[发明专利]氯硅烷混合气冷凝工艺

说明书

技术领域：

本发明涉及化工气体冷凝单元领域，特别适用于三氯氢硅合成系统的氯硅烷合成气冷凝工艺。

背景技术：

目前，国内三氯氢硅生产体系中合成的氯硅烷混合气，均采用常压冷凝工艺，即来自三氯氢硅合成炉的氯硅烷混合气，经净化除尘后，再进入冷凝系统，在接近常压(0.05MPa左右)状况下，通过循环水、氯化钙冷冻盐水两级间接冷凝器冷凝，组成氯硅烷混合气的液化冷凝工作单元，冷凝尾气经水淋洗后排空。

常压冷凝工艺主要缺点是：

1、冷凝收率低，物料损耗大。常压冷凝收率小于94％，主要原料硅粉单耗大于285kg/吨。

2、冷凝后尾气量大，废水、废渣排放量多，不适于大规模工业化。

发明内容：

本发明的发明目的是针对现有技术冷凝收率低，物料损耗大，冷凝后尾气量大，废水、废渣排放量多的不足，提供一种合成气的冷凝经常压冷凝和加压冷凝两次冷凝的氯硅烷合成气冷凝工艺。本工艺冷凝收率高，物料损耗小，能耗低，运行成本最低。

实现上述发明目的采用以下技术方案：一种氯硅烷混合气冷凝工艺，包括冷凝器、压缩机、冷却介质，所述工艺步骤是：对氯硅烷合成气首先采用常压冷凝工艺进行液化冷凝，常压冷凝压力在0.005MPa～0.1MPa之间；常压冷凝后的尾气，再用压缩机加压进行高压液化冷凝，加压冷凝压力在0.4MPa～1.5MPa之间；组合冷凝后淋洗后排空。

采用上述技术方案，与现有技术相比，本发明的显著优点在于：

1)冷凝收率高，物料损耗小。组合冷凝总收率大于98.5％，主要原料硅粉单耗小于255kg/吨。

2)冷凝后的尾气量小，废水、废渣排放量只有常压冷凝工艺的15～25％。

3)采用常压、加压组合技术，即解决了常压冷凝收率低问题，又避免了单独加压冷凝投资大、动力消耗高的缺点。

4)组入加压冷凝后，可根据资源情况，对冷凝压力与冷媒的工况，有较大的选择空间。

5)固定资产投资介于常压冷凝和加压冷凝工艺之间，但运行成本最低。组合冷凝工艺运行成本比常压冷凝工艺低4～5％，比单独加压冷凝工艺低1～1.5％。

附图说明：

附图1是本发明三氯氢硅合成冷凝工艺流程简图。

图中：压缩前水冷却器1、压缩前低温冷凝器2、压缩机3、压缩前自动调压阀4、压缩后水冷却器5、压缩后低温冷凝器6、压缩后自动调压阀7、压缩前计量罐8、压缩后计量罐9、合成产品贮罐10。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述。

参见附图1，压缩前水冷却器1与压缩前低温冷凝器2用管路连接，与压缩前计量罐8连接，压缩前计量罐8与压缩后计量罐9，合成产品贮罐10连接，压缩后计量罐9与合成产品贮罐10连接。压缩后水冷却器5与压缩后低温冷凝器6连接后与压缩后计量罐9连接。压缩机3连接在压缩前低温冷凝器2与压缩后水冷却器5之间，压缩机3的连接回路上设置有压缩前自动调压阀4。压缩前水冷却器1与压缩后水冷却器5为一级水冷却器，压缩前低温冷凝器2与压缩后低温冷凝器6为二级冷却器。

本发明的工作过程：氯硅烷合成气，顺序进入压缩前水冷却器1，冷却冷凝，不凝气进入压缩前低温冷凝器2再进行冷凝，此时大约80％左右的氯硅烷被冷凝下来，经过压缩前低温冷凝器2的冷凝不下来的含氯硅烷的不凝气，经过隔膜压缩机3加压至0.45-1.5MPa后，再经压缩后水冷却器5冷却冷凝，不凝气进气压缩后低温冷凝器冷凝6，经压缩后进行冷凝的混合气中又有20％左右的氯硅烷冷凝下来，最后含氯硅烷1.5％左右的不凝气去尾气处理，冷凝下来的混合液分别进入压缩前计量罐8和压缩后计量罐9，然后经均压进入合成产量贮罐10进行精馏。同时为保证冷凝系统压力平稳，用压缩前自动调压阀4调节压缩前压车，用压缩后自动调压阀7调压缩前低温冷凝器2，冷凝后的尾气量小，废水首先采用常压冷凝工艺进行液化冷凝，冷凝后尾气，再用专用压缩机加压后，进行高压液化冷凝，二者构成新工艺装置，组合冷凝后的尾气经水淋洗后排空。

本发明的主要技术参数：

1、常压冷凝部分：

压力：0.005～0.10MPa；一级水冷却器冷却介质：工业循环水；二级冷却器冷却介质：-20～-80℃冷媒。

2、加压冷凝部分：

压力：0.4～1.5MPa；一级水冷却器冷却介质：工业循环水；二级冷却器冷却介质：-20～-80℃冷媒。