有机硅表面活性剂生产尾气回收装置论文和设计-林斌

全文摘要

本实用新型公开了一种有机硅表面活性剂生产尾气回收装置，包括通过管道依次连通的第一馏分接收罐、无油泵、列管式冷凝器、第二馏分接收罐、低温制冷装置、第三馏分接收罐；低温制冷装置包括低温介质冷却器、液体泵、横管式冷凝器；低温介质冷却器、液体泵、横管式冷凝器依次连通；所述第三馏分接收罐出口处设有陶瓷吸附板。硅类物质的沸点较低，在有机硅表面活性剂合成时的进料过程以及合成后除低沸物时，都会随尾气排出，该组合设备的使用，可以使尾气中低分子量硅类物质的回收率达到了99%，而回收的低馏分可以再次的用于生产，可以使生产成本有效降低；并且有效避免了小分子量硅类物质对空气的污染。

主设计要求

1.一种有机硅表面活性剂生产尾气回收装置，包括第一馏分接收罐、无油泵、列管式冷凝器、第二馏分接收罐、低温制冷装置、第三馏分接收罐；第一馏分接收罐、无油泵、列管式冷凝器、第二馏分接收罐、低温制冷装置、第三馏分接收罐通过管道依次连通；所述低温制冷装置包括低温介质冷却器、液体泵、横管式冷凝器；低温介质冷却器、液体泵、横管式冷凝器依次连通；所述第三馏分接收罐出口处设有陶瓷吸附板。

设计方案

2.根据权利要求1所述有机硅表面活性剂生产尾气回收装置，其特征在于，列管式冷凝器、第二馏分接收罐之间的管道上设有常温测温仪。

3.根据权利要求1所述有机硅表面活性剂生产尾气回收装置，其特征在于，低温制冷装置、第三馏分接收罐之间的管道上设有低温测温仪。

4.根据权利要求1所述有机硅表面活性剂生产尾气回收装置，其特征在于，列管式冷凝器、第二馏分接收罐之间的管道的内径为第二馏分接收罐、低温制冷装置之间的管道的内径的85%。

5.根据权利要求1所述有机硅表面活性剂生产尾气回收装置，其特征在于，低温制冷装置、第三馏分接收罐之间的管道的内径为第二馏分接收罐、低温制冷装置之间的管道的内径的90%。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及有机硅表面活性剂生产尾气回收装置，是一种回收尾气中低分子量二甲基硅油的组合设备，同时也可以应用于回收低沸点的溶剂类物质。

背景技术

在进行有机硅表面活性剂的合成时，低分子量的二甲基硅油在负压的情况下容易气化，如果只是采用水冷的方式无法得到回收，如果没有相应的低温冷凝系统，这部分气化的低分子量二甲基硅油就会排放到空气中，从而造成对空气的污染，同时由于这些低分子量的二甲基硅油流失，也会造成生产原料成本的升高。

发明内容

本实用新型公开了有机硅表面活性剂生产尾气回收装置，是一种回收尾气中低分子量二甲基硅油的组合设备，同时也可以应用于回收低沸点的溶剂类物质。

本实用新型采用如下技术方案：

一种有机硅表面活性剂生产尾气回收装置，包括第一馏分接收罐、无油泵、列管式冷凝器、第二馏分接收罐、低温制冷装置、第三馏分接收罐；第一馏分接收罐、无油泵、列管式冷凝器、第二馏分接收罐、低温制冷装置、第三馏分接收罐通过管道依次连通；所述低温制冷装置包括低温介质冷却器、液体泵、横管式冷凝器；低温介质冷却器、液体泵、横管式冷凝器依次连通；所述第三馏分接收罐出口处设有陶瓷吸附板。

本实用新型中，列管式冷凝器、第二馏分接收罐之间的管道上设有常温测温仪；低温制冷装置、第三馏分接收罐之间的管道上设有低温测温仪。常温测温仪、低温测温仪都是现有工业仪器，两者的测温量程不同，通过测温仪的设置可以对整个装置的实时运行状态进行监控，也可以为更换运行参数提供参考，比如调整无油泵功率，可以根据测温仪的数值进行无油泵功率大小调节，从而获得最优的回收效果。

本实用新型中，无油泵为整个系统提供真空，保证硅类物质可以从有机硅表面活性剂中溢出，从而经过冷凝得到回收；列管式冷凝器对分子量较大的硅类物质回收，再者就是对馏分中的水分进行冷凝，避免水分在低温制冷机组中结冰导致低温制冷机组堵塞引起事故，其为水冷操作；低温制冷装置为本实用新型首次公开，为定做设备，包括低温介质冷却器、液体泵、横管式冷凝器，三个设备之间通过管道连通，从而低温介质在低温介质冷却器冷却后经由液体泵输送至横管式冷凝器，冷却尾气后再从横管式冷凝器回到低温介质冷却器冷却，不断循环，提供持续不断的冷动力，用于尾气冷却；低温介质冷却器、液体泵、横管式冷凝器三个设备以及管道都是现有部件；可以采用乙二醇为低温介质，最低制冷温度可以达到-15℃，其作用是提供低温，使小分子量二甲基硅油变为液体，从而得到回收。

本实用新型中，列管式冷凝器、第二馏分接收罐之间的管道的内径为第二馏分接收罐、低温制冷装置之间的管道的内径的85％；低温制冷装置、第三馏分接收罐之间的管道的内径为第二馏分接收罐、低温制冷装置之间的管道的内径的90％；空气流过粗细不等的管子时，由于空气在管子里是连续不断地稳定流动，单位时间内从管道粗的一端流进多少，从细的一端就要流出多少，因此空气通过管道细的地方时，必须加速流动，才能保证流量相同；通过管道内经的变化，可以控制在有冷却液的情况下流速增加，避免冷却的液体残留，略大管子可以使得横管式冷凝器中气体流速稍缓，提高冷却效果。

本实用新型中，列管式冷凝器、横管式冷凝器都属于管式冷凝器，根据竖直、水平放置区分，两个冷凝器内部都流通需要冷却的尾气，通过各自冷却介质冷却。

本实用新型中，陶瓷吸附板为现有产品，一般为陶瓷烧结制备的多孔材料，具有吸附性能，既可以提高尾气处理效果，又能够在冷凝处理回收出现异常的时候避免大规模尾气泄漏。

本实用新型组合设备的使用，能够非常有效的降低有机硅表面活性剂在生产时对环境的污染，同时回收的小分子量二甲基硅油又可以使用于后面的产品生产，可以说该组合设备即有利于环境的保护也可以节省生产成本。

附图说明

图1为实施例一有机硅表面活性剂生产尾气回收装置的结构示意图；

图2为实施例二有机硅表面活性剂生产尾气回收装置的结构示意图；

图中：第一馏分接收罐1、无油泵2、列管式冷凝器3、第二馏分接收罐4、低温制冷装置5、第三馏分接收罐 6、低温介质冷却器8、液体泵9、横管式冷凝器10、陶瓷吸附板7、常温测温仪11、低温测温仪12。

具体实施方式

实施例一

参见附图1：

一种有机硅表面活性剂生产尾气回收装置，包括第一馏分接收罐1、无油泵2、列管式冷凝器3、第二馏分接收罐4、低温制冷装置5、第三馏分接收罐6；第一馏分接收罐、无油泵、列管式冷凝器、第二馏分接收罐、低温制冷装置、第三馏分接收罐通过管道依次连通，列管式冷凝器采用循环水为冷却介质，初步冷却尾气，对分子量较大的硅类物质、水汽进行冷凝回收；所述低温制冷装置包括低温介质冷却器8、液体泵9、横管式冷凝器10，低温介质冷却器为乙二醇冷却场所，横管式冷凝器采用乙二醇作为冷却介质，用于冷却尾气，使小分子量二甲基硅油变为液体，从而得到回收；低温介质冷却器、液体泵、横管式冷凝器依次连通；所述第三馏分接收罐出口处设有陶瓷吸附板7。

列管式冷凝器、第二馏分接收罐之间的管道内径为第二馏分接收罐、低温制冷装置之间的管道内径的85％；低温制冷装置、第三馏分接收罐之间的管道内径为第二馏分接收罐、低温制冷装置之间的管道内径的90％。附图中的连接管没有标出，属于常规连接，不同部位的管道内径不同也属于常规技术可调整内容。

生产前十分钟开启列管式冷凝器冷却水循环、开启低温介质冷却器、液体泵进行乙二醇冷却循环。开启无油泵，对3000L反应釜进行抽负压，打开反应釜进料阀门开始向反应釜中进物料，约需要40min进物料结束，关闭无油泵、列管式冷凝器冷凝水循环以及低温介质冷却器、液体泵；共进物料2500kg。对物料用蒸汽进行加热，然后加入催化剂，反应结束后对物料在110℃保温三小时，保温结束，开启低温介质冷却器、液体泵，列管式冷凝器冷凝水循环和无油泵，对物料体系抽真空30min，然后关闭无油泵、列管式冷凝器冷凝水循环、低温介质冷却器、液体泵。对三个馏分接收罐中的馏分进行称重，共为4.95kg。将物料从反应釜中放出，共得2495kg，所以低馏分回收率为 4.95\/5＝99％。

实施例二

参见附图2：

列管式冷凝器、第二馏分接收罐之间的管道内径为第二馏分接收罐、低温制冷装置之间的管道内径的85％；低温制冷装置、第三馏分接收罐之间的管道内径为第二馏分接收罐、低温制冷装置之间的管道内径的90％。附图中的连接管没有标出，属于常规连接，不同部位的管道内径不同也属于常规技术可调整内容。该装置低馏分回收率99.2％，同时操作过程可监控的好处。

如果只采用低温制冷装置与第三馏分接收罐作为回收装置，低馏分回收率78.1％；如果只采用第一馏分接收罐、列管式冷凝器、第二馏分接收罐作为回收装置，低馏分回收率55.9％。两种都对环境有害。

本实用新型通过对尾气回收方法的改变，特别是定制小型制冷机组的使用，使尾气回收率得到明显的提高，从而避免了有机硅表面活性剂生产过程中对空气的污染，并且可以使生产成本有所降低。

设计图

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