1.本发明属于有机硅生产工艺技术领域,具体涉及一种有机硅单体合成流化床的温度控制方法。
背景技术:2.目前,有机硅生产工艺多采用直接法合成甲基氯硅烷,即以硅粉、氯甲烷为原料,三元铜为催化剂,在温度为295℃~300℃、 压力为0.3mpa的条件下,在流化床反应器中进行气固相催化反应生成以二甲基二氯硅烷为主的混合单体。流化床反应器是硅粉和氯甲烷合成工艺中的关键设备,现有的流化床反应器包括壳体、内部换热管束、分布板、氯甲烷进气口、硅铜粉进口、测温口,测压口、导热油进口、导热油出口、合成气出口等,反应时,氯甲烷气体通过固体颗粒状的硅粉层,使硅粉处于流化状态进行反应,本反应为放热反应,流化床反应器既需要能够耐磨、耐高温,同时还要能快速带走流化床内反应产生的热量,同时,还需要控制流化床反应器内的反应温度稳定,如果流化床反应器内的温度波动较大,会导致流化床反应器运行周期短,合成气产量低等现象,不利于等二甲基二氯硅烷的稳定生产。在现有的技术中,控制流化床反应器的反应温度多采用导热油为降温介质,主要通过控制导热油进入流化床反应器的流量,以此来控制流化床反应器内的反应温度,在此技术下,由于流化床反应器的温度控制与导热油的进床流量和导热油温度有关,在采用控制导热油的流量来控制流化床反应器温度的过程中,其导热油的流量发生变化时导热油的温度、传热系数等都跟随变化,也会存在流化床温度波动较大的可能,其温度波动最大可达
±
8℃,流化床反应器温度波动越大,会对流化床反应器内的合成反应发生较大的影响,一是极可能导致流化床反应器内的硅铜触体结合发生不可逆损害,对产量有极大影响,导致二甲基二氯硅烷为主的混合单体产量低,二是会加剧流化床反应器内副反应的发生,合成反应过程中的副产物较多,导致二甲基二氯硅烷为主的混合单体的含量下降,根据同行业开车周期的需求,当二甲基二氯硅烷为主的混合单体含量低于80%,就需要对流化床反应器及后续系统进行停车检修,其后期运行检修维护的成本较高。因此,研制开发一种方法合理、容易实施、调温精度高的有机硅单体合成流化床的温度控制方法是客观需要的。
技术实现要素:3.为了解决背景技术中存在的问题,本发明的目的在于提供一种方法合理、容易实施、调温精度高的有机硅单体合成流化床的温度控制方法。
4.本发明一种有机硅单体合成流化床的温度控制方法,包括以下步骤:步骤一: 将从反应器的导热油出口排出的高温导热油通过导热油泵引入到排油管内,导热油泵出口的高温导热油流量控制在2000~2020m3/h,导热油泵出口的高温导热油温度控制在280~285℃;步骤二:在排油管的出口上设置第一三通调温阀,在第一三通调温阀的第一出油口上设置有与反应器的导热油进口连通的第一进油支管,第一进油支管上设置有蒸汽发生
器,在第一三通调温阀的第二出油口上设置有与反应器的导热油进口连通的第二进油支管,且将第一三通调温阀进油口的高温导热油温度信号、蒸汽发生器上的锅炉给水温度信号接入到控制模块,并由控制模块控制第一三通调温阀的第一出油口和第二出油口的开合;步骤三:反应器在运行的过程中,需要控制从导热油进口进入到反应器内的导热油温度在260~260.5℃,当控制模块检测到第一三通调温阀进油口的高温导热油的进口温度高于260~260.5℃,控制模块控制第一三通调温阀的第一出油口打开,第二出油口关闭,让排油管内的高温导热油通过第一三通调温阀的第一出油口进入到蒸汽发生器的管程内,此时向蒸汽发生器的壳程内通入锅炉给水,锅炉给水的进口温度80~82℃、压力1.2~1.25mpa,利用锅炉给水将蒸汽发生器内的高温导热油温度降至260~260.5℃,让高温导热油通过第一三通调节阀的第一出口和第一进油支管引入到导热油进口内;当控制模块检测到第一三通调温阀进油口的高温导热油的进口温度等于260~260.5℃时,控制模块控制第一三通调温阀的第一出油口关闭,第二出油口打开,让高温导热油通过第一三通调温阀的第二出油口和第二进油支管引入到导热油进口内。
5.进一步胡,步骤三中,在第一进油支管的出油口上设置有第二三通调温阀,第二三通调温阀的第一出油口通过第一旁通管与导热油进口连通,第二三通调温阀的第二出油口通过第二旁通管与导热油进口连通,第二旁通管上设置有冷凝器,且将第二三通调温阀进油口上的高温导热油温度信号和冷凝器的冷凝介质的温度信号也接入到控制模块,当控制模块检测到的从蒸汽发生器排出的高温导热油的温度等于260~260.5℃时,控制模块控制第二三通调温阀上的第一出油口打开,第二出油口关闭,让高温导热油通过第一旁通管引入到导热油进口内,当控制模块检测到的从蒸汽发生器排出的高温导热油的温度仍然高于260~260.5℃时,控制模块控制第二三通调温阀上的第一出油口关闭,第二出油口打开,再向冷凝器的壳程进口通入冷凝介质,冷凝器内的冷凝介质为循环水,循环水的进口温度27~28℃,出口温度32~33℃,利用冷凝介质将冷凝器内的高温导热油温度降至260~260.5℃,再将从冷凝器排出的高温导热油通过第二旁通管引入到导热油进口内, 冷凝器内的冷凝介质为循环水。
6.本发明的调温方法是通过第一三通调温阀和蒸汽发生器来控制,第一三通调节阀和蒸汽发生器的制造投资成本低,利用低成本的设备投资即可实现对高温导热油的进口温度进行精确的调节。与现有的通过流量来调温的方法相比,本发明产生的优异效果是:一是本发明利用第一三通调温阀来调节进入到反应器内的高温导热油的控制,从反应器排出的高温导热油在进入第一三通调节阀之间,通过控制模块可以适时的监测高温导热油的温度,根据检测到的高温导热油的实际的温度,选择合适的调温管路将高温导热油的温度调节适宜后,再送入到反应器内,本发明利用第一三通调温阀选择进油管路和锅炉给水换热降温换热相结合的方式,彻底的解决了因导热油的流量发生导致导热油的温度、传热系数等都跟随变化的问题,调节后的高温导热油的温度比较稳定,波动性较小,高温导热油的温度波动可以控制在0.5℃范围内,调温的精度高;二是本发明引入控制模块,利用控制模块来实现高温导热油循环利用的温度控制自动化,降低了反应器内反应温度波动大的可能,大大增加反应器运行的稳定性,延长反应器的运行周期,防止了副产物的产生,有效的了提高甲基氯硅烷产能和质量,具有方法合理、容易实施、调节精度高的优点,易于推广使用。
附图说明
7.图1为本发明的结构示意图;图中:1-反应器,2-导热油出口,3-导热油泵,4-排油管,5-第一三通调温阀,6-导热油进口,7-第一进油支管,8-蒸汽发生器,9-第二进油支管,10-控制模块,11-第二三通调温阀,12-第一盘通管,13-第二旁通管,14-冷凝器。
具体实施方式
8.下面结合实施例和附图说明对本发明作进一步的说明,但不以任何方式对本发明加以限制,基于本发明教导所作的任何变换或替换,均实施例属于本发明的保护范围。
9.实施例1本实施例1所述的有机硅单体合成流化床的温度控制方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一: 将从反应器1的导热油出口2排出的高温导热油通过导热油泵3引入到排油管4内,导热油泵3出口的高温导热油流量控制在2000m3/h,导热油泵出口的高温导热油温度控制在280℃;步骤二:在排油管4的出口上设置第一三通调温阀5,第一三通调温阀5采用气动式的三通调节阀,依靠压缩空气驱动,第一三通调温阀5的执行机构压缩空气回路上设有保位阀、电磁阀和压缩空气罐,在第一三通调温阀5失去控制电源或者压缩空气时,电磁阀或保位阀自动关闭,使第一三通调温阀5保持当前开度,避免在失去控制电源或者压缩空气等事故状态下导致第一三通调温阀5失控,进而避免油温大幅变化,同时,第一三通调温阀5配置手轮,在事故状态下,可现场手动调节油温,在第一三通调温阀5的第一出油口上设置有与反应器1的导热油进口6连通的第一进油支管7,第一进油支管7上设置有蒸汽发生器8,蒸汽发生器8优选采用u型管式换热器,在第一三通调温阀5的第二出油口上设置有与反应器1的导热油进口6连通的第二进油支管9,且将第一三通调温阀5进油口的高温导热油温度信号、蒸汽发生器8上的锅炉给水温度信号接入到控制模块10,并由控制模块10控制第一三通调温阀5的第一出油口和第二出油口的开合,控制模块10能够根据客户的实际需求温度,自动进行功能调温切换,方便系统自动化控制,在控制模块10中合理的设置了高温导热油降温控制模块,实现了对高温导热油循环使用的温度控制,让高温导热油的热量得到了有效利用,节约了能耗,且实现了高温导热油循环温度的高精度控制;步骤三:反应器1在运行的过程中,需要控制从导热油进口6进入到反应器1内的导热油温度在260℃,当控制模块10检测到第一三通调温阀5进油口的高温导热油的进口温度高于260℃,控制模块10控制第一三通调温阀5的第一出油口打开,第二出油口关闭,让排油管4内的高温导热油通过第一三通调温阀5的第一出油口进入到蒸汽发生器8的管程内,此时向蒸汽发生器8的壳程内通入锅炉给水,锅炉给水的进口温度80℃、压力1.2mpa,利用锅炉给水将蒸汽发生器8内的高温导热油温度降至260℃,让高温导热油通过第一三通调节阀5的第一出口和第一进油支管7引入到导热油进口6内;当控制模块10检测到第一三通调温阀5进油口的高温导热油的进口温度等于260℃时,控制模块10控制第一三通调温阀5的第一出油口关闭,第二出油口打开,让高温导热油通过第一三通调温阀5的第二出油口和第二进油支管9引入到导热油进口6内;
为了能够更进一步的提高高温导热油进油温度的精确度,步骤三中,在第一进油支管7的出油口上设置有第二三通调温阀11,第二三通调温阀11的第一出油口通过第一旁通管12与导热油进口6连通,第二三通调温阀11的第二出油口通过第二旁通管13与导热油进口6连通,第二旁通管13上设置有冷凝器14,且将第二三通调温阀11进油口上的高温导热油温度信号和冷凝器14的冷凝介质的温度信号也接入到控制模块10,当控制模块10检测到的从蒸汽发生器8排出的高温导热油的温度等于260℃时,控制模块10控制第二三通调温阀11上的第一出油口打开,第二出油口关闭,让高温导热油通过第一旁通12管引入到导热油进口6内,当控制模块10检测到的从蒸汽发生器8排出的高温导热油的温度仍然高于260℃时,控制模块10控制第二三通调温阀11上的第一出油口关闭,第二出油口打开,再向冷凝器14的壳程进口通入冷凝介质,冷凝器内的冷凝介质为循环水,循环水的进口温度27℃,出口温度32℃,利用冷凝介质将冷凝器14内的高温导热油温度降至260℃,再将从冷凝器14排出的高温导热油通过第二旁通管13引入到导热油进口6内,第一三通调温阀和第二三通调温阀11通过分程控制的方式实现两个阀门的控制。
10.本发明的调温方法是通过第一三通调温阀和蒸汽发生器来控制,第一三通调节阀和蒸汽发生器的制造投资成本低,利用低成本的设备投资即可实现对高温导热油的进口温度进行精确的调节。与现有的通过流量来调温的方法相比,本发明的调温方法一是能够彻底的解决因导热油的流量发生导致导热油的温度、传热系数等都跟随变化的问题,可以让调节后的高温导热油的温度比较稳定,波动性较小,高温导热油的温度波动可以控制在0.5℃范围内,调温的精度高;二是利用控制模块来实现高温导热油循环利用的温度控制自动化,提高了调温的便捷性和精确度,降低了反应器内反应温度波动大的可能,大大的增加反应器运行的稳定性,延长反应器的运行周期,防止了副产物的产生,有效的了提高甲基氯硅烷产能和质量。
11.实施例2本实施例2所述的有机硅单体合成流化床的温度控制方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一: 将从反应器1的导热油出口2排出的高温导热油通过导热油泵3引入到排油管4内,导热油泵3出口的高温导热油流量控制在2010m3/h,导热油泵出口的高温导热油温度控制在283℃;步骤二:在排油管4的出口上设置第一三通调温阀5,第一三通调温阀5采用气动式的三通调节阀,依靠压缩空气驱动,第一三通调温阀5的执行机构压缩空气回路上设有保位阀、电磁阀和压缩空气罐,在第一三通调温阀5失去控制电源或者压缩空气时,电磁阀或保位阀自动关闭,使第一三通调温阀5保持当前开度,避免在失去控制电源或者压缩空气等事故状态下导致第一三通调温阀5失控,进而避免油温大幅变化,同时,第一三通调温阀5配置手轮,在事故状态下,可现场手动调节油温,在第一三通调温阀5的第一出油口上设置有与反应器1的导热油进口6连通的第一进油支管7,第一进油支管7上设置有蒸汽发生器8,蒸汽发生器8优选采用u型管式换热器,在第一三通调温阀5的第二出油口上设置有与反应器1的导热油进口6连通的第二进油支管9,且将第一三通调温阀5进油口的高温导热油温度信号、蒸汽发生器8上的锅炉给水温度信号接入到控制模块10,并由控制模块10控制第一三通调温阀5的第一出油口和第二出油口的开合,控制模块10能够根据客户的实际需求温度,自动
进行功能调温切换,方便系统自动化控制,在控制模块10中合理的设置了高温导热油降温控制模块,实现了对高温导热油循环使用的温度控制,让高温导热油的热量得到了有效利用,节约了能耗,且实现了高温导热油循环温度的高精度控制;步骤三:反应器1在运行的过程中,需要控制从导热油进口6进入到反应器1内的导热油温度在260.3℃,当控制模块10检测到第一三通调温阀5进油口的高温导热油的进口温度高于260.3℃,控制模块10控制第一三通调温阀5的第一出油口打开,第二出油口关闭,让排油管4内的高温导热油通过第一三通调温阀5的第一出油口进入到蒸汽发生器8的管程内,此时向蒸汽发生器8的壳程内通入锅炉给水,锅炉给水的进口温度81℃、压力1.23mpa,利用锅炉给水将蒸汽发生器8内的高温导热油温度降至160.3℃,让高温导热油通过第一三通调节阀5的第一出口和第一进油支管7引入到导热油进口6内;当控制模块10检测到第一三通调温阀5进油口的高温导热油的进口温度等于260.3℃时,控制模块10控制第一三通调温阀5的第一出油口关闭,第二出油口打开,让高温导热油通过第一三通调温阀5的第二出油口和第二进油支管9引入到导热油进口6内;为了能够更进一步的提高高温导热油进油温度的精确度,步骤三中,在第一进油支管7的出油口上设置有第二三通调温阀11,第二三通调温阀11的第一出油口通过第一旁通管12与导热油进口6连通,第二三通调温阀11的第二出油口通过第二旁通管13与导热油进口6连通,第二旁通管13上设置有冷凝器14,且将第二三通调温阀11进油口上的高温导热油温度信号和冷凝器14的冷凝介质的温度信号也接入到控制模块10,当控制模块10检测到的从蒸汽发生器8排出的高温导热油的温度等于260.3℃时,控制模块10控制第二三通调温阀11上的第一出油口打开,第二出油口关闭,让高温导热油通过第一旁通12管引入到导热油进口6内,当控制模块10检测到的从蒸汽发生器8排出的高温导热油的温度仍然高于260.3℃时,控制模块10控制第二三通调温阀11上的第一出油口关闭,第二出油口打开,再向冷凝器14的壳程进口通入冷凝介质,冷凝器内的冷凝介质为循环水,循环水的进口温度27.5℃,出口温度31℃,利用冷凝介质将冷凝器14内的高温导热油温度降至260.3℃,再将从冷凝器14排出的高温导热油通过第二旁通管13引入到导热油进口6内,第一三通调温阀和第二三通调温阀11通过分程控制的方式实现两个阀门的控制。
12.本发明的调温方法是通过第一三通调温阀和蒸汽发生器来控制,第一三通调节阀和蒸汽发生器的制造投资成本低,利用低成本的设备投资即可实现对高温导热油的进口温度进行精确的调节。与现有的通过流量来调温的方法相比,本发明的调温方法一是能够彻底的解决因导热油的流量发生导致导热油的温度、传热系数等都跟随变化的问题,可以让调节后的高温导热油的温度比较稳定,波动性较小,高温导热油的温度波动可以控制在0.5℃范围内,调温的精度高;二是利用控制模块来实现高温导热油循环利用的温度控制自动化,提高了调温的便捷性和精确度,降低了反应器内反应温度波动大的可能,大大的增加反应器运行的稳定性,延长反应器的运行周期,防止了副产物的产生,有效的了提高甲基氯硅烷产能和质量。
13.实施例3本实施例3所述的有机硅单体合成流化床的温度控制方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一: 将从反应器1的导热油出口2排出的高温导热油通过导热油泵3引入到排
油管4内,导热油泵3出口的高温导热油流量控制在2020m3/h,导热油泵出口的高温导热油温度控制在285℃;步骤二:在排油管4的出口上设置第一三通调温阀5,第一三通调温阀5采用气动式的三通调节阀,依靠压缩空气驱动,第一三通调温阀5的执行机构压缩空气回路上设有保位阀、电磁阀和压缩空气罐,在第一三通调温阀5失去控制电源或者压缩空气时,电磁阀或保位阀自动关闭,使第一三通调温阀5保持当前开度,避免在失去控制电源或者压缩空气等事故状态下导致第一三通调温阀5失控,进而避免油温大幅变化,同时,第一三通调温阀5配置手轮,在事故状态下,可现场手动调节油温,在第一三通调温阀5的第一出油口上设置有与反应器1的导热油进口6连通的第一进油支管7,第一进油支管7上设置有蒸汽发生器8,蒸汽发生器8优选采用u型管式换热器,在第一三通调温阀5的第二出油口上设置有与反应器1的导热油进口6连通的第二进油支管9,且将第一三通调温阀5进油口的高温导热油温度信号、蒸汽发生器8上的锅炉给水温度信号接入到控制模块10,并由控制模块10控制第一三通调温阀5的第一出油口和第二出油口的开合,控制模块10能够根据客户的实际需求温度,自动进行功能调温切换,方便系统自动化控制,在控制模块10中合理的设置了高温导热油降温控制模块,实现了对高温导热油循环使用的温度控制,让高温导热油的热量得到了有效利用,节约了能耗,且实现了高温导热油循环温度的高精度控制;步骤三:反应器1在运行的过程中,需要控制从导热油进口6进入到反应器1内的导热油温度在260.5℃,当控制模块10检测到第一三通调温阀5进油口的高温导热油的进口温度高于260.5℃,控制模块10控制第一三通调温阀5的第一出油口打开,第二出油口关闭,让排油管4内的高温导热油通过第一三通调温阀5的第一出油口进入到蒸汽发生器8的管程内,此时向蒸汽发生器8的壳程内通入锅炉给水,锅炉给水的进口温度82℃、压力1.25mpa,利用锅炉给水将蒸汽发生器8内的高温导热油温度降至260.5℃,让高温导热油通过第一三通调节阀5的第一出口和第一进油支管7引入到导热油进口6内;当控制模块10检测到第一三通调温阀5进油口的高温导热油的进口温度等于260.5℃时,控制模块10控制第一三通调温阀5的第一出油口关闭,第二出油口打开,让高温导热油通过第一三通调温阀5的第二出油口和第二进油支管9引入到导热油进口6内;为了能够更进一步的提高高温导热油进油温度的精确度,步骤三中,在第一进油支管7的出油口上设置有第二三通调温阀11,第二三通调温阀11的第一出油口通过第一旁通管12与导热油进口6连通,第二三通调温阀11的第二出油口通过第二旁通管13与导热油进口6连通,第二旁通管13上设置有冷凝器14,且将第二三通调温阀11进油口上的高温导热油温度信号和冷凝器14的冷凝介质的温度信号也接入到控制模块10,当控制模块10检测到的从蒸汽发生器8排出的高温导热油的温度等于260.5℃时,控制模块10控制第二三通调温阀11上的第一出油口打开,第二出油口关闭,让高温导热油通过第一旁通12管引入到导热油进口6内,当控制模块10检测到的从蒸汽发生器8排出的高温导热油的温度仍然高于260.5℃时,控制模块10控制第二三通调温阀11上的第一出油口关闭,第二出油口打开,再向冷凝器14的壳程进口通入冷凝介质,冷凝器内的冷凝介质为循环水,循环水的进口温度28℃,出口温度33℃,利用冷凝介质将冷凝器14内的高温导热油温度降至260.5℃,再将从冷凝器14排出的高温导热油通过第二旁通管13引入到导热油进口6内,第一三通调温阀和第二三通调温阀11通过分程控制的方式实现两个阀门的控制。
14.本发明的调温方法是通过第一三通调温阀和蒸汽发生器来控制,第一三通调节阀和蒸汽发生器的制造投资成本低,利用低成本的设备投资即可实现对高温导热油的进口温度进行精确的调节。与现有的通过流量来调温的方法相比,本发明的调温方法一是能够彻底的解决因导热油的流量发生导致导热油的温度、传热系数等都跟随变化的问题,可以让调节后的高温导热油的温度比较稳定,波动性较小,高温导热油的温度波动可以控制在0.5℃范围内,调温的精度高;二是利用控制模块来实现高温导热油循环利用的温度控制自动化,提高了调温的便捷性和精确度,降低了反应器内反应温度波动大的可能,大大的增加反应器运行的稳定性,延长反应器的运行周期,防止了副产物的产生,有效的了提高甲基氯硅烷产能和质量。