高沸裂解工艺规程

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氮气 动力电
蒸汽 工业水
单位 t kg kg
m³ Kw/h
t t
定额 (/t混合单体) <1.3
保证值25,期望值20 保证值150,期望值130
<50 <40 <0.6 <350
备注
N-N-二甲基苯胺 解析/醇解气
五、裂解车间单元简介
1、备料单元 2、HCl解析单元 3、裂解单元 4、包装单元 5、工艺流程图
指标 无色透明液体
30~35% 25~30% 30~35%
1~6% ≤10.00%
5、高沸裂解工艺图
六、主要物料性质介绍
1、氯硅烷单体 2 、氯化氢 3 、N-N二甲基苯胺 4、有机硅高沸物
1、氯硅烷单体
1.1 甲基氯硅烷混合单体为无色透明(常因含杂质而呈 淡黄色或深褐色)液体,遇火易燃烧,产生大量黑烟,留 下白色固体残渣。燃烧(分解)产物:一氧化碳、二氧化 碳、氧化硅、氯化氢。有强烈刺激气味,遇潮湿空气易水 解、缩合生成聚硅氧烷,并放出氯化氢。可混溶于乙醇、 乙醚、苯、甲苯等多数有机溶剂。甲基氯硅烷混合单体密 度:1.05~1.1,沸点40~72℃。 1.2 因Si-Cl键较Si-C键活泼,兼具离子键、共价键及双 键的特性,能被多种亲核原子或基团所进攻(取代),故 能发生多种反应:与醇、烷氧基、羧酸、醛、水、金属、 金属氧化物、金属氢化物、氨(胺类)、氰化物及氰酸盐 等反应。特别是氯硅烷与水的反应,氯硅烷单体遇水极易 水解,放出氯化氢气体,甚至遇到空气中的水份也发生水 解反应,生成硅氧烷聚合物及氯化氢。
材质/型号 玻璃钢 搪瓷
碳钢/拉西环 衬氟泵
屏蔽泵/磁力泵 齿轮泵 砂浆泵 碳钢泵 玻璃钢 搪瓷 碳钢 石墨 碳钢 PP
数量 2套 4台 4套 10台 各2台 2台 2台 6台 5台 2台 12台 6台 13台 2台
备注 公用工程
12米/套 酸类
混合单体/高沸 催化剂/高沸 尾气吸收废酸 浓硫酸/水
3、随时观察冷凝器视盅下料情况,根据视盅下料情况 调整工况至正常值。
4、注意观察釜上压力表指示值,一但压力升高,马上 检查各排空管线是否堵塞并及时处理。
5、随时注意观察氯化氢流量,及时记录各控制点温度。
6、裂解系统严禁进水,如发现冷凝器漏水应立即通知 车间,并按停车要求及时处理。
7、原料贮罐、产品贮槽、计量槽、管线等,未经车间 同意不得用水清洗。
高沸裂解工艺简介
陈贵华 2010-04
目录
• 车间环境简介 • 基本原理和反应机理 • 工艺目的和处理能力 • 公用工程简介和定额 • 裂解车间单元简介 • 主要物料性质介绍 • 主要设备介绍
• 规范操作要求 • 外协沟通 • 安全措施及隐患 • 工艺弊端及准备改善
一、车间环境简介
1、 整个四区为长江公司的副产品加工的主 要区域,目前建设的有一车间和中试装置 等;
3 、N-N二甲基苯胺
化学品中文名称:N,N-二甲基苯胺 , 化学品俗名或商品名:二甲基氨苯,二甲 基替苯胺。
性质:淡黄色油状,有特殊气味液体。 密度0.9563,熔点25℃,沸点193℃,不溶 于水,溶于酸溶液、乙醇、乙醚、氯仿、 四氯化碳、苯。能同蒸汽一同挥发。本品 剧毒,能使人呼吸短促而致死,车间内气 体最高容许浓度为5mg/m³。
1.3.2 液位到了80%后,关闭送酸泵,并通 知调度;
图(三)
P-14008A/B LI
P-14008A/B
2、 HCl解析单元
2.1 第一次首先将浓酸由现场的浓酸贮罐打 入解析塔,直到酸漫过二楼的溢流管进入下 面的酸缓冲,控制进酸转子为300L/h(暂 定),开启蒸汽阀门,让氯化氢气体从经过 冷凝器、除雾器、缓冲罐等,再经过副线进 入尾气吸收系统,且将稀酸泵开启,让其出 料比浓酸进料量稍微小一些,维持解析塔的 进出酸量维持平衡为准。
3.3.3排放残液水解后制得盐酸,残渣综合处理(销售砖厂)。
4、包装单元
流程图
4、1 回流罐内产品分析合格后,放入混合单体贮罐(一楼,20m³,碳 钢罐,液位80%),达到安全液位后,通过单体输送泵送至一号精馏 罐区或者送到四区小分馏的贮罐(80立方米,碳钢罐)。
4、2 产品指标
项目 外观 一甲基氢二氯硅烷 二甲基二氯硅烷 一甲基三氯硅烷 三甲基一氯硅烷 高沸物
1.2.2 再由ห้องสมุดไป่ตู้位槽放至催化剂计量槽 (0.3m³,液位80%);
图(二)
PI LI PI LI
PI 14001 P-14001
1.3 浓盐酸备料
1.3.1 浓盐酸自氯甲烷车间酸罐区来,提前 联系调度,经同意后,开启裂解车间罐区 的浓盐酸罐(100m³,玻璃钢,80%液位) 的进料阀门,开启放空,车间人员到氯甲 烷车间开启浓酸泵,本车间留守一个人员 看好液位(对讲机联系);
2、各单元或各室爆炸、火灾和卫生等级
序号 区域分类 火灾危险场所等级
1 生产厂房
甲类
2 控制室
甲类
3
罐区
甲类
爆炸危险场所等级 Q-2 Q-2 Q-2
卫生特征分级
3、各单元或各室爆炸、火灾和卫生等级
序号
名称
1 一甲基氢二氯硅烷 2 一甲基三氯硅烷 3 二甲基二氯硅烷 4 三甲基一氯硅烷
车间空气最高允许浓度mg/m3
4、有机硅高沸物
硅烷高沸物是一种黑色带有刺激性气味, 并具有强烈腐蚀性的混合液体。
常温常压下密度在1.13kg/m3左右,沸 程80-215℃。其中含有30多种化合物。硅 烷高沸物的含量因反应条件、反应器结构 等因素的不同而不尽相同。
七、主要设备介绍
设备类别 凉水塔 裂解釜 裂解塔
泵类
贮罐 换热器 除雾器类
催化剂
Cl2MeSi-SiMeCl2+HCl ― ― → HMeSiCl2 + MeSiCl3 催化剂
Cl2MeSi-SiMe2Cl+HCl ― ― → HMeSiCl2 + Me2SiCl 2 反应机理
硅原子的3d空轨道很容易与亲核基团孤对电子形成dπ-dπ配位键,由于 催化剂是强亲核试剂,进攻硅-硅键使其断裂比较容易发生。氯化氢中的氢原 子加到氯含量较高的硅原子上。裂解机理如下:
盐酸/硫酸/高沸 缓充罐/酸系统 高位槽/贮罐等 盐酸解析系统 混合单体冷凝
HCl系统
八、规范操作要求
1、根据中控分析结果及工艺参数波动情况,随时调整高 沸物补加量和冷却水量。
2、注意检查尾气吸收情况,防止放空管线不畅或堵塞, 根据吸收塔顶有无酸雾及时调整吸收水量,保证尾气吸收 完全,防止吸水量过大。
3.1.5 关闭裂解釜排渣阀,当裂解釜压力指示为零时,打开裂 解釜进料阀,高沸物靠液位差经转子流量计加入裂解釜控制高沸 物加入量在500~800㎏/釜,加料完毕后关进料阀;
3.1.6 打开催化剂进料阀,将经过催化剂计量槽计量的8~10㎏ 催化剂分别加入各个裂解釜,加催化剂完毕后,关闭催化剂进料 阀。
2、 高沸裂解位于四区一车间的东南角,一 车间内部有几个项目:高沸裂解、一甲醇 解、裂解精馏(建设中)、拟建含氢硅油、 一甲歧化等;
二、基本原理和反应机理
1 、基本原理 在催化剂的作用下,氯化氢使高沸物中二硅烷的硅-硅健裂解,即使高沸
物中的主要组分1,2-二甲基四氯二硅烷和1,1,2-三甲基三氯二硅烷裂解为一甲 基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、一甲基氢二氯硅烷。反应方程式如下:
3.1.7 打开蒸汽阀,向裂解釜夹套内通蒸汽。当裂解釜内温度 升至95℃时,关闭蒸汽阀,此后裂解釜自动升温至105℃。
3.2 反应部分
流程图
3.2.1 打开氯化氢进气阀,向裂解釜通入氯化氢,通过转子 流量计控制氯化氢流量在20 m3/h左右。同时裂解反应开 始,裂解生成的混合单体通过裂解塔塔顶冷凝器冷凝(通 过冷凝器下部出料视盅可看到有混合单体馏出)后,由冷 凝器下部采出进入回流罐。
3.1 准备部分 3.1.1 开启循环水系统;
流程图
3.1.2 打开尾气吸收塔喷淋水进水阀,并开启水吸收系统;
3.1.3 打开回流罐放空阀,打开裂解塔塔顶冷凝器排空阀,打 开裂解塔塔顶冷凝器出、进水阀,向冷凝器通入冷却水,并控制 适当流量。打开裂解塔伴热蒸汽阀门(需要时);
3.1.4 提前将热水罐的凉水加热,向催化剂罐夹套通入热水;
七主要设备介绍设备类别材质型号数量备注凉水塔玻璃钢公用工程裂解釜搪瓷裂解塔碳钢拉西环10台酸类屏蔽泵磁力泵混合单体高沸齿轮泵催化剂高沸砂浆泵尾气吸收废酸碳钢泵盐酸硫酸高沸搪瓷缓充罐酸系统碳钢12台高位槽贮罐等换热器石墨盐酸解析系统碳钢13台混合单体冷凝八规范操作要求1根据中控分析结果及工艺参数波动情况随时调整高沸物补加量和冷却水量
3.2.2少量未凝(主要为轻组份、氯化氢)气体,经尾气吸收 塔以喷淋水吸收后,经分离槽分离出水解物送离心机处理 外买,吸收稀酸水通过酸泵输送到槽车销售。
3.2.3启动反应采出混合单体产品0.5小时后,打开高沸物加料 阀,通过转子流量计计量,由裂解塔中部向裂解釜补加高 沸物,控制流量100~300L/h。根据中控分析结果及工艺 参数波动情况,适时向裂解釜补加适量的催化剂。控制裂 解釜温度100~120℃, 裂解塔中部温度70~80℃,塔顶温 度60~80℃。
四、公用工程规格和定额
1、公用工程规格:
序号 1 2
3
4 5
名称 蒸汽 工业水
氮气
工业电 消防水
指标 入口压力 入口温度 入口压力 入口压力
氧含量 电压 压力
规格
≥0.6MPa ≤22℃
≥0.3MPa ≤0.6MPa
≤0.5% 220/380V ≥0.6MPa
备注
2、公用工程定额:
项目 高沸物 催化剂 氯化氢
十、安全说明、措施及隐患
1、混合单体安全特性 1、1 甲基氯硅烷混合单体闪点较低,受热或遇水 分解,放出有毒的腐蚀性烟气,形成的水解物容 易堵塞容器及管道; 1、2 甲基氯硅烷混合单体如果贮存不当,遇高热 使容器内压增大,有开裂和爆炸危险; 1、3 混合单体中的甲基氢二氯硅烷的蒸汽与空气 的混合物,遇明火、高热易引起燃烧爆炸。
2* 2* 2* 2*
爆炸极限%(V)
6.0~55.0 7.6~11.9 5.5~10.4 3.6~6.4
4、安全措施
• 现场干粉灭火器 • 消防水,消防炮 • 自来水应急处理(清洗眼睛) • 安全教育
十一、工艺弊端及准备改善
1、高沸裂解项目主要是现场显示仪表,工人操作强度大, 处理成本高;新扩建的两套裂解项目为国内先进技术,自 控化程度较高,可以考虑处理澄清的高沸液体;
2.2 关闭氯化氢放空阀门,观察缓冲罐的压 力表显示,当达到0.03MPa时候,逐渐打开 裂解釜氯化氢进气阀,依次向裂解釜通入氯 化氢;
2.3 稀酸的采出以稀酸采出的浓度小于21% 为准(送化验室化验);
图(四)
PI
PI
V-14011
P-14001A/B
P-14008A/B
生产车间一 施工图
工艺
3、裂解反应单元
三、工艺目的及处理能力
1、 作为长江公司的废料处理基地,目的是处理合 成产生的黑色的渣浆,(合成的渣浆产量在两万 吨/年以上),解决公司的整个工艺的后顾之忧, 将废料转换为主含量为二甲基二氯硅烷的混合单 体;
2、目前已经建设投产四套设备,设计处理能力为1 万吨/年,拟建的两套设计处理能力1万吨/年;
流程图
3.3 排残液(废渣处理)及重新投料
3.3.1连续开车运行3~4天后,裂解釜停止加入高沸物,停止 加入氯化氢。根据产品质量及釜内物料变化,打开裂解釜 排渣阀,将釜内残液排入塑料桶内(如果残渣粘稠,可向 釜内通入适量氮气加快排渣速度)。
3.3.2重新投料开车(依据高沸物质量,可适当延长反应周期, 在此期间,视反应情况可每隔2~3小时,适当补加高沸物 及相应量催化剂)。
九、外 协 沟 通
1、与调度联系事项: 1.1 解析系统的浓酸需要从氯甲烷车间的浓酸贮罐
输送过来; 1.2 解析系统的稀酸需要输送到氯甲烷车间的稀酸
贮罐; 1.3 尾气吸收的稀盐酸需要联系槽车; 1.4 高沸渣浆需要与四区罐区或者合成车间联系打
料; 1.5 混合单体需要与精馏车间联系打料; 1.6 冷冻盐水需要联系A3车间或者冷冻站;
1、备料单元 1.1 高沸渣浆备料
图(一)
1.1.1 原料高沸物由四区大罐区输送
到一车间的罐区贮罐(25m³,玻
璃钢罐,打液位80%);
LI
1.1.2 再由现场泵输送到高沸物高
LI
位槽(5m³,液位80%);
PI 14001
1.2 催化剂备料
1.2.1 催化剂由催化剂泵(齿轮泵)打 入催化剂高位(3m³,液位80%);
2 、氯化氢
氯化氢为无色有刺激性气味气体,空气中发白雾。密 度1.6392(0℃),相对蒸汽密度(空气=1)1.268,相对 密度(水=1)1.19。熔点-114.2℃,沸点-85℃。饱和蒸 汽压(KPa)4225.6(20℃)。临界温度51.4℃,临界压 力8.26Mpa。
易溶于水,也溶于乙醇、乙醚等,水溶液称为盐酸。 干燥氯化氢的性质不活泼,对锌、铁等金属无作用。
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