氯硅烷填料式冷凝储存设备应用范文

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《云南化工杂志》2015年第二期

1填料式氯硅烷冷凝储存设备的组成及相关作用

填料式氯硅烷冷凝储存设备包括：冷凝器、储存罐、填料式塔板及相应的控制系统［1］。冷凝器的上部设置冷媒入口，下部设置冷媒出口，顶部设置不凝性气体出口；储存罐设在冷凝器下方且与冷凝器连通，中部设置用于通入尾气的热媒入口，底部设置冷凝液出口，下部设置氮气接口，氮气接口位于冷凝液出口上方；填料式塔板设在储存罐内且位于热媒入口的上方。该设备设置有填料式塔板，新进的含氯硅烷的尾气经过与塔板上的氯硅烷冷凝液淋洗而降温，随后已降温的含氯硅烷尾气经过冷凝器冷凝而成为氯硅烷液体。同时，夹杂在氯硅烷冷凝液中少量的低沸物，在塔板上与含氯硅烷尾气发生传热而变成气态分离出去，起到一定的除杂作用。填料式塔板的外径小于储存罐的内径，通过螺钉固定在储存罐内［2］。冷凝器底部与储存罐顶部通过法兰连接，使得冷凝器与储存罐的一体化制造更加便利，且连接美观，另外还方便了冷凝器的检修和塔板填料的更换与清洗。填料式氯硅烷冷凝储存设备还包括上部封头和氮气管，上部封头设在冷凝器的顶部，其中不凝性气体出口在上部封头上。氮气管与氮气接口相连，利用氮气加压的气力输送方式将储存罐内的氯硅烷冷凝液输送至对应管道、设备和系统中，从而减少了动力设备的投入成本和维护成本。另外，还便于检修置换以及压料操作。设备简图见图1。该设备还包括用于控制尾气回收储存的控制系统，控制系统分别与冷凝器、储存罐相连。

压力控制系统：储存罐上设有上压力接口和下压力接口，由此可以通过上下压力差的显示来反映填料式塔板的堵塞情况，方便对填料式塔板的及时更换或清洗。在不凝性气体出口处的调节阀分别与压力表和控制器连锁，由储存罐内的压力控制调节阀的开度，实现储存罐的压力控制。液位控制系统：液位计设在储存罐上的上端接口和下端接口之间，通过储存罐液位与冷凝液出口调节阀的连锁控制储存罐的液位。温度控制系统：控制系统与储存罐的温度计相连，冷媒流量阀连接至冷媒入口处，冷媒流量阀分别与温度计和控制器相连，由储存罐内存储的氯硅烷冷凝液的温度控制冷媒流量阀的开度。通过控制器，使切断阀的开关由储存罐内液位的高低来决定，从而控制了冷凝液的排放。调节阀的开度大小由储存罐内的压力来决定，从而控制了不凝性气体的排放。冷媒流量阀的开度大小则由储存罐内的氯硅烷冷凝液的温度来决定，由此通过多个单回路控制点构成DCS系统，实现了较完全的自控操作。

自动控制及相关参数：回收装置的操作压力设置为018MPa。精馏界区所有尾气通过热媒入口4进入回收装置，当装置压力超过018MPa时，冷媒流量阀连锁打开，当冷媒量已开至最大，如压力还继续上涨时，则调节阀打开维持操作压力。当冷凝液的液位到达10％时，切断阀27打开将回收的氯硅烷排至精馏储罐，当排至零液位时阀门关闭。与此同时，如温度计24显示温度超过26℃，会相应的增大冷媒量，以控制操作温度。通过温度、压力、液位的连锁控制，实现了该装置的自动控制。

2填料式氯硅烷冷凝储存设备工作流程

含氯硅烷尾气从热媒入口4进入储存罐5，且低温冷媒通过冷媒入口14进入冷凝器。开始工作时，尾气进入储存罐5后向上通过填料式塔板6进入冷凝器8，尾气和低温冷媒在冷凝器8内进行热交换，尾气中的氯硅烷被冷凝后在其自身的重力作用下到达填料式塔板6处并向下喷淋。随后由热媒入口4进入储存罐5的尾气向上经过填料式塔板6时，与经过填料式塔板6向下移动的冷凝后的氯硅烷液体在填料式塔板6内发生传热传质作用，从而起到了对新进尾气进行预冷的作用。同时夹杂在氯硅烷液体中的少量低沸物在热交换后变成气态向上移动，最后从不凝性气体出口11排出，从而起到了除杂作用。在填料式塔板6内热交换后的尾气继续向上进入冷凝器8内被最终冷凝成液态，而未被冷凝的不凝性气体也通过不凝性气体出口11排出。

3精馏塔尾气废液回收利用实施情况

根据现场跟踪统计，在该装置投用的149天中，共回收氯硅烷59023t，节约生产成本62269万元。通过精馏尾气回收利用，极大地提高了氯硅烷物料的使用率，减小了废气排放量，降低了残液淋洗生产用水量及所产生的三废量和人工费，社会效益良好。

作者：王金刘林余虹呈周云山单位：云南省化工研究院