申請日2020.12.24
公開（公告）日2021.04.06
IPC分類號B01J38/02; B01J38/64; C07C7/04; C07C7/00; C07C15/06
摘要
本發明為一種高沸裂解反應中殘液的回收工藝。一種高沸裂解反應中殘液的回收工藝，包括：S10：在高沸裂解反應后期，停止加入新的高沸物，升溫，將未反應的高沸物蒸餾出系統；S20：取出未反應的高沸物后，加入新的高沸物，繼續裂解反應，直至反應趨于停止；S30：重復步驟S10和S20，至反應釜的液位無法降低，排殘，得殘液；S40：向殘液中加入氫氧化鈉溶液，反應后，冷卻，得中性殘液；S50：向所述的中性殘液中加入萃取劑進行萃取，靜置分層，上層為含有高沸裂解催化劑的有機相；S60：蒸餾所述的有機相，冷凝回收得到萃取劑，剩下的為催化劑。本發明所述的一種高沸裂解反應中殘液的回收工藝，減少未反應物的排放，降低生產成本，降低下游污水處理成本及難度。
權利要求書
1.一種高沸裂解反應中殘液的回收工藝，其特征在于，包括以下步驟：
S10：在高沸裂解反應后期，停止向反應釜中加入新的高沸物，升溫至145-155℃，將未反應的高沸物蒸餾出系統；
S20：采用步驟S10取出未反應的高沸物后，向反應釜中加入新的高沸物，繼續裂解反應，直至反應趨于停止；
S30：重復步驟S10和S20，直至反應釜的液位無法降低，進行排殘，得殘液；
S40：向所述的殘液中加入氫氧化鈉溶液，充分反應后，冷卻，得中性殘液；
S50：向所述的中性殘液中加入萃取劑，充分攪拌、萃取、靜置分層，下層為金屬鹽溶液，上層為含有高沸裂解催化劑的有機相；
S60：蒸餾所述的有機相，冷凝回收得到萃取劑，剩下的為催化劑。
2.根據權利要求1所述的回收工藝，其特征在于，
所述的高沸裂解反應的溫度為120-130℃。
3.根據權利要求1所述的回收工藝，其特征在于，
所述的步驟S10中，升溫至150℃。
4.根據權利要求1所述的回收工藝，其特征在于，
所述的未反應的高沸物為氯代硅氧烷。
5.根據權利要求1所述的回收工藝，其特征在于，
所述的步驟S40中，氫氧化鈉溶液的濃度為5-10％。
6.根據權利要求1所述的回收工藝，其特征在于，
所述的萃取劑為石油醚或甲苯。
7.根據權利要求1所述的回收工藝，其特征在于，
所述的金屬鹽溶液排去三廢處理系統進行處理。
8.根據權利要求1所述的回收工藝，其特征在于，
所述的回收工藝采用高沸裂解反應中殘液的回收系統；所述的回收系統包括：裂解反應釜1、裂解反應釜2、裂解精餾塔系統、中和反應釜、殘液計量緩沖罐、萃取釜、萃取劑回收系統；
所述的裂解精餾塔系統包括：裂解精餾塔、裂解精餾塔頂泠凝器、裂解精餾塔頂凝液中間罐、裂解精餾塔回流泵、裂解精餾塔凝液中間罐頂泠凝器；
所述的萃取劑回收系統包括：萃取劑蒸發釜、萃取劑冷凝器、萃取劑罐、萃取劑輸送泵、催化劑冷卻套管系統；
所述的裂解反應釜1、裂解反應釜2與所述的裂解精餾塔系統中的裂解精餾塔串聯；
所述的裂解反應釜1、裂解反應釜2與所述的殘液計量緩沖罐連通，所述的殘液計量緩沖罐用于收集裂解反應釜中的殘液；
所述的殘液計量緩沖罐與所述的中和反應釜連通，所述的中和反應釜用于中和殘液；
所述的中和反應釜與所述的萃取釜連通，所述的萃取釜用于對中性殘液進行萃��；
所述的萃取釜與所述的萃取劑回收系統連通，所述的萃取劑回收系統用于蒸餾萃取分層的上層有機相。
說明書
一種高沸裂解反應中殘液的回收工藝
技術領域
本發明屬于多晶硅技術領域，具體涉及一種高沸裂解反應中殘液的回收工藝。
背景技術
多晶硅是半導體和太陽能產業的基礎材料，隨著光伏產業的飛速發展，高純硅材料在全球范圍內呈現供不應求的局面。目前國際上多晶硅生產工藝主要有改良西門子法和硅烷法，其中70％以上采用改良西門子法。西門子法生產高純硅材料的生產過程中，硅棒沉積及冷氫化過程都會發生三氯氫硅、四氯化硅的聚合反應，副產出一定數量的高沸物(聚合氯硅烷)，其主要成分是四氯乙硅烷、五氯乙硅烷、六氯乙硅烷等。這些高沸物性質活潑，其水解物具有自燃特性，即使在水中也能自燃，水解物極其危險。因此，主流的多晶硅生產商開始了高沸物回收再利用的研究。
目前，高沸回收的一種方式即為高沸催化轉化，即在催化劑作用下將高沸物進行裂解反應生成氯硅烷，再經分離提純后作為多晶硅生產原料。高沸催化轉化中的高沸裂解催化劑是一種有機胺類的物質。隨著反應的進行高沸裂解催化劑部分失去活性，且無法催化裂解的反應殘液不斷積累，導致催化反應無法繼續進行。因此必須定期取出無法催化裂解的雜質和失去活性的催化劑，以維持催化反應的有效進行。
高沸裂解催化劑的處理，目前基本采用水解工藝(也叫催化殘液水解法)，也是目前業內的主流處理方法。即將失活的催化劑隨反應殘留液一并排入水解器進行水解，再用堿性液體中和成中性廢水后，直接排放。但是存在以下缺點：(1)殘液排放量大，導致未反應廢棄物量大，造成資源浪費；(2)未失活的催化劑會隨殘液排放，而殘液排放量大，從而導致催化劑利用率低；(3)高沸催化劑是一種有機胺類的物質，如果直接水解中和排放，會增加廢水中的氨氮和COD含量，增加下游污水處理成本及難度。
有鑒于此，本發明提出一種新的高沸裂解反應中殘液的回收工藝，減少資源浪費。
發明內容
本發明的目的在于提供一種高沸裂解反應中殘液的回收工藝，回收未反應物，提高回收率；回收失活催化劑，以減少環境污染物的排放。
為了實現上述目的，所采用的技術方案為：
一種高沸裂解反應中殘液的回收工藝，包括以下步驟：
S10：在高沸裂解反應后期，停止向反應釜中加入新的高沸物，升溫至145-155℃，將未反應的高沸物蒸餾出系統；
S20：采用步驟S10取出未反應的高沸物后，向反應釜中加入新的高沸物，繼續裂解反應，直至反應趨于停止；
S30：重復步驟S10和S20，直至反應釜的液位無法降低，進行排殘，得殘液；
S40：向所述的殘液中加入氫氧化鈉溶液，充分反應后，冷卻，得中性殘液；
S50：向所述的中性殘液中加入萃取劑，充分攪拌、萃取、靜置分層，下層為金屬鹽溶液，上層為含有高沸裂解催化劑的有機相；
S60：蒸餾所述的有機相，冷凝回收得到萃取劑，剩下的為催化劑。
進一步地，所述的高沸裂解反應的溫度為120-130℃。
進一步地，所述的步驟S10中，升溫至150℃。
進一步地，所述的未反應的高沸物為氯代硅氧烷。
進一步地，所述的步驟S40中，氫氧化鈉溶液的濃度為5-10％。
進一步地，所述的萃取劑為石油醚或甲苯。
進一步地，所述的金屬鹽溶液排去三廢處理系統進行處理。
進一步地，所述的回收工藝采用高沸裂解反應中殘液的回收系統；所述的回收系統包括：裂解反應釜1、裂解反應釜2、裂解精餾塔系統、中和反應釜、殘液計量緩沖罐、萃取釜、萃取劑回收系統；
所述的裂解精餾塔系統包括：裂解精餾塔、裂解精餾塔頂泠凝器、裂解精餾塔頂凝液中間罐、裂解精餾塔回流泵、裂解精餾塔凝液中間罐頂泠凝器；
所述的萃取劑回收系統包括：萃取劑蒸發釜、萃取劑冷凝器、萃取劑罐、萃取劑輸送泵、催化劑冷卻套管系統；
所述的裂解反應釜1、裂解反應釜2與所述的裂解精餾塔系統中的裂解精餾塔串聯；
所述的裂解反應釜1、裂解反應釜2與所述的殘液計量緩沖罐連通，所述的殘液計量緩沖罐用于收集裂解反應釜中的殘液；
所述的殘液計量緩沖罐與所述的中和反應釜連通，所述的中和反應釜用于中和殘液；
所述的中和反應釜與所述的萃取釜連通，所述的萃取釜用于對中性殘液進行萃��；
所述的萃取釜與所述的萃取劑回收系統連通，所述的萃取劑回收系統用于蒸餾萃取分層的上層有機相。
與現有技術相比，本發明的有益效果在于：
(1)減少未反應物的排放，減少資源浪費。
(2)將催化劑進行回收重復利用，降低生產成本。
(3)將失活催化劑進行回收，減少水解廢水中氨氮和COD含量，降低下游污水處理成本及難度。
（發明人：陳文吉;趙云松）
