循环推进式硅氧烷裂解集成系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种硅氧烷裂解集成系统，尤其是涉及一种循环推进式硅氧烷裂 解集成系统。
【背景技术】
[0002] 硅氧烷，分子式：（R2SiO) X，性质：含Si-0- Si键构成主链结构的聚合物。可以 是线型、环状或交联的聚合物，是有机硅生产的重要中间体，其是制备硅橡胶、硅油等聚有 机硅氧烷的基本原料。
[0003] 目前硅氧烷的生产过程是将氯硅烷水解物在碱性催化剂条件下进行裂解重排反 应，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 经精制分离制得硅氧烷产品。
[0004] 硅氧烷的裂解通常是在带有搅拌的硅氧烷裂解釜内进行。氯硅烷水解物在碱性氢 氧化钾的催化作用下，在裂解釜内发生三步反应：端羟基置换、缩合、成环和开环平衡反应。 三步反应的反应方程式如下：
[0005]
[0006] 由于在裂解过程中要发生上述三步反应才能生成最终产物，因此，如何有效控制 上述二步反应的发生，提尚反应有效性，是提尚环体收率、稳定生广、延长反应周期、提尚环 体质量的关键。
[0007] 为了有效控制裂解反应，达到提高环体收率、稳定生产、延长反应周期、提高环体 质量、增强安全性的目的，在裂解釜结构、换热方式、搅拌结构等方面很多研究单位、生产企 业都进行了大量研究和改进。
[0008] 专利CN03100035. 5公开了羟基封端的聚二甲基硅氧烷的裂解及精馏工艺，该专 利中采用的新型裂解器的特点是：采用了折叶开启涡轮式搅拌器，使水解物与触媒间得以 均匀混合，充分接触。采用了夹套及盘管相结合的加热结构，大大提高了裂解釜的传热效 率。
[0009] 专利CN200995138Y公开了一种裂解爸，其是一种有机硅产业中水解物裂解过程 中的裂解装置裂解釜。其采用S型半管夹套或带螺旋导流板型夹套，以提高换热效果。
[0010] 专利CN201210221210. 4公开了一种有机硅裂解反应釜搅拌叶结构。其特征在于 其最下端的搅拌叶其形状与弧形釜底形状一致。这样可以使得反应釜下端的物料在搅拌叶 的作用下能成分的搅拌混合，使其反应速率和反应釜其余部的反应速率保持一致。
[0011] 虽然上述公开的专利和文献对二甲基二氯硅烷水解物裂解过程的设备和操作条 件进行了一系列改进，但其效果并没有显著改善。产品收率低，质量不高，开车周期短，触媒 消耗大，尤其是工艺放大困难，传热过程结垢，而且存在不安全因素。尤其是在对如何有效 控制裂解过程三步反应的发生方面没有提及和提高。如果不能从有效控制裂解过程的反 应、改善换热效果、优化裂解釜流场等对裂解过程起关键作用的"三传一反"方面做彻底改 进，就很难打破现有的技术水平。
【发明内容】
[0012] 本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能有效控制裂解过程的三步反应、改 善换热效果、优化裂解釜流场的循环推进式硅氧烷裂解集成反应系统，该系统达到了提高 环体收率、稳定生产、延长反应周期、提高环体质量的目的。
[0013] 本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种循环推进式硅氧烷裂解 集成反应系统，包括圆筒形的釜体，所述的釜体横向设置，所述的釜体内轴向设置有与外部 电机连接的中心转轴，所述的中心转轴上水平均布有若干个搅拌器，两个相邻的所述的搅 拌器之间设置有换热管，所述的搅拌器的上方设置有进料导流分布管，所述的釜体的后端 上部连接有精馏塔，所述的釜体的前端上部设置有进料口，所述的釜体的后端下部设置有 出料口，所述的进料口与所述的出料口之间设置有循环栗。
[0014] 所述的中心转轴上水平均布有5个搅拌器，最前端1个所述的搅拌器为推进式搅 拌器，后面4个所述的搅拌器为涡轮式搅拌器。不仅控制釜内流体的流动流场，保证了催化 反应和成环反应处于合适的停留时间和流动状态。
[0015] 所述的进料导流分布管上均布有若干个液体喷射分布管，所述的液体喷射分布管 与水平方向呈15-45°角且朝向反应液流动方向。通过进料导流分布管使进料均匀分布并 优化流场并且液体喷射分布管喷射出的液体与反应釜内液体的流动方向一致，从而减少了 流体流动的摩擦损失，并提高了混合效果。
[0016] 所述的精馏塔采用高效散堆填料，所述的精馏塔的上端连接有塔顶冷凝器。为了 提高裂解反应的速度，反应生成的产物需及时蒸出，但由于裂解反应物和产物沸点相差较 小，在蒸出产物的同时，会有大量的反应物随产物一起蒸出，因此，在裂解釜的气相产物出 口设置精馏塔，同时起到精制产品和回收反应物的作用。精馏塔内选用高效散堆填料，保证 分离效果，同时考虑到物料的易粘结，选用散堆填料，方便清理。塔顶冷凝器与精馏塔集成， 减少了管道阻力，同时可以减少管道连接，减少占地。
[0017] 所述的爸体的外壁设置有换热夹套。
[0018] 所述的釜体的长径比为（2-4) :1，所述的推进式搅拌器的推进速度为0. 1-0. 3m/ So
[0019] 与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
[0020] 1、搅拌浆叶采用组合式搅拌桨。前段为推进式，中后段为涡轮式，不仅控制釜内流 体的流动流场，保证了催化反应和成环反应处于合适的停留时间和流动状态。
[0021] 2、进料导流分布管位于裂解釜的上部，其液体喷射分布管与水平方向呈15-45° 角且朝向反应液流动方向。进料导流分布管保证按各段进料量的需要分布进料，并且液体 喷射分布管的喷射方向朝向反应液流动方向，喷射出的液体与液体的流动方向一致，从而 减少了流体流动的摩擦损失，并提高了混合效果。
[0022] 3、推进式反应釜。根据合适的反应停留时间设置反应釜的长径比和搅拌推进速 度。其效果是优化釜内流体流动的流场，有效控制裂解过程的三步反应，降低副反应的发 生。减小流动和返混动量消耗，降低了搅拌功率，使催化反应和成环反应有序进行，提高了 反应的收率。另外，为了增加换热效果，除了换热器外，裂解釜的外壁还设置了加热(冷却） 半管夹套，用于加热(冷却)。
[0023] 4、系统设备集成，减少占地，减少消耗。为了提高裂解反应的速度，反应生成的产 物需及时蒸出，但由于裂解反应物和产物沸点相差较小，在蒸出产物的同时，会有大量的反 应物随产物一起蒸出，因此，在裂解釜的气相产物出口设置精馏塔，同时起到精制产品和回 收反应物的作用。精馏塔内件选用高效散堆填料，保证分离效果，同时考虑到物料的易粘 结，选用散堆填料方便清理。塔顶冷凝器与精馏塔集成，减少了管道阻力，同时可以减少管 道连接，减少占地。
[0024] 5、裂解釜下部设置物料出口，由循环栗进行强制循环，再由上部进料口进入，可使 裂解釜内反应更均衡，成环和开环反应更平衡，减少催化剂的消耗量，减少污垢的形成，提 高开车周期。
【附图说明】
[0025] 图1为本实用新型循环推进式硅氧烷裂解集成反应系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0026] 以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。 具体实施例
[0027] 循环推进式硅氧烷裂解集成反应系统，如图1所示，包括圆筒形的釜体1，釜体1横 向设置，釜体1内轴向设置有与外部电机2连接的中心转轴3,中心转轴3上水平均布有若 干个搅拌器，两个相邻的搅拌器之间设置有换热管4,搅拌器的上方设置有进料导流分布管 5,釜体1的后端上部连接有精馏塔6,釜体1的前端上部设置有进料口 7,釜体1的后端下 部设置有出料口 8,进料口 7与出料口 8之间设置有循环栗（图中未显示)。
[0028] 在此具体实施例中，中心转轴3上水平均布有5个搅拌器，最前端1个搅拌器为推 进式搅拌器9,后面4个搅拌器为涡轮式搅拌器10。进料导流分布管5上均布有若干个液 体喷射分布管11，液体喷射分布管11与水平方向呈15-45°角且朝向反应液流动方向。精 馏塔6采用高效散堆填料12,精馏塔6的上端连接有塔顶冷凝器13。釜体1的外壁设置有 换热夹套14。釜体1的长径比为（2-4) : 1，推进式搅拌器9的推进速度为0. 1-0. 3m/s。
[0029] 上述实施例是对本实用新型的进一步说明，但本实用新型的保护范围以权利要求 书为准。
【主权项】
1. 一种循环推进式硅氧烷裂解集成系统，包括圆筒形的釜体，所述的釜体横向设置，所 述的釜体内轴向设置有与外部电机连接的中心转轴，其特征在于：所述的中心转轴上水平 均布有若干个搅拌器，两个相邻的所述的搅拌器之间设置有换热管，所述的搅拌器的上方 设置有进料导流分布管，所述的釜体的后端上部连接有精馏塔，所述的釜体的前端上部设 置有进料口，所述的釜体的后端下部设置有出料口，所述的进料口与所述的出料口之间设 置有循环栗。2. 根据权利要求1所述的循环推进式硅氧烷裂解集成系统，其特征在于：所述的中心 转轴上水平均布有5个搅拌器，最前端1个所述的搅拌器为推进式搅拌器，后面4个所述的 搅拌器为涡轮式搅拌器。3. 根据权利要求1所述的循环推进式硅氧烷裂解集成系统，其特征在于：所述的进 料导流分布管上均布有若干个液体喷射分布管，所述的液体喷射分布管与水平方向呈 15-45°角且朝向反应液流动方向。4. 根据权利要求1所述的循环推进式硅氧烷裂解集成系统，其特征在于：所述的精馏 塔采用高效散堆填料，所述的精馏塔的上端连接有塔顶冷凝器。5. 根据权利要求1-4中任一项所述的循环推进式硅氧烷裂解集成系统，其特征在于： 所述的釜体的外壁设置有换热夹套。6. 根据权利要求5所述的循环推进式硅氧烷裂解集成系统，其特征在于：所述的釜体 的长径比为（2-4) : 1，所述的推进式搅拌器的推进速度为0. 1-0. 3m/s。
【专利摘要】本实用新型公开了循环推进式硅氧烷裂解集成系统，特点是包括圆筒形的釜体，釜体横向设置，釜体内轴向设置有与外部电机连接的中心转轴，中心转轴上水平均布有若干个搅拌器，两个相邻搅拌器之间设置有换热管，搅拌器的上方设置有进料导流分布管，釜体的后端上部连接有精馏塔，釜体的前端上部设置有进料口，釜体的后端下部设置有出料口，进料口与出料口之间设置有循环泵，优点是能有效控制裂解过程的三步反应、改善换热效果、优化裂解釜流场，达到提高环体收率、稳定生产、延长反应周期、提高环体质量的目的。
【IPC分类】B01J4/00, B01J19/26
【公开号】CN204746328
【申请号】CN201520311000
【发明人】厉相, 谷新春, 王宇光, 贾峰
【申请人】中国化学赛鼎宁波工程有限公司
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年5月14日