用于运行使用硅氧烷高温流体的系统的方法技术方案

本发明专利技术涉及一种用于运行使用硅氧烷高温流体(Si‑HTF)作为传热介质的系统的方法。根据本发明专利技术，一些使用过的Si‑HTF被除去并且由新鲜Si‑HTF替换。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及运行使用硅氧烷高温流体(Si-HTF)作为传热介质的装置的方法。
技术介绍
高温传热流体用于装置如太阳能热动力装置，特别是包括抛物线型槽和菲涅耳技术(Fresneltechnology)的那些中。高温传热流体可以被加热的温度越高，装置的运行越经济。因此，使高温传热流体经受高达400℃的高热应力和剧烈温度变化多年。除了热应力之外，还存在改变高温传热流体的非热能原因：污染物，导致与空气、与金属、与其他流体如作为存储介质使用的水或盐接触的不良密封。高温传热流体的粘度增加，导致要求从流体除去热量的必需量的泵输出增加。这妨碍且最终致使装置不可能运行。通常使用为高温传热流体(HTF)的是烃类，特别是芳香族类合成油，如二-、三-或四环的苯基或苯氧基化合物。这些随着时间而分解，并且形成通常由单环分子组成的低沸点馏分。同样地形成了高沸点或非沸腾的馏分。DE102011001587A和EP2570163A描述了烃类传热流体的蒸馏清理(distillativeworkup)的方法，其中从传热流体中除去低沸点馏分和高沸点或非沸腾的馏分。与烃类传热流体相比，硅氧烷高温流体(Si-HTF)具有更大的热稳定性，但是同样地承受由于上述原因的老化。所述Si-HTF表现出不同的性能。平衡导致直链硅氧烷形成部分环状硅氧烷。此外，为了较小程度且特别是在非常高的温度下，还形成了作为降解产品的低沸点化合物，例如，氢气、甲烷和四甲基硅烷。与用于有机HTF的工序相似，从装置中除去低沸点化合物，甚至在运行期间。此外，通过形成三官能的硅氧烷单元(被称为T-单元)，Si-HTF经受支化。这导致Si-HTF的粘度增加。不能再次产生初始Si-HTF，例如对于有机HTF，通过蒸馏除去较高分子量组分。因此，如常用于有机流体的用于装置运行的常用模式不能被转移至利用Si-HTF运行。US4122109和US4193885描述了添加含金属的稳定剂和可选的含氢的硅化合物至Si-HTF以抑制化学组合物的依赖温度的变化，因此随着时间保持组合物和物理性质稳定。然而，由实例明显的是不能完全地抑制重排(rearrangement)。然而，由于成本原因，已经多年在太阳能热力装置中使用Si-HTF，既然事实上稳定剂添加不能防止在这种时期内的重排，因此稳定剂添加不适合于这种应用，并且由于其引起的材料成本增加，其实际上是不利的。本专利技术解决的问题因此是使得具有硅氧烷高温流体(Si-HTF)的装置的运行更经济。
技术实现思路
本专利技术提供了运行使用硅氧烷高温流体(Si-HTF)作为传热介质的装置的方法，其中将一部分使用过的Si-HTF除去并且用新鲜Si-HTF替换。作为基于在硅酮上发生的平衡的这种测量的结果，在普通的运行温度下全部Si-HTF的粘度降低并且分支点(branchingpoint)的浓度降低。按照该方法要求的，可以实际上延长用于具有硅氧烷高温流体(Si-HTF)的装置的运行时间。此外，根据已知的方法可以清理(处理，翻新，workup)使用过的Si-HTF的除去部分，例如用碱性催化剂或酸性催化剂，如氯化磷腈催化剂分开(cleave)，并且通过已知的平衡方法由此可以再次获得Si-HTF或其他硅酮产物作为有价值的产物。因此，以这种方法收回(withdrawn)的使用过的Si-HTF是有价值的产物。具有Si-HTF的装置不需要如在具有有机HTF的装置中所必需的用于高粘度油类的单独的清理技术。与有机HTF相比，对于Si-HTF可以总共显著地减少形成的废产物。Si-HTF交换的数量和频率取决于运行温度。Si-HTF的运行温度优选地不低于400℃，特别优选400至450℃，特别是420至430℃。优选的是，当运行365天时，将优选地1至30百分数、具体地2至15百分数的装置中的Si-HTF替换。可以以部分或以连续的方式进行新鲜Si-HTF的除去和添加。当以部分进行新鲜Si-HTF的除去和添加时，优选地每部分将不超过5百分数的装置中的Si-HTF替换。优选地通过检查使用过的Si-HTF的粘度控制使用过的Si-HTF除去和新鲜Si-HTF添加的速率。新鲜Si-HTF优选地基本上由甲基聚硅氧烷组成，特别地直链或环状甲基聚硅氧烷或它们的混合物。给予优选的是选自通式I的直链化合物、和通式II的环状化合物、以及它们的混合物的甲基聚硅氧烷Me3SiO-(Me2SiO)x-SiMe3(I)，(Me2SiO)y(II)，其中Me代表甲基基团，x具有大于或等于零的值，并且在所有直链甲基聚硅氧烷内由物质的量分数加权的x的算术平均值在3和20之间，以及y具有大于或等于3的值，并且在所有环状甲基聚硅氧烷内由物质的量分数加权的y的算术平均值在3和6之间。变化的x优选地假定零和100之间、特别优选零和70之间、非常特别优选零和40之间的值。在所有直链甲基聚硅氧烷内由物质的量分数加权的x的算术平均值优选地在4和15之间、特别优选地在5和10之间，包括在每个情形下所述的极限。变化的y优选地假定3和100之间、特别优选3和70之间、非常特别优选3和40之间的值。在所有环状甲基聚硅氧烷内由物质的量分数加权的y的算术平均值优选地是在3.5和5.5之间、特别优选地在4和5之间、特别是在4和4.5之间，包括在每个情形下所述的极限。通式I的化合物中的Me3Si-链端基与通式I和II的化合物中的Me2SiO-单元总和的数值比优选不小于1:2且不大于1:10。通式I中的Me3Si-链端基与通式I和II中的Me2SiO-单元的总和的数值比优选不小于1:2.5且不大于1:8，特别优选不小于1:3且不大于1:6。优选的是，当通式II的所有环状甲基聚硅氧烷的比例的总和按质量计不小于10％，特别优选按质量计不小于12.5％，特别是按质量计不小于15％且按质量计不大于40％，特别优选按质量计不大于35％，且特别是按质量计不大于30％。在25℃下新鲜Si-HTF的粘度优选是1至100mPa*s，特别优选1至10mPa*s。新鲜Si-HTF可以是单峰型、双峰型或多峰型的摩尔质量分布，而同时地摩尔质量分布可以是窄的或宽的。在每种情形下基于质量，新鲜Si-HTF优选地包含小于1000ppm的水、特别优选小于500ppm的水、非常特别优选小于200ppm的水。可以通过以任何顺序、可选重复地、可选交替地或同时地制备、混合和相互添加通式I或II的纯硅氧烷或这些硅氧烷的任何期望的混合物来制备新鲜Si-HTF。也可以通过合适的方法再次除去硅氧烷或硅氧烷混合物，例如蒸馏。经由通式I和II的硅氧烷的使用量或除去量控制新鲜Si-HTF的组成。可以在大气压下，例如在1013hPa下，且在升高或降低的压力下进行该方法。可以通过水解或共水解，随后脱除副产物，如氯化氢或醇，且可选过多的水，适当的氯硅烷、烷氧基硅烷或氯硅烷或烷氧基硅烷的混合物来进一步地生产新鲜Si-HTF。此外，可以通过加热通式I或II的纯硅氧烷或这种硅氧烷的任何期望的混合物至在其下重排过程发生以便获得具有改变的组成的硅氧烷混合物的温度来生产新鲜Si-HTF。加热可以在敞开或封闭系统中，优选地在保护性气体氛围中进行。该方法可以在大气压下且在升高或降低的压力下进行。加热可以在催化剂不存在下或者在均匀的或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种运行使用硅氧烷高温流体(Si‑HTF)作为传热介质的装置的方法，其中，将一部分使用过的Si‑HTF除去并且用新鲜Si‑HTF替换。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.21 DE 102014209670.71.一种运行使用硅氧烷高温流体(Si-HTF)作为传热介质的装置的方法，其中，将一部分使用过的Si-HTF除去并且用新鲜Si-HTF替换。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述Si-HTF的操作温度不低于400℃。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述新鲜Si-HTF基本上由甲基聚硅氧烷组成。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述甲基聚硅氧烷选自通式I的直链化合物、通式II的环状化合物以及它们的混合物，Me3SiO-(Me2SiO)x-SiMe3(I)，(Me2SiO)y(II)，其中Me代表甲基基团，x具有大于或等于零的值，并...

【专利技术属性】
技术研发人员：曼弗雷德·阿曼，里夏德·魏德纳，弗洛里安·霍夫曼，埃里克·沙费尔，
申请(专利权)人：瓦克化学股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE