CN212594069U - 一种有机硅完全变压热耦合精馏装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种有机硅完全变压热耦合精馏装置。所述装置包括脱高塔、脱低塔、高压二元塔和低压二元塔，所述脱低塔和低压二元塔分别设有塔釜耦合再沸器；所述脱高塔的塔顶与低压二元塔塔釜耦合再沸器连接，脱高塔的塔顶气相物流为所述低压二元塔塔釜耦合再沸器提供热源；所述高压二元塔的塔顶与脱低塔塔釜耦合再沸器连接，高压二元塔的塔顶气相物流为所述脱低塔塔釜耦合再沸器提供热源。通过调整高、低压二元塔的进料量，实现脱高、脱低、高、低压二元塔热量的完全耦合，解决了现有技术中塔器之间的部分耦合、没有实现完全耦合的缺陷，在降低能耗的同时，减少了为使***平稳运行而不得不额外增加的设备投资。

Description

一种有机硅完全变压热耦合精馏装置

技术领域

本实用新型属于有机硅精馏领域，涉及一种有机硅精馏工艺，具体涉及一种有机硅完全变压热耦合精馏装置。

背景技术

在较高的反应温度下，通过催化剂将卤化烃和硅粉一步作用，生成甲基氯硅烷粗单体，主要含有三甲基一氯硅烷(Me3)、一甲基三氯硅烷(Me1)和二甲基二氯硅烷(Me2)，以及比二甲基二氯硅烷(Me2)沸点高的高沸物和比三甲基一氯硅烷(Me3)沸点低的低沸物。

甲基氯硅烷粗单体分离都会经过脱高、脱低和二元塔的处理，即甲基氯硅烷粗单体进入脱高塔，在塔釜脱除包括部分二甲基二氯硅烷(Me2)和比二甲基二氯硅烷(Me2)沸点高的高沸物，塔顶产品进入脱低塔，塔顶采出主要成分为三甲基一氯硅烷(Me3)和比三甲基一氯硅烷(Me3)沸点低的低沸物，塔釜采出主要成分为一甲基三氯硅烷(Me1)和二甲基二氯硅烷(Me2)的混合物，进入二元塔。二元塔塔顶采出合格的一甲基三氯硅烷(Me1)产品，塔釜采出二甲基二氯硅烷(Me2)产品。其余低沸物、高沸物分别进入后续精馏塔进行分离。作为生产二甲基二氯硅烷Me2的主要工序，脱高塔、脱低塔二元塔的合理优化也显得尤为重要。

工业上的脱高塔与脱低塔、二元塔一般采用常规的串联模式，即甲基氯硅烷粗单体进入脱高塔，塔釜采出重组分，包括部分二甲基二氯硅烷(Me2)和比二甲基二氯硅烷(Me2)沸点高的高沸物；塔顶采出二甲基二氯硅烷(Me2)和比二甲基二氯硅烷(Me2)低的轻组分进入脱低塔。脱低塔塔顶采出主要成分为三甲基一氯硅烷(Me3)和比三甲基一氯硅烷(Me3)沸点低的低沸物，塔釜采出主要成分为二甲基二氯硅烷(Me2)和一甲基三氯硅烷(Me1)的混合物，进入二元塔。二元塔塔顶采出合格的一甲基三氯硅烷(Me1)产品，塔釜采出二甲基二氯硅烷(Me2)产品。脱高塔和脱低塔、二元塔可以根据用户的需求由单个塔或者多个塔串联组成，由于脱高塔和脱低塔、二元塔处于精馏流程的最前端，进料量很大，而且分离精度要求也很高。能耗相当于二元塔的90％左右，所以循环水和蒸汽的用量较大，能耗较高，如何降低整个***的能耗，成为亟待解决的技术问题。

申请号为201010132940.8的中国专利申请提出了脱高塔作为整个精馏***热源的设想，但是该设想提高了脱高塔的操作温度与压力，脱高塔的能耗增大的同时，也对整个***的能耗影响很大；同时脱高塔的蒸汽通过所述的分配总管分别向脱低塔、轻分塔、含氢塔、共沸塔、三甲塔、一甲塔和二甲塔的塔底再沸器供热，不足的热量由以蒸汽为热源的第二再沸器提供，由于蒸汽分配次数过多，流程过于复杂，对后续的塔的平稳运行带来很大的风险，因此对于整个***而言不具备实际操作性。申请号为201010209928.2的中国专利申请提出了分离Me1和Me2的一种并联双效精馏方法，但没有解决甲基氯硅烷粗单体脱高和脱低过程中的高耗能问题。申请号为201210032092.2的中国专利申请提出了一种甲基氯硅烷粗单体分离的新工艺，但是依然采用的是常规串联模式，针对脱高塔和脱低塔的能耗问题依旧没有解决。

另外，现有技术在进行耦合的塔中通常还需要额外的冷凝器来对多余的蒸汽进行冷凝，或者将多余的蒸汽引入下一个塔的再沸器作热源，而后下一个塔又需要另外一个以蒸汽为热源的再沸器来弥补热量的不足，这样在增加设备投资的同时，又增加了因为流程复杂所带来的影响***平稳运行的风险。

因此，如何降低***能耗、并能维持***平稳运行而不增加设备投资，成为有机硅领域亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种有机硅变压完全热耦合精馏装置，包括脱高塔、脱低塔、高压二元塔和低压二元塔，

所述脱低塔和低压二元塔分别设有塔釜耦合再沸器；

所述脱高塔的塔顶与低压二元塔塔釜耦合再沸器连接，脱高塔的塔顶气相物流为所述低压二元塔塔釜耦合再沸器提供热源；

所述高压二元塔的塔顶与脱低塔塔釜耦合再沸器连接，高压二元塔的塔顶气相物流为所述脱低塔塔釜耦合再沸器提供热源。

根据本实用新型的实施方案，所述脱高塔的塔顶流出的气相物进入所述低压二元塔塔釜耦合再沸器的壳程入口，所述低压二元塔塔釜耦合再沸器的壳程出口与所述脱高塔的塔上端连接，形成回路。优选地，所述低压二元塔塔釜耦合再沸器的壳程出口与所述脱高塔的塔上端的连接线路上，还可以设置脱高塔回流罐，用于存储从低压二元塔塔釜再沸器的壳程出口采出的换热后的脱高塔塔顶组分。优选地，所述低压二元塔塔釜耦合再沸器的壳程出口与所述脱高塔回流罐连接，回流罐返回脱高塔塔上端的连接线路上，还可以设置脱除高沸组分后的采出支路，所述脱除高沸组分后采出支路与所述脱低塔连接。

根据本实用新型的实施方案，所述脱高塔的塔釜设置脱高塔塔釜再沸器，所述脱高塔塔釜再沸器的一端与脱高塔的塔釜连接，另一端与脱高塔的塔底连接。

根据本实用新型的实施方案，所述脱高塔的塔釜还可以设置脱高塔重组分采出管路，用于采出重组分。

根据本实用新型的实施方案，所述脱低塔的塔顶设置脱低塔塔顶冷凝器，用于冷凝脱低塔塔顶采出物。优选地，所述脱低塔塔顶冷凝器的一端与所述脱低塔的塔顶连接，另一端与所述脱低塔的塔上端连接。优选地，所述脱低塔塔顶冷凝器与所述脱低塔的塔上端的连接线路上还可以设置脱低塔回流罐，所述脱低塔回流罐设置在所述脱低塔塔顶冷凝器的下游。优选地，脱低塔回流罐与脱低塔的塔上端连接管线上还可以包括冷凝液采出口，所述冷凝液采出口与外接管线连接。

根据本实用新型的实施方案，所述脱低塔塔釜耦合再沸器包括塔釜液出口和塔釜液入口、壳程出口和壳程入口。其中，所述脱低塔塔釜耦合再沸器的塔釜液入口与脱低塔的塔底连接，所述脱低塔塔釜耦合再沸器的塔釜液出口与脱低塔的塔釜连接。

其中，所述脱低塔塔釜耦合再沸器的壳程入口与所述高压二元塔的塔顶连接，所述脱低塔塔釜耦合再沸器的壳程出口与所述高压二元塔的塔上端连接，形成回路。优选地，所述脱低塔塔釜耦合再沸器的壳程出口与所述高压二元塔的塔上端的连接线路上可以设置高压二元塔回流罐，用于存储换热后的高压二元塔塔顶组分。优选地，所述脱低塔塔釜耦合再沸器的壳程出口与所述高压二元塔回流罐连接，回流罐返回脱高塔塔上端的连接线路上，还可以设置物料采出支路，用于采出换热后的高压二元塔塔顶组分。

根据本实用新型的实施方案，所述脱低塔的塔釜还可以设置脱低塔塔釜物料采出管路，所述脱低塔塔釜物料采出管路与高压二元塔和低压二元塔分别连接。

根据本实用新型的实施方案，所述高压二元塔和所述低压二元塔并联。

根据本实用新型的实施方案，所述高压二元塔的塔釜设置高压二元塔塔釜再沸器，所述高压二元塔塔釜再沸器的一端与所述高压二元塔的塔釜连接，另一端与所述高压二元塔的塔底连接。

根据本实用新型的实施方案，所述高压二元塔的塔釜还可以设置高压二元塔塔釜物料采出管路，用于采出塔釜物料。

根据本实用新型的实施方案，所述低压二元塔的塔顶设置低压二元塔塔顶冷凝器，用于冷凝低压二元塔塔顶采出物。所述低压二元塔塔顶冷凝器的一端与所述低压二元塔的塔顶连接，另一端与所述低压二元塔的塔上端连接。优选地，所述低压二元塔塔顶冷凝器与所述低压二元塔的塔上端的连接线路上还可以设置低压二元塔回流罐，所述低压二元塔回流罐设置在所述低压二元塔塔顶冷凝器的下游。优选地，所述低压二元塔回流罐与低压二元塔的塔上端连接管线上还可以包括冷凝液采出口，所述冷凝液采出口与外接管线连接。

根据本实用新型的实施方案，所述低压二元塔塔釜耦合再沸器包括塔釜液入口和塔釜液出口，所述低压二元塔塔釜耦合再沸器的塔釜液入口与所述低压二元塔塔底连接，所述低压二元塔塔釜耦合再沸器的塔釜液出口与所述低压二元塔塔釜连接。

根据本实用新型的实施方案，所述低压二元塔的塔釜还可以设置塔釜物料采出管线，用于采出低压二元塔的塔釜物料。

根据本实用新型的实施方案，所述脱高塔选自加压或者常压精馏塔。

根据本实用新型的实施方案，所述脱低塔选自常压或者负压精馏塔。

根据本实用新型的实施方案，所述高压二元塔选自加压或者常压精馏塔。

根据本实用新型的实施方案，所述低压二元塔选自常压或者负压精馏塔。

根据本实用新型的实施方案，所述脱高塔、脱低塔、高压二元塔和低压二元塔为板式塔和/或填料塔。

根据本实用新型的实施方案，所述脱高塔下部为防止堵塞，优选板式塔。

根据本实用新型的实施方案，填料塔具有更低的操作压降，因此脱高塔上部优选填料塔。优选地，所述脱低塔为填料塔。

本实用新型装置中，脱高、脱低、二元塔的完全耦合，使得整个运行过程中脱高塔及高压二元塔可以只设置再沸器，不再设置冷凝器，只需要利用低压脱低塔及低压二元塔一套耦合再沸器即可平稳运行，可以无须其它的冷凝器与再沸器提供额外的冷、热源。

可选地，所述装置还可以包括备用冷源和/或备用热源。例如，所述备用冷源可以为冷凝器，所述备用热源为再沸器。本领域技术人员可以理解，根据各个塔的运行情况在塔顶设置备用冷源，在塔釜设置备用热源，备用冷源与备用热源分别与循环水或蒸汽连接，也可与其它工艺物流连接，进行热交换和热利用。

根据本实用新型的实施方案，所述有机硅完全变压热耦合精馏装置包括：脱高塔、脱低塔、高压二元塔和低压二元塔，

所述脱低塔的塔顶设置脱低塔塔顶冷凝器，所述低压二元塔的塔顶设置低压二元塔塔顶冷凝器；

所述脱高塔、高压二元塔分别设有塔釜再沸器；脱低塔、低压二元塔分别设有耦合再沸器；

所述脱高塔的塔顶与低压二元塔塔釜耦合再沸器的壳程入口连接，所述低压二元塔塔釜耦合再沸器的壳程出口与所述脱高塔的塔上端连接，形成回路；脱高塔的塔顶气相物流为所述低压二元塔塔釜提供热源，同时将自身冷却；

所述高压二元塔的塔顶与脱低塔塔釜耦合再沸器的壳程入口连接，所述脱低塔塔釜耦合再沸器的壳程出口与所述高压二元塔的塔上端连接，形成回路；高压二元塔的塔顶气相物流为所述脱低塔塔釜耦合再沸器提供热源，同时将自身冷却。

本实用新型还提供使用上述精馏装置的完全变压热耦合精馏方法，包括如下步骤：

甲基氯硅烷粗单体进入脱高塔，脱高塔塔顶气相作为低压二元塔塔釜耦合再沸器的热源，高压二元塔的塔顶气相作为低压脱低塔塔釜耦合再沸器的热源，脱高塔、脱低塔、高压二元塔、低压二元塔完全耦合。

根据本实用新型的实施方案，所述精馏方法包括如下步骤：

甲基氯硅烷粗单体进入脱高塔，脱高塔塔顶采出组分与低压二元塔塔釜耦合再沸器中的塔釜液换热，得到换热后的组分，部分换热后的组分返回脱高塔，部分换热后的组分进入脱低塔；

所述脱低塔的塔釜采出物料分别进入高压二元塔和低压二元塔，高压二元塔塔顶采出物料与脱低塔塔釜耦合再沸器中的塔釜液换热，得到换热后的塔顶采出物料，所述换热后的塔顶采出物料回流至高压二元塔或采出。

根据本实用新型的实施方案，所述甲基氯硅烷粗单体包括一甲基三氯硅烷(Me1)、二甲基二氯硅烷(Me2)、三甲基一氯硅烷(Me3)、低沸物和高沸物。其中，所述低沸物包括沸点低于三甲基一氯硅烷的低沸物。其中，所述高沸物包括沸点高于二甲基二氯硅烷的高沸物。例如，以质量百分比计，所述甲基氯硅烷粗单体包括Me1 4-12％，Me2 80-90％，Me3 1-7％，其余为低沸物和高沸物。示例性地，以质量百分比计，所述甲基氯硅烷粗单体包括Me1为6％、Me2为82％、Me3为5.6％，其余为高沸物和低沸物。

根据本实用新型的实施方案，所述脱高塔塔顶采出组分包括二甲基二氯硅烷和比二甲基二氯硅烷沸点低的低沸物。

根据本实用新型的实施方案，所述脱高塔的塔釜采出物包括部分二甲基二氯硅烷和比二甲基二氯硅烷沸点高的高沸物。

根据本实用新型的实施方案，脱高塔塔顶的气相温度比低压二元塔的塔釜出料温度高2-50℃，例如高5-30℃，优选高15-25℃。

根据本实用新型的实施方案，高压二元塔塔顶的气相温度比脱低塔的塔釜出料温度高2-50℃，例如高5-30℃，优选高15-25℃。

根据本实用新型的实施方案，所述脱高塔和/或高压二元塔的塔塔顶操作压力为0.1-1.0MPa，例如0.2-0.6MPa，示例性为0.2MPa、0.3MPa、0.4MPa、0.5MPa。

根据本实用新型的实施方案，所述脱低塔和/或低压二元塔的塔塔顶操作压力为0.001-0.5MPa，例如0.01-0.1MPa，示例性为0.02MPa、0.04MPa、0.06MPa、0.08MPa、0.1MPa、0.2MPa、0.3MPa。

根据本实用新型的实施方案，低压脱低塔塔顶采出物包括三甲基一氯硅烷和比三甲基一氯硅烷沸点低的低沸物。

根据本实用新型的实施方案，低压脱低塔塔釜采出物包括二甲基二氯硅烷和一甲基三氯硅烷的混合物。

根据本实用新型的实施方案，所述脱低塔的塔顶采出物料可以经冷凝后回流至脱低塔或采出。

根据本实用新型的实施方案，所述高压二元塔、低压二元塔的塔顶采出物料可以经冷凝后回流或采出。

根据本实用新型的实施方案，所述低压二元塔和高压二元塔的塔顶采出一甲基三氯硅烷。

根据本实用新型的实施方案，所述低压二元塔和高压二元塔的塔釜采出二甲基二氯硅烷。其中采用高压脱高塔塔顶气相作为低压二元塔的耦合再沸器热源；高压二元塔的塔顶气相作为低压脱低塔的耦合再沸器热源。这样可以通过调整高低压二元塔的进料量、塔顶压力，在保证***总能耗最低的前提下，使得***在正常运行时，高压脱高塔、高压二元塔塔顶气相冷凝放出的热量，正好等于低压二元塔、低压脱低塔塔釜耦合再沸器中液体气化所需要的热量，从而实现脱高、脱低、高/低压二元塔的完全耦合。本领域技术人员能够理解，实际应用中会根据不同的进料组分差异，按照完全耦合的原则去分配进料量。

本实用新型还提供上述完全变压热耦合精馏装置和/或方法在有机硅单体分离中的应用。优选在甲基氯硅烷粗单体分离中的应用。优选地，所述甲基氯硅烷粗单体具有如上文所述的含义。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的变压热耦合精馏装置与精馏方法，充分利用所处理物料的特点，通过采用完全变压热耦合方法和设备，将脱高塔塔顶气相物料作为低压二元塔塔釜再沸器的热源，高压二元塔的塔顶气相作为脱低塔的再沸器热源，同时将气相物冷却。通过调整高低压二元塔的进料量，实现脱高、脱低、二元塔的完全耦合，解决了现有技术中塔器之间的部分耦合、没有实现完全耦合的缺陷。无需在脱高塔和高压二元塔的塔顶设置冷凝器，减少了为使***平稳运行而不得不额外增加的设备投资。该方法在使得能耗较常规串联工艺降低了45～50％，同时较现有技术降低循环水用量的45～50％。由于该***对水具有敏感性，遇水反应放热并产生强腐蚀性介质，因此在节能减排的同时，降低循环水用量还可以增加设备运行的安全性。

本实用新型适用甲基氯硅烷粗单体进行脱高、脱低以及得到一甲基三氯硅烷和二甲基二氯硅烷产品的过程，通过调整这几个塔的操作压力，使得脱高塔塔顶气相温度与低压二元塔塔釜出料温度的温差、高压二元塔塔顶气相温度与脱低塔塔釜出料温度的温差均为2-50℃(优选温差不宜过高，以免能耗增加)，这样脱高塔的塔顶气相物料与高压二元塔的塔顶气相物料就可以分别为低压二元塔以及脱低塔的塔釜再沸器提供热源，达到能量优化的目的。

本实用新型是利用完全变压热耦合的技术，所针对的是甲基氯硅烷粗单体分离中的脱高塔与脱低塔、高、低压二元塔，设备和工艺可靠，解决了现有技术中脱高塔与脱低塔循环水和蒸汽的用量较大，能耗较高的问题，具有实际可操作性。

附图说明

图1是实施例1提供的有机硅变压热耦合精馏装置的结构示意图；

附图标记：1、脱高塔，2、脱低塔，3、高压二元塔，4、低压二元塔，5、高压二元塔塔釜再沸器，6、脱高塔塔釜再沸器，7、高压二元塔回流罐，8、脱高塔回流罐，9、脱低塔塔顶冷凝器，10、脱低塔回流罐，11、低压二元塔塔顶冷凝器，12、脱低塔塔釜耦合再沸器，13、低压二元塔塔釜耦合再沸器，14、低压二元塔回流罐；

A、甲基氯硅烷粗单体，B、重组分，C、一甲基三氯硅烷产品，D、二甲基二氯硅烷产品，E、包括三甲基一氯硅烷在内的低沸物。

具体实施方式

下文将结合具体实施例对本实用新型的技术方案做更进一步的详细说明。应当理解，下列实施例仅为示例性地说明和解释本实用新型，而不应被解释为对本实用新型保护范围的限制。凡基于本实用新型上述内容所实现的技术均涵盖在本实用新型旨在保护的范围内。

除非另有说明，以下实施例中使用的原料和试剂均为市售商品，或者可以通过已知方法制备。

实施例1

如图1所示的有机硅完全变压热耦合精馏装置，其包括：脱高塔1、脱低塔2、高压二元塔3和低压二元塔4，

脱低塔1的塔釜设置脱低塔塔釜耦合再沸器12，低压二元塔4的塔釜设置低压二元塔塔釜耦合再沸器13；

脱高塔1的塔顶与低压二元塔塔釜耦合再沸器13连接，脱高塔1的塔顶气相物流为低压二元塔塔釜提供热源，脱高塔1的塔顶流出的气相物流进入低压二元塔塔釜耦合再沸器13的壳程入口，低压二元塔塔釜耦合再沸器13的壳程出口与脱高塔1的塔上端连接，形成回路。低压二元塔塔釜耦合再沸器13的壳程出口与脱高塔1的塔上端的连接线路上设置脱高塔回流罐8，用于存储从低压二元塔塔釜耦合再沸器13的壳程出口采出的换热后的脱高塔塔顶组分。低压二元塔塔釜耦合再沸器13的壳程出口与脱高塔1的塔上端的连接线路上，还设置组分采出支路，组分采出支路与脱低塔2连接。脱高塔1的塔釜设置脱高塔塔釜再沸器6，脱高塔塔釜再沸器6的一端与脱高塔1的塔釜连接，另一端与脱高塔1的塔底连接。脱高塔1的塔釜还设置脱高塔重组分采出管路，用于采出重组分。

脱低塔2的塔顶设置脱低塔塔顶冷凝器9，用于冷凝脱低塔塔顶采出物。脱低塔塔顶冷凝器9的一端与脱低塔2的塔顶连接，另一端与脱低塔2的塔上端连接。脱低塔塔顶冷凝器9与脱低塔2的塔上端的连接线路上还设置脱低塔回流罐10，脱低塔回流罐10设置在脱低塔塔顶冷凝器9的下游。脱低塔回流罐10与脱低塔2的塔上端连接管线上还设置冷凝液采出口，冷凝液采出口与外接管线连接。脱低塔塔釜耦合再沸器12包括塔釜液出口和塔釜液入口、壳程出口和壳程入口。

其中，脱低塔塔釜耦合再沸器12的塔釜液入口与脱低塔2的塔底连接，脱低塔塔釜耦合再沸器12的塔釜液出口与脱低塔2的塔釜连接。脱低塔塔釜耦合再沸器12的壳程入口与高压二元塔3的塔顶连接，脱低塔塔釜耦合再沸器12的壳程出口与高压二元塔3的塔上端连接，形成回路，高压二元塔3的塔顶气相物流为脱低塔塔釜耦合再沸器12提供热源。脱低塔塔釜耦合再沸器12的壳程出口与高压二元塔3的塔上端的连接线路上设置高压二元塔回流罐7，用于存储换热后的高压二元塔塔顶组分。脱低塔塔釜耦合再沸器12的壳程出口与高压二元塔3的塔上端的连接线路上还设置物料采出支路，用于采出换热后的高压二元塔塔顶组分。脱低塔2的塔釜还设置脱低塔塔釜物料采出管路，脱低塔塔釜物料采出管路与高压二元塔3和低压二元塔4分别连接，作为两个塔的进料。

高压二元塔3和低压二元塔4并联。高压二元塔3的塔釜设置高压二元塔塔釜再沸器5，高压二元塔塔釜再沸器5的一端与高压二元塔3的塔釜连接，另一端与高压二元塔3的塔底连接。高压二元塔3的塔釜还设置高压二元塔塔釜物料采出管路，用于采出塔釜物料。

低压二元塔4的塔顶设置低压二元塔塔顶冷凝器11，用于冷凝低压二元塔塔顶采出物。低压二元塔塔顶冷凝器11的一端与低压二元塔4的塔顶连接，另一端与低压二元塔4的塔上端连接。低压二元塔塔顶冷凝器11与低压二元塔4的塔上端的连接线路上还设置低压二元塔回流罐14，低压二元塔回流罐14设置在低压二元塔塔顶冷凝器11的下游。低压二元塔回流罐14与低压二元塔4的塔上端连接管线上还包括冷凝液采出口，冷凝液采出口与外接管线连接。低压二元塔塔釜耦合再沸器13包括塔釜液入口和塔釜液出口，低压二元塔塔釜耦合再沸器13的塔釜液入口与低压二元塔塔底连接，低压二元塔塔釜再沸器13的塔釜液出口与低压二元塔塔釜连接。低压二元塔4的塔底还设置塔釜物料采出管线，用于采出低压二元塔的塔釜物料。

其中，脱高塔选自加压或常压精馏塔，其上部为填料塔，下部为板式塔。

脱低塔选自常压或者负压精馏塔，高压二元塔选自加压或者常压精馏塔，低压二元塔选自常压或者负压精馏塔。

负压范围为0～101.33Kpa(A)，加压范围为0.05～1Mpa(G)。

脱低塔为填料塔，高压二元塔和低压二元塔为板式塔和/或填料塔。

实施例2

采用如图1所示的精馏装置用于甲基氯硅烷粗单体的分离。甲基氯硅烷粗单体的进料量为25000kg/hr，其中以质量分数计：Me1为60％、Me2为82％、Me3为5.6％，其余为高沸物和低沸物。甲基氯硅烷粗单体进入脱高塔，塔釜采出重组分，包括部分二甲基二氯硅烷和比二甲基二氯硅烷沸点高的高沸物；塔顶采出二甲基二氯硅烷和比二甲基二氯硅烷沸点低的轻组分，塔顶采出物作为低压二元塔塔釜耦合再沸器热源，与耦合再沸器内的塔釜液换热后被冷却，而后进入脱低塔。脱低塔塔顶采出包括三甲基一氯硅烷和比三甲基一氯硅烷沸点低的低沸物，脱低塔塔釜采出主要成分为二甲基二氯硅烷和一甲基三氯硅烷的混合物，该混合物经过流量分配后，分别进入高压二元塔和低压二元塔。高压二元塔的塔顶采出物作为脱低塔塔釜耦合再沸器的热源，与耦合再沸器内的塔釜液换热后被冷却，返回高压二元塔或者采出。二元塔塔顶采出合格的Me1产品，塔釜采出二甲基二氯硅烷Me2产品。脱高塔塔顶气相作为低压二元塔塔釜耦合再沸器热源，高压二元塔的塔顶气相作为脱低塔塔釜耦合再沸器的热源；通过调整高、低压二元塔的进料量，实现脱高、脱低、二元塔热量的完全耦合。脱高塔塔顶气相温度较低压二元塔塔釜温度高20℃，高压二元塔塔塔顶气相温度较脱低塔塔塔釜温度高20℃；脱高塔塔顶操作压力为0.2MPa(G)，脱低塔塔顶操作压力为0.02MPa(G)，高压二元塔塔顶操作压力为0.2MPa(G)，低压二元塔塔塔顶操作压力为0.02MPa(G)。各塔的物料采出情况如表1所示。

表1各塔物料采出情况

在相同处理量及产品要求下，非耦合流程与实施例2的能耗对比数据如表2所示。

表2实施例2耦合流程与非耦合流程的能耗对比

从以上对比数据可以看出，采用实施例2变压耦合流程，在相同的处理量和产品质量的情况下，再沸器的负荷仅为非耦合流程的53％，冷凝器的负荷为非耦合流程的51％，这样就使得蒸汽及循环水的用量大幅度的降低。

实施例3

原料条件如下：甲基氯硅烷粗单体的进料量为25000kg/hr，其中以质量分数计：Me1为5％、Me2为83％、Me3为5.6％，其余为高沸物和低沸物。其余条件与实施例2相同。各塔的物料采出情况如表3所示。

表3各塔物料采出情况

在相同处理量及产品要求下，非耦合流程与实施例3耦合流程的能耗对比数据如表4所示。

表4实施例3耦合流程与非耦合流程的能耗对比

从表4所示的对比数据可以看出，采用变压耦合流程，在相同的处理量和产品质量的情况下，再沸器的负荷仅为非耦合流程的53％，冷凝器的负荷为非耦合流程的50％，这样就使得蒸汽及循环水的用量大幅度的降低。

实施例4

原料条件如下：甲基氯硅烷粗单体的进料量为25000kg/hr，其中以质量分数计：Me1为7％、Me2为80％、Me3为6.6％，其余为高沸物和低沸物。其余条件与实施例2相同。各塔的物料采出情况如表5所示。

表5各塔物料采出情况

在相同处理量及产品要求下，非耦合流程与实施例4耦合流程的能耗对比数据如表6所示。

表6实施例4耦合流程与非耦合流程的能耗对比

从表6所示的对比数据可以看出，采用变压耦合流程，在相同的处理量和产品质量的情况下，再沸器的负荷仅为非耦合流程的53％，冷凝器的负荷为非耦合流程的50％，这样就使得蒸汽及循环水的用量大幅度的降低。

上述实施例中的非耦合流程是指采用常规串联工艺：采用脱高塔、脱低塔、二元塔三塔依次串联，每个塔均设有一个再沸器和一个冷凝器，需要采用蒸汽和循环水作为再沸器的热源和冷凝器的冷源。其余处理条件与各自对应的实施例相同。

本领域技术人员可以预期，当脱高塔塔顶气相温度与低压二元塔塔釜温度的差值，以及高压二元塔塔塔顶气相温度与脱低塔塔塔釜温度的差值，在实用新型内容限定范围内调整时，均能够达到与实施例相同的效果。

以上，对本实用新型的实施方式进行了说明。但是，本实用新型不限定于上述实施方式。凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种有机硅完全变压热耦合精馏装置，其特征在于，所述装置包括脱高塔、脱低塔、高压二元塔和低压二元塔，

所述脱低塔和低压二元塔分别设有耦合塔釜再沸器；

所述脱高塔的塔顶与低压二元塔塔釜耦合再沸器连接，脱高塔的塔顶气相物流为所述低压二元塔塔釜提供热源；

所述高压二元塔的塔顶与脱低塔塔釜耦合再沸器连接，高压二元塔的塔顶气相物流为所述脱低塔塔釜再沸器提供热源。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述脱高塔的塔顶流出的气相物进入所述低压二元塔塔釜耦合再沸器的壳程入口，所述低压二元塔塔釜耦合再沸器的壳程出口与所述脱高塔的塔上端连接，形成回路；

所述低压二元塔塔釜耦合再沸器的壳程出口与所述脱高塔的塔上端的连接线路上，还设置脱高塔回流罐，用于存储从低压二元塔塔釜再沸器的壳程出口采出的换热后的脱高塔塔顶组分；

所述低压二元塔塔釜再沸器的壳程出口与所述脱高塔的回流罐连接，在回流罐返回脱高塔塔上端的连接线路上，设置脱除高沸组分后的采出支路，所述脱除高沸组分后采出支路与所述脱低塔连接；

所述脱高塔的塔釜设置脱高塔塔釜再沸器，所述脱高塔塔釜再沸器的一端与脱高塔的塔釜连接，另一端与脱高塔的塔底连接。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述脱高塔的塔釜还设置脱高塔重组分采出管路，用于采出重组分。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述脱低塔的塔顶设置脱低塔塔顶冷凝器，用于冷凝脱低塔塔顶采出物；

所述脱低塔塔顶冷凝器的一端与所述脱低塔的塔顶连接，另一端与所述脱低塔的塔上端连接。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述脱低塔塔顶冷凝器与所述脱低塔的塔上端的连接线路上还设置脱低塔回流罐，所述脱低塔回流罐设置在所述脱低塔塔顶冷凝器的下游；

脱低塔回流罐与脱低塔的塔上端连接管线上还包括冷凝液采出口，所述冷凝液采出口与后续装置连接。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述脱低塔塔釜耦合再沸器包括塔釜液出口和塔釜液入口、壳程出口和壳程入口；所述脱低塔塔釜耦合再沸器的塔釜液入口与脱低塔的塔底连接，所述脱低塔塔釜耦合再沸器的塔釜液出口与脱低塔的塔釜连接；

所述脱低塔塔釜耦合再沸器的壳程入口与所述高压二元塔的塔顶连接，所述脱低塔塔釜耦合再沸器的壳程出口与所述高压二元塔的塔上端连接，形成回路；

所述脱低塔塔釜耦合再沸器的壳程出口与所述高压二元塔的塔上端的连接线路上设置高压二元塔回流罐，用于存储换热后的高压二元塔塔顶组分。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述脱低塔塔釜耦合再沸器的壳程出口与所述高压二元塔的回流罐连接，回流罐返回脱高塔塔上端的连接线路上，还设置物料采出支路，用于采出换热后的高压二元塔塔顶组分；

所述脱低塔的塔釜还设置脱低塔塔釜物料采出管路，所述脱低塔塔釜物料采出管路与高压二元塔和低压二元塔分别连接。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述高压二元塔和所述低压二元塔并联；

所述高压二元塔的塔釜设置高压二元塔塔釜再沸器，所述高压二元塔塔釜再沸器的一端与所述高压二元塔的塔釜连接，另一端与所述高压二元塔的塔底连接，采用蒸汽或者外接热源加热；

所述高压二元塔的塔釜还设置高压二元塔塔釜物料采出管路，用于采出塔釜物料；

所述低压二元塔的塔顶设置低压二元塔塔顶冷凝器，用于冷凝低压二元塔塔顶采出物；

所述低压二元塔塔顶冷凝器的一端与所述低压二元塔的塔顶连接，另一端与所述低压二元塔的塔上端连接；

所述低压二元塔塔顶冷凝器与所述低压二元塔的塔上端的连接线路上还设置低压二元塔回流罐，所述低压二元塔回流罐设置在所述低压二元塔塔顶冷凝器的下游；所述低压二元塔回流罐与低压二元塔的塔上端连接管线上还包括冷凝液采出口，所述冷凝液采出口与外接管线连接；

所述低压二元塔塔釜耦合再沸器包括塔釜液入口和塔釜液出口，所述低压二元塔塔釜耦合再沸器的塔釜液入口与所述低压二元塔塔底连接，所述低压二元塔塔釜耦合再沸器的塔釜液出口与所述低压二元塔塔釜连接；

所述低压二元塔的塔釜还设置塔釜物料采出管线，用于采出低压二元塔的塔釜物料。

9.根据权利要求1-8任一项所述的装置，其特征在于，所述脱高塔选自加压或者常压精馏塔；

所述脱低塔选自常压或者负压精馏塔；

所述高压二元塔选自加压或者常压精馏塔；

所述低压二元塔选自常压或者负压精馏塔；

所述脱高塔、脱低塔、高压二元塔和低压二元塔为板式塔和/或填料塔；

可选地，所述装置还包括备用冷源和/或备用热源。

10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述脱低塔的塔顶设置脱低塔塔顶冷凝器，所述低压二元塔的塔顶设置低压二元塔塔顶冷凝器；

所述脱高塔、高压二元塔分别设有塔釜再沸器；脱低塔、低压二元塔分别设有耦合再沸器；

所述脱高塔的塔顶与低压二元塔塔釜耦合再沸器的壳程入口连接，所述低压二元塔塔釜耦合再沸器的壳程出口与所述脱高塔的塔上端连接，形成回路；脱高塔的塔顶气相物流为所述低压二元塔塔釜耦合再沸器提供热源；

所述高压二元塔的塔顶与脱低塔塔釜耦合再沸器的壳程入口连接，所述脱低塔塔釜耦合再沸器的壳程出口与所述高压二元塔的塔上端连接，形成回路；高压二元塔的塔顶气相物流为所述脱低塔塔釜耦合再沸器提供热源。

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