硅料冷氢化处理

160#冷氢化工艺简介
冷氢化反应即将STC、氢气及硅粉通入到氢化反应器(FBR)中,在流化床中硅粉、氢气与STC发生氢化反应。通常反应温度在500~550℃,反应压力2.8MPa,转化率为26.5%(mol) 含有硅粉的反应气经过急冷除尘,冷却后,氯硅烷液体送到精馏工序精制,氢气通过循环氢气压缩机加压后回到系统,废渣液定期排放到密封罐中,送到150#废渣液处理装置处理。
冷氢化工序分为原料供应系统、氢化反应系统、急冷系统、氢气压缩系统、渣浆处理系统、导热油系统。
一、硅粉输送
人工将硅粉加入加料斗MS01A/B,硅粉加料斗中的硅粉通过重力进入到硅粉加热器V20A/B中,通过设备壁上的电加热将硅粉加热加热至150℃除去硅粉中
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的水分,干燥好的硅粉通过重力流到硅粉发送器V21A/B中,通过输送氮气将硅粉发送器中的硅粉压送到七楼的硅粉进料罐V01A/B中,通过干燥氮气再次给硅粉加热干燥,硅粉从硅粉进料罐进入硅粉平衡罐V02A/B,硅粉平衡罐直接安装
平面音响在氢化反应器R01A/B的上方,先用低压氢气对硅粉平衡罐中的氮气进行置换,然后通过高压氢气将硅粉木纤维袜子
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二、STC供应系统
来自罐区的STC和系统循环的STC进入STC储罐V07中,来自冷氢化精馏系统的STC经过STC冷却器E07用水冷却到常温后也进入STC V07储罐;STC储罐的液位由罐区来的STC流量调节阀控制在60-80%,四氯化硅通过STC给料泵
160CP-P02A/B加压至3.9~4.2MPa后进入急冷器1#冷却器E01A/B进行换热,经E01A/B换热后STC加热至150℃后经STC加热器E05A/B预热到210℃,再进入STC 蒸发器E06A/B中与热油换热温度升到220~225℃蒸发汽化,气态的四氯化硅进入混合器M01A/B与氢气混合。
三、氢气压缩系统
反应氢气的来源有两种:一是补充氢气;二是循环氢气。补充氢气是补充
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氢化反应消耗及系统泄漏损失的氢气。补充的氢气由氢气大罐经补充氢气压缩机将氢气由0.95MPa压缩到3.0~3.15MPa后进入补充氢气出口缓冲罐V08,部分补充氢气作为系统的高压输送及高压吹扫气源在装置中使用,另一部分补充氢气进
入回收氢气出口缓冲罐V09A/B与循环氢气压缩机出口气体混合。循环氢气压缩机将循环氢气由2.45~2.46MPa增加至2.94~2.96MPa后,进入循环氢气出口缓冲罐V09A/B中与补充氢气混合,再进入氢气加热器E11A/B与热油换热温度升到
240℃,进入到混合器中与气态SiCL
4四、氢化反应混合,混合气进入过热器E12A/B中加热到550℃
后由氢化反应器底部进入反应器反应。
手动抽油泵硅粉平衡罐中的硅粉由反应器顶部加料管加至氢化反应器中,过热的氢气和STC 混合气体从反应器底部不断通过喷嘴进入反应器内,混合气体通过气体分布板上升,向上通过硅粉床层与硅粉反应,在氢化反应器中流化床层的硅粉、与过热的氢气和STC混合气体在500-550℃下发生吸热反应,反应部分生成TCS,副反应产生少量的DCS和HCl。反应后的气体夹带少量残留硅粉从反应器顶部侧面的出口送去急冷系统。反应生成气中含有一些硅的粉尘和低挥发度的金属氯化物。同时还有一些挥发性金属氯化物,如三氯化磷,三氯化硼和三氯化铝。五、反应气体急冷系统
急冷系统主要由氢化尾气热能回收器E10A/B、急冷器V11A/B、急冷器1~4#冷却器E01~04A/B、空冷器E13A/B及1#、2#相分离器V04、05A/B、急冷器排污罐160CP-V12A/B等组成。
由氢化反应器顶部出来的520~530℃高温气体通过氢化尾气热能回收器与导热油换热后,温度降到350℃,再通过一个气体分布器喷射至急冷器的液体中,温度迅速降低同时混合气中夹带的未反应完的硅粉及金属氯化物被吸收,在急冷器底部浓缩富集。
氢化热能回收器换热介质为热油,热油与氢化反应器来的反应气体换热后温度由240℃升至280℃后返回热油系统。
急冷器中气体和悬浮液通过消泡筛板向上运动,在顶部附近与喷淋而下的氯硅烷液体进一步接触洗涤,进入急冷器上部的急冷器1#冷却器E01A/B与STC给料泵P02A/B来的四氯化硅液体换热,同时气体温度降到155℃左右进入空冷器,气体经空冷器、急冷器2#冷却器冷却,温度降到35℃左右流入1#、2#相分离器进行气液相分离,气相进入急冷器4#冷却器和急冷器3#冷却器,冷却后的气相(主要为氢气)约20℃送到循环氢气压缩机,液相回流到2#相分离器中,2#相分离器中一部分液体经急冷器喷淋泵打回到急冷器上部去喷淋,稳定急冷器的液位,其余的液体送到210#工序精馏,分离出STC送回160工序。
由于急冷器中的温度和压力稍微高于氯化铝的临界点,所以氯化铝以气体和沉淀物形式在液体中存在,氯化铝的积累会造成温度的升高,由此来决定急冷器的分批排放。急冷器中的废物排放至下面的急冷器排污罐中,然后送到渣浆料处理区。
附件:冷氢化工艺流程图
160CP-C02A
160CP-V08

本文发布于:2024-09-21 23:26:06,感谢您对本站的认可!

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