接。
[0008]本发明的有益效果是:反应完全，得到的产品粒度均匀性好、回收效率高、比表面积大、产品酸值低，尾气处理完全。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1为本发明的生产流程系统示意图。
[0010]图2为脱酸炉的结构示意图。
[0011]图3为三级旋风分离装置的结构示意图。
[0012]图4为燃烧炉的结构示意图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0014]如图1所示，它包括反应炉1、聚集器2、旋风分离装置(3、4、5)、脱酸炉6和尾气回收装置8，反应炉的出口与聚集器入口连接，旋风分离装置白炭黑出口与脱酸炉入口连接，旋风分离装置白炭黑出口废气出口与尾气回收装置连接，旋风分离装置有三级，分别为一级旋风分离装置3、二级旋风分离装置4和三级旋风分离装置5，一级旋风分离装置上部出口与二级旋风分离装置上部入口连接，二级旋风分离装置上部出口与三级旋风分离装置上部入口连接，一级旋风分离装置下部出口、二级旋风分离装置下部出口和三级旋风分离装置下部出口与脱酸炉入口连接，脱酸炉6物料出口与干燥器入口连接，脱酸炉酸气出口与一级分离回收装置8上部入口连接，干燥器9出口连接产品缓冲罐10，产品缓冲罐出口连接产品发送罐16入口，尾气回收装置包括布袋除尘器7、除尘塔11、除尘塔冷凝器12、吸收塔13、吸收塔冷凝器14、碱洗塔15，布袋除尘器出口接除尘塔，除尘塔出口接吸收塔入口、吸收塔出口接引风机入口、引风机出口接碱洗塔15入口，三级旋风分离装置的废气出口接布袋除尘器入口 ；一级分离回收装置上出口与二级分离回收装置入口连接，一级分离回收装置的下出口与一级旋风分离装置上部入口连接，二级分离回收装置的上出口与布袋除尘器连接，二级分离回收装置的下出口与一级旋风分离装置上部入口连接。
[0015] 如图2所示，脱酸炉6的炉体外部设有物料进口 17、物料出口 20、酸气出口 19、加热气体及蒸汽进口 18和电加热保温层24 ;炉体内部设有折流板21、百叶窗折流板25、气固分离板22、流化气体分布板23。
[0016]如图3所示，所述的三级旋风分离装置包括一个蜗壳式旋风装置3和两个双筒式旋风装置4、5。[0017]如图4所示，燃烧炉包括炉体1，炉体上部设有工艺气体进入通道42，炉体下部设有燃烧室43，工艺气体进入通道42与燃烧室43连通。工艺气体进入通道42外圈设有低压空气通道44，低压空气通道44的上口封闭，低压空气通道44的下口与燃烧室43连通。低压空气通道44的边侧设有低压空气进口 34。低压空气通道44外圈设有二次氢气通道45，二次氢气通道45的上口封闭，二次氢气通道45的下口与燃烧室43连通。二次氢气通道45的边侧设有二次氢气进口 35。二次氢气通道45外圈设有二次空气通道46，二次空气通道46的上口封闭，二次空气通道46的下口与燃烧室43连通。二次空气通道46的边侧设有二次空气进口 36。炉体下部外壁设有冷却通道47，冷却通道47上部设有冷却水出口 37、下部设有冷却水进口 41。炉体下部外壁上设有点火口 39，点火口 39与燃烧室43连通。视镜38前端窗口设于燃烧室43内壁。炉体上部一侧压力表口 40，压力表口 40与燃烧室43连通。炉体下部设有出料口 48。
[0018]工艺气体进入通道42、低压空气通道44、二次氢气通道45、二次空气通道46的各出气口处于同一位置，低压空气通道44、二次氢气通道45、二次空气通道46的出气口向内侧收口 。
【权利要求】
1.一种利用甲基三氯硅烷生产气相法白炭黑的系统，它包括反应炉、聚集器、旋风分离装置、脱酸炉和尾气回收装置，反应炉的出口与聚集器入口连接，旋风分离装置白炭黑出口与脱酸炉入口连接，旋风分离装置白炭黑出口废气出口与尾气回收装置连接，其特征在于旋风分离装置有三级，分别为一级旋风分离装置、二级旋风分离装置和三级旋风分离装置，一级旋风分离装置上部出口与二级旋风分离装置上部入口连接，二级旋风分离装置上部出口与三级旋风分离装置上部入口连接，一级旋风分离装置下部出口、二级旋风分离装置下部出口和三级旋风分离装置下部出口与脱酸炉入口连接，脱酸炉物料出口与干燥器入口连接，脱酸炉出口与一级分离回收装置上部入口连接，干燥器出口连接产品缓冲罐，产品缓冲罐出口连接产品发送罐入口，尾气回收装置包括布袋除尘器、除尘塔、除尘塔冷凝器、吸收塔、吸收塔冷凝器、碱洗塔，布袋除尘器出口接除尘塔，除尘塔出口接吸收塔入口、吸收塔出口接引风机入口、引风机出口接碱洗塔入口，三级旋风分离装置的废气出口接布袋除尘器入口 ；一级分离回收装置上出口与二级分离回收装置入口连接，一级分离回收装置的下出口与一级旋风分离装置上部入口连接，二级分离回收装置的上出口与布袋除尘器连接，二级分离回收装置的下出口与一级旋风分离装置上部入口连接。
2.根据权利要求1所述的一种利用甲基三氯硅烷生产气相法白炭黑的系统，其特征在于所述的产品缓冲罐为隔膜式和气囊式中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种利用甲基三氯硅烷生产气相法白炭黑的系统，其特征在于所述的产品发送罐入口通过阀门与产品缓冲罐相接。
4.根据权利要求1所述的一种利用甲基三氯硅烷生产气相法白炭黑的系统，其特征在于所述的一级分离回收装置是分离回收脱酸炉产生的酸气，二级分离回收装置是分离回收一级分离回收装置产生的废气。
5.根据权利要求1所述的一种利用甲基三氯硅烷生产气相法白炭黑的系统，其特征在于脱酸炉炉体外部设有物料进口、物料出口、酸气出口、加热气体及蒸汽进口和电加热保温层；炉体内部设有折流板、 百叶窗折流板、气固分离板、流化气体分布板。
6.根据权利要求1所述的一种利用甲基三氯硅烷生产气相法白炭黑的系统，其特征在于所述的三级旋风分离装置包括一个蜗壳式旋风装置和两个双筒式旋风装置。
7.根据权利要求1所述的一种利用甲基三氯硅烷生产气相法白炭黑的系统，其特征在于所述的燃烧炉炉体上部设有工艺气体进入通道，炉体下部设有燃烧室，工艺气体进入通道与燃烧室连通；工艺气体进入通道外圈设有低压空气通道，低压空气通道的上口封闭，低压空气通道的下口与燃烧室连通；低压空气通道的边侧设有低压空气进口 ；低压空气通道外圈设有二次氢气通道，二次氢气通道的上口封闭，二次氢气通道的下口与燃烧室连通；二次氢气通道的边侧设有二次氢气进口 ；二次氢气通道外圈设有二次空气通道，二次空气通道的上口封闭，二次空气通道的下口与燃烧室连通；二次空气通道的边侧设有二次空气进口 ；炉体下部外壁设有冷却通道，冷却通道上部设有冷却水出口、下部设有冷却水进；炉体下部外壁上设有点火口，点火口与燃烧室连通。
【文档编号】C01B33/113GK103466636SQ201310377709
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年8月27日 优先权日:2013年8月27日
【发明者】罗燚, 方红承, 彭金鑫, 曹华俊, 李新欣 申请人:浙江合盛硅业有限公司