申请日2020.12.24
公开（公告）日2021.04.06
IPC分类号B01J38/02; B01J38/64; C07C7/04; C07C7/00; C07C15/06
摘要
本发明为一种高沸裂解反应中残液的回收工艺。一种高沸裂解反应中残液的回收工艺，包括：S10：在高沸裂解反应后期，停止加入新的高沸物，升温，将未反应的高沸物蒸馏出系统；S20：取出未反应的高沸物后，加入新的高沸物，继续裂解反应，直至反应趋于停止；S30：重复步骤S10和S20，至反应釜的液位无法降低，排残，得残液；S40：向残液中加入氢氧化钠溶液，反应后，冷却，得中性残液；S50：向所述的中性残液中加入萃取剂进行萃取，静置分层，上层为含有高沸裂解催化剂的有机相；S60：蒸馏所述的有机相，冷凝回收得到萃取剂，剩下的为催化剂。本发明所述的一种高沸裂解反应中残液的回收工艺，减少未反应物的排放，降低生产成本，降低下游污水处理成本及难度。
权利要求书
1.一种高沸裂解反应中残液的回收工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S10：在高沸裂解反应后期，停止向反应釜中加入新的高沸物，升温至145-155℃，将未反应的高沸物蒸馏出系统；
S20：采用步骤S10取出未反应的高沸物后，向反应釜中加入新的高沸物，继续裂解反应，直至反应趋于停止；
S30：重复步骤S10和S20，直至反应釜的液位无法降低，进行排残，得残液；
S40：向所述的残液中加入氢氧化钠溶液，充分反应后，冷却，得中性残液；
S50：向所述的中性残液中加入萃取剂，充分搅拌、萃取、静置分层，下层为金属盐溶液，上层为含有高沸裂解催化剂的有机相；
S60：蒸馏所述的有机相，冷凝回收得到萃取剂，剩下的为催化剂。
2.根据权利要求1所述的回收工艺，其特征在于，
所述的高沸裂解反应的温度为120-130℃。
3.根据权利要求1所述的回收工艺，其特征在于，
所述的步骤S10中，升温至150℃。
4.根据权利要求1所述的回收工艺，其特征在于，
所述的未反应的高沸物为氯代硅氧烷。
5.根据权利要求1所述的回收工艺，其特征在于，
所述的步骤S40中，氢氧化钠溶液的浓度为5-10％。
6.根据权利要求1所述的回收工艺，其特征在于，
所述的萃取剂为石油醚或甲苯。
7.根据权利要求1所述的回收工艺，其特征在于，
所述的金属盐溶液排去三废处理系统进行处理。
8.根据权利要求1所述的回收工艺，其特征在于，
所述的回收工艺采用高沸裂解反应中残液的回收系统；所述的回收系统包括：裂解反应釜1、裂解反应釜2、裂解精馏塔系统、中和反应釜、残液计量缓冲罐、萃取釜、萃取剂回收系统；
所述的裂解精馏塔系统包括：裂解精馏塔、裂解精馏塔顶泠凝器、裂解精馏塔顶凝液中间罐、裂解精馏塔回流泵、裂解精馏塔凝液中间罐顶泠凝器；
所述的萃取剂回收系统包括：萃取剂蒸发釜、萃取剂冷凝器、萃取剂罐、萃取剂输送泵、催化剂冷却套管系统；
所述的裂解反应釜1、裂解反应釜2与所述的裂解精馏塔系统中的裂解精馏塔串联；
所述的裂解反应釜1、裂解反应釜2与所述的残液计量缓冲罐连通，所述的残液计量缓冲罐用于收集裂解反应釜中的残液；
所述的残液计量缓冲罐与所述的中和反应釜连通，所述的中和反应釜用于中和残液；
所述的中和反应釜与所述的萃取釜连通，所述的萃取釜用于对中性残液进行萃取；
所述的萃取釜与所述的萃取剂回收系统连通，所述的萃取剂回收系统用于蒸馏萃取分层的上层有机相。
说明书
一种高沸裂解反应中残液的回收工艺
技术领域
本发明属于多晶硅技术领域，具体涉及一种高沸裂解反应中残液的回收工艺。
背景技术
多晶硅是半导体和太阳能产业的基础材料，随着光伏产业的飞速发展，高纯硅材料在全球范围内呈现供不应求的局面。目前国际上多晶硅生产工艺主要有改良西门子法和硅烷法，其中70％以上采用改良西门子法。西门子法生产高纯硅材料的生产过程中，硅棒沉积及冷氢化过程都会发生三氯氢硅、四氯化硅的聚合反应，副产出一定数量的高沸物(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。这些高沸物性质活泼，其水解物具有自燃特性，即使在水中也能自燃，水解物极其危险。因此，主流的多晶硅生产商开始了高沸物回收再利用的研究。
目前，高沸回收的一种方式即为高沸催化转化，即在催化剂作用下将高沸物进行裂解反应生成氯硅烷，再经分离提纯后作为多晶硅生产原料。高沸催化转化中的高沸裂解催化剂是一种有机胺类的物质。随着反应的进行高沸裂解催化剂部分失去活性，且无法催化裂解的反应残液不断积累，导致催化反应无法继续进行。因此必须定期取出无法催化裂解的杂质和失去活性的催化剂，以维持催化反应的有效进行。
高沸裂解催化剂的处理，目前基本采用水解工艺(也叫催化残液水解法)，也是目前业内的主流处理方法。即将失活的催化剂随反应残留液一并排入水解器进行水解，再用碱性液体中和成中性废水后，直接排放。但是存在以下缺点：(1)残液排放量大，导致未反应废弃物量大，造成资源浪费；(2)未失活的催化剂会随残液排放，而残液排放量大，从而导致催化剂利用率低；(3)高沸催化剂是一种有机胺类的物质，如果直接水解中和排放，会增加废水中的氨氮和COD含量，增加下游污水处理成本及难度。
有鉴于此，本发明提出一种新的高沸裂解反应中残液的回收工艺，减少资源浪费。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高沸裂解反应中残液的回收工艺，回收未反应物，提高回收率；回收失活催化剂，以减少环境污染物的排放。
为了实现上述目的，所采用的技术方案为：
一种高沸裂解反应中残液的回收工艺，包括以下步骤：
S10：在高沸裂解反应后期，停止向反应釜中加入新的高沸物，升温至145-155℃，将未反应的高沸物蒸馏出系统；
S20：采用步骤S10取出未反应的高沸物后，向反应釜中加入新的高沸物，继续裂解反应，直至反应趋于停止；
S30：重复步骤S10和S20，直至反应釜的液位无法降低，进行排残，得残液；
S40：向所述的残液中加入氢氧化钠溶液，充分反应后，冷却，得中性残液；
S50：向所述的中性残液中加入萃取剂，充分搅拌、萃取、静置分层，下层为金属盐溶液，上层为含有高沸裂解催化剂的有机相；
S60：蒸馏所述的有机相，冷凝回收得到萃取剂，剩下的为催化剂。
进一步地，所述的高沸裂解反应的温度为120-130℃。
进一步地，所述的步骤S10中，升温至150℃。
进一步地，所述的未反应的高沸物为氯代硅氧烷。
进一步地，所述的步骤S40中，氢氧化钠溶液的浓度为5-10％。
进一步地，所述的萃取剂为石油醚或甲苯。
进一步地，所述的金属盐溶液排去三废处理系统进行处理。
进一步地，所述的回收工艺采用高沸裂解反应中残液的回收系统；所述的回收系统包括：裂解反应釜1、裂解反应釜2、裂解精馏塔系统、中和反应釜、残液计量缓冲罐、萃取釜、萃取剂回收系统；
所述的裂解精馏塔系统包括：裂解精馏塔、裂解精馏塔顶泠凝器、裂解精馏塔顶凝液中间罐、裂解精馏塔回流泵、裂解精馏塔凝液中间罐顶泠凝器；
所述的萃取剂回收系统包括：萃取剂蒸发釜、萃取剂冷凝器、萃取剂罐、萃取剂输送泵、催化剂冷却套管系统；
所述的裂解反应釜1、裂解反应釜2与所述的裂解精馏塔系统中的裂解精馏塔串联；
所述的裂解反应釜1、裂解反应釜2与所述的残液计量缓冲罐连通，所述的残液计量缓冲罐用于收集裂解反应釜中的残液；
所述的残液计量缓冲罐与所述的中和反应釜连通，所述的中和反应釜用于中和残液；
所述的中和反应釜与所述的萃取釜连通，所述的萃取釜用于对中性残液进行萃取；
所述的萃取釜与所述的萃取剂回收系统连通，所述的萃取剂回收系统用于蒸馏萃取分层的上层有机相。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
(1)减少未反应物的排放，减少资源浪费。
(2)将催化剂进行回收重复利用，降低生产成本。
(3)将失活催化剂进行回收，减少水解废水中氨氮和COD含量，降低下游污水处理成本及难度。
（发明人：陈文吉;赵云松）
