有机硅粗单体分离节能优化和流程模拟.pdfVIP

刘 欣等 有机硅粗单体分离的节能优化及流程模拟 13 有机硅粗单体分离的节能优化及流程模拟 刘 欣 李细巧 刘继三 华陆工程科技有限责任公司 西安 710065 摘要 对有机硅单体分离单元流程进行节能优化，运用AspenPlus流程模拟软件，对普通流程和节能优化 流程进行模拟。在满足纯度要求的基础上，从节能和填料投资成本方面对结果进行分析比较，确定较合理的节 能优化流程。 关键词 有机硅单体分离 工艺优化 节能 模拟 有机硅产 品近年 已广泛应用于医疗、橡胶、 多，中间组分沸点接近，相对挥发度小，而且三 农业、军事等 日常生活各个领域，有机硅产业在 甲基一氯硅烷和四氯化硅共沸，难分离，组成及 化工材料领域的巨大市场，促使各有机硅公司相 性质见表 1。 继扩大生产规模，与之而带来的高能耗已不能满 表 1 有机硅单体组分性质 足提倡的节能环保要求。 有机硅材料的基本单体中甲基氯硅烷的用量 占整个单体生产总量的90％以上，目前国内外普 遍采用硅粉和一氯 甲烷气体在铜催化体系存在下 进行反应生产 甲基氯硅烷混合单体的方法。该方 法原料易得、易于实现连续化生产，是有机硅单 体合成最成功的生产方法。通过这种方法得到的 粗单体组分多，沸点接近，相对挥发度小，难分 离。目前单体分离单元均采用多塔串联工艺流程， 利用各组分之间相对挥发度的差异，进行多级分 离后，使各单体纯度达到要求。其中二 甲单体经 过水解裂解生成 甲基混合环硅氧烷，用于制备有 机硅的相应产品。 单体分离单元由于需分离的物质较多，各物 1．2 精馏工艺原流程 质的沸点较接近且分离要求高，所需的填料较多， 目前国内有机硅单体分离生产工艺中常采用9 回流比较大，冷却循环水和蒸汽量较大，故单体 塔流程，高沸物塔采用板式塔，脱高塔采用填料 分离单元流程较长，投资大，操作费用较高，是 有机硅单体生产过程中能耗较高的单元之一。十 与筛板结合，其余均采用填料塔，通常生产中先 二五期间，有机硅产业提高准入门槛和产业集中 脱高之后，按照分离顺序的不同，有顺切、反切、 度，鼓励发展先进的技术和产品，淘汰落后技术， 中切等，本文对国内多数采用的顺切流程进行分 加快低投入、低消耗、低排放、高效益的工业化 析。有机硅单体分离原流程图见图1。 进程。单体分离工艺的优化、降低能耗、降低排 自单体合成装置生产的粗单体首先进入脱高 放、提高产品纯度成为有机硅规模扩大单体分离 塔分离高沸物，从脱高塔塔底排出的高沸物进入 提纯面临的问题 。 高沸物塔进一步分离提纯；塔顶的馏出物进入脱 1 有机硅单体分离传统工艺流程 低塔脱除低沸物；经过脱低塔的分离，塔顶排出 1．1 有机硅单体性质 的物料进入轻分塔，从塔釜排出的物料进人一甲 有机硅单体合成的甲基氯硅烷粗单体的组分 塔；一甲塔塔顶采出一甲单体成品，塔釜物料进入 刘 欣 ：工程师。2002年毕业于西北大学生物化工专业。一直从事化工工艺设计与研究工作。联系电话 ： (029E— mail：lx2049@ chinahualueng．tom。 14 CHEMICALENGINEERINGDESIGN 化工设计 2013，23(5) 作为高温塔釜的加热热源。热泵实质上是一种把 冷凝器的热 “泵送”到再沸器里的制冷系统。