[实用新型]一种气相法白炭黑生产用四氯化硅的纯化系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及气相法白炭黑生产技术领域，尤其涉及一种气相法白炭黑生产用四氯化硅的纯化系统。

背景技术

气相法白炭黑又名气相法二氧化硅，分子式：SiO₂。白色蓬松粉沫，多孔性，无毒无味无污染，耐高温。同时它具备的化学惰性以及特殊的触变性能明显改善橡胶制品的抗拉强度，抗撕裂性和耐磨性，橡胶改良后强度提高数十倍。气相法白炭黑(Fumed Silica)是由四氯化硅或有机基氯硅烷高温水解生成的带有表现羟基和吸附水的超微细无定形的二氧化硅粉末，具有粒径小(仅几十纳米)、比表面积大(大于150m2/g)、化学纯度高、分散性能好等特点。

四氯化硅(Silicon Tetrachloride，SiCl4)，是氯与硅结合的最简单化合物，分子量：160.9，熔点-70℃，沸点56.8℃。工业级的SiCl4在常温下是无色透明发烟性液体，有窒息性刺激气味，遇水激烈反应并分解成硅酸和盐酸；能与苯、醚、三氯甲烷和石油醚相混溶，有强腐蚀性。

目前，四氯化硅的来源主要是多晶硅副产，它提供的四氯化硅均含有较多的杂质，对生产白炭黑有害。现今四氯化硅提纯的方法包括精馏、吸附、精馏+吸附、络合等，其中精馏是最常用的方法，为提高四氯化硅纯度，往往多个精馏塔串联使用。CN201770489U公开了一种四氯化硅精馏并联装置，包括精馏塔和用于储存精馏塔得到的精制四氯化硅的总储罐，与总储罐直接相连的精馏塔至少有两组，每两组与总储罐直接相连的精馏塔之间均设置有带阀门的连通管线。

也有通过化学反应的纯化系统，如CN203959835U公开了一种纯化四氯化硅的系统，包括：吸收装置，具有粗四氯化硅入口、氯气入口、尾气出口和吸收产物出口；光氯化反应单元，具有吸收产物入口和反应物出口，吸收产物入口与吸收产物出口相连；气提装置，具有氮气入口、反应物入口、气提气出口和气提产物出口，反应物入口与反应物出口相连；第一精馏装置，具有物料入口、塔顶尾气出口和第一精馏处理四氯化硅出口，物料入口与气提产物出口相连；以及第二精馏装置，具有第一精馏处理四氯化硅入口、纯化四氯化硅出口和塔釜液出口，第一精馏处理四氯化硅入口与第一精馏处理四氯化硅出口相连。

实用新型内容

本实用新型提供了一种气相法白炭黑生产用四氯化硅的纯化系统，该系统具有结构简单，环保节能以及成本低的优点。

一种气相法白炭黑生产用四氯化硅的纯化系统，包括：

粗四氯化硅储罐；

精馏塔，将粗四氯化硅进行纯化，顶部排出气相的四氯化硅，底部排出液相的高沸物；

第一冷凝器，将精馏塔顶部排出的气相液化，获得经纯化的四氯化硅；

回流罐，将经纯化的四氯化硅一部分回流到精馏塔顶部；

高沸物中间槽，收集精馏塔排出的液相高沸物；

气液分离罐，将排出第一冷凝器的气体进行气液分离，排出尾气；

尾气处理装置；

以及高沸物处理装置。

优选的，所述气液分离器收集得到的液相回流到精馏塔顶部。

优选的，包括用于将回流罐剩余的四氯化硅再次冷凝第二冷凝器以及储存四氯化硅成品的产品中间罐。

优选的，所述高沸物处理装置包括依次连接的中和反应槽和板式压滤机。

优选的，所述尾气处理装置包括依次连接的三废水洗塔和碱洗塔。

本实用新型纯化系统仅使用单个精馏塔，结构简单，而且还具有尾气处理装置和高沸物处理装置，减少污染物直接外排，具有环保低成本的优点。

附图说明

图1为本实用新型纯化系统的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种气相法白炭黑生产用四氯化硅的纯化系统，包括粗四氯化硅储罐1、精馏塔2，精馏塔底部设有再沸器，再沸器将粗四氯化硅气化，而精馏塔2顶部连接第一冷凝器3，将气化的四氯化硅液化，液化温度控制在53℃，部分未被液化的低沸物以尾气形式排出。

第一冷凝器3的液相出口连接回流罐4，回流罐4将部分液化的四氯化硅回流到精馏塔2的顶部。液化的四氯化硅与气化的粗四氯化硅在塔中部交汇，进行热交换，液化的四氯化硅又被气化，而高沸物则因降温而液化，重新回到再沸器。

回流罐4的气相出口连接气液分离器5，由于排出的尾气携带部分液化的四氯化硅，通过气液分离器5，将携带的四氯化硅分离出来，回流到精馏塔的顶部。回流罐4还连接第二冷凝器8，第二冷凝器8将四氯化硅进一步冷却至38℃，然后送入产品中间储罐9保存。