[实用新型]循环推进式硅氧烷裂解集成系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种硅氧烷裂解集成系统，尤其是涉及一种循环推进式硅氧烷裂解集成系统。

背景技术

硅氧烷，分子式：(R₂SiO)x，性质：含Si—O—Si键构成主链结构的聚合物。可以是线型、环状或交联的聚合物，是有机硅生产的重要中间体，其是制备硅橡胶、硅油等聚有机硅氧烷的基本原料。

目前硅氧烷的生产过程是将氯硅烷水解物在碱性催化剂条件下进行裂解重排反应，以制得含六甲基三硅氧烷、八甲基四硅氧烷、十甲基五硅氧烷等的裂解物，裂解物然后经精制分离制得硅氧烷产品。

硅氧烷的裂解通常是在带有搅拌的硅氧烷裂解釜内进行。氯硅烷水解物在碱性氢氧化钾的催化作用下，在裂解釜内发生三步反应：端羟基置换、缩合、成环和开环平衡反应。三步反应的反应方程式如下：

由于在裂解过程中要发生上述三步反应才能生成最终产物，因此，如何有效控制上述三步反应的发生，提高反应有效性，是提高环体收率、稳定生产、延长反应周期、提高环体质量的关键。

为了有效控制裂解反应，达到提高环体收率、稳定生产、延长反应周期、提高环体质量、增强安全性的目的，在裂解釜结构、换热方式、搅拌结构等方面很多研究单位、生产企业都进行了大量研究和改进。

专利CN03100035.5公开了羟基封端的聚二甲基硅氧烷的裂解及精馏工艺，该专利中采用的新型裂解器的特点是：采用了折叶开启涡轮式搅拌器，使水解物与触媒间得以均匀混合，充分接触。采用了夹套及盘管相结合的加热结构，大大提高了裂解釜的传热效率。

专利CN200995138Y公开了一种裂解釜，其是一种有机硅产业中水解物裂解过程中的裂解装置裂解釜。其采用S型半管夹套或带螺旋导流板型夹套，以提高换热效果。

专利CN201210221210.4公开了一种有机硅裂解反应釜搅拌叶结构。其特征在于其最下端的搅拌叶其形状与弧形釜底形状一致。这样可以使得反应釜下端的物料在搅拌叶的作用下能成分的搅拌混合，使其反应速率和反应釜其余部的反应速率保持一致。

虽然上述公开的专利和文献对二甲基二氯硅烷水解物裂解过程的设备和操作条件进行了一系列改进，但其效果并没有显著改善。产品收率低，质量不高，开车周期短，触媒消耗大，尤其是工艺放大困难，传热过程结垢，而且存在不安全因素。尤其是在对如何有效控制裂解过程三步反应的发生方面没有提及和提高。如果不能从有效控制裂解过程的反应、改善换热效果、优化裂解釜流场等对裂解过程起关键作用的“三传一反”方面做彻底改进，就很难打破现有的技术水平。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能有效控制裂解过程的三步反应、改善换热效果、优化裂解釜流场的循环推进式硅氧烷裂解集成反应系统，该系统达到了提高环体收率、稳定生产、延长反应周期、提高环体质量的目的。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种循环推进式硅氧烷裂解集成反应系统，包括圆筒形的釜体，所述的釜体横向设置，所述的釜体内轴向设置有与外部电机连接的中心转轴，所述的中心转轴上水平均布有若干个搅拌器，两个相邻的所述的搅拌器之间设置有换热管，所述的搅拌器的上方设置有进料导流分布管，所述的釜体的后端上部连接有精馏塔，所述的釜体的前端上部设置有进料口，所述的釜体的后端下部设置有出料口，所述的进料口与所述的出料口之间设置有循环泵。

所述的中心转轴上水平均布有5个搅拌器，最前端1个所述的搅拌器为推进式搅拌器，后面4个所述的搅拌器为涡轮式搅拌器。不仅控制釜内流体的流动流场，保证了催化反应和成环反应处于合适的停留时间和流动状态。

所述的进料导流分布管上均布有若干个液体喷射分布管，所述的液体喷射分布管与水平方向呈15-45°角且朝向反应液流动方向。通过进料导流分布管使进料均匀分布并优化流场并且液体喷射分布管喷射出的液体与反应釜内液体的流动方向一致，从而减少了流体流动的摩擦损失，并提高了混合效果。

所述的精馏塔采用高效散堆填料，所述的精馏塔的上端连接有塔顶冷凝器。为了提高裂解反应的速度，反应生成的产物需及时蒸出，但由于裂解反应物和产物沸点相差较小，在蒸出产物的同时，会有大量的反应物随产物一起蒸出，因此，在裂解釜的气相产物出口设置精馏塔，同时起到精制产品和回收反应物的作用。精馏塔内选用高效散堆填料，保证分离效果，同时考虑到物料的易粘结，选用散堆填料，方便清理。塔顶冷凝器与精馏塔集成，减少了管道阻力，同时可以减少管道连接，减少占地。

所述的釜体的外壁设置有换热夹套。