浓酸水解介绍1.doc

甲基氯硅烷浓酸水解技术介绍 有机硅聚合物既可作为基础材料直接使用，又可作为功能材料添加到其它材料中改善其性能，被广泛应用于化工、冶金、国防、航天、航空等众多领域。 有机硅产品大致分为:硅油、硅橡胶、硅树脂、硅烷(包括硅烷偶联剂与硅基化试剂)四大类，前三种是由二甲基二氯硅烷水解、缩聚为聚硅氧烷(基础聚合物)，再与调节剂、交联剂、封头剂等加工制成，被认为是有机硅的正规产品；后者是有机官能基硅烷，并非聚合物，其用途是作偶联剂，即将其少量加到塑料中可改善与无机填充物之间的联接作用，从而提高塑料的机械强度，并可增加制品中无机物的填充量。二甲基二氯硅烷水解一 甲基氯硅烷水解工艺及发展 1.1 两种已应用于工业的水解工艺流程简介 目前，在工业领域应用的由甲基氯硅烷水解制取硅氧烷的工艺有两种：恒沸酸水解工艺、浓酸水解工艺。 1.1.1 恒沸酸水解工艺简介 1-水解循环泵；2-水解反应器；3-水解循环冷却器；4-第一分层器；5-第二分层器；6-中和反应器；7-水解物中间泵；8-碱分层器；9-水解水煮釜；10-水预热器；11-水解分水器 图 1-1 恒沸盐酸连续水解Me2SiCl2工艺流程 国内二甲基二氯硅烷水解工艺普遍采用恒沸盐酸连续水解法图 1-1。恒沸盐酸连续水解法工艺是将二甲与 20％～22％的恒沸盐酸按比例连续由水解循环泵输入水解反应器，水解温度维持在 3O～4O，压力为 0.1MPa（G），水解产物经循环冷却器后进入两级分层器进行分层，分离出来的水解物与来自碱罐的 Na2CO3碱液在中和反应器内进行中和，经碱分层器、水煮釜和分水器进行相分离后进入贮罐，水解物收率大于 98％；下层为 HCl 31％～33％的副产物浓盐酸，除去其中的硅氧烷后，被送入加热的解吸塔脱出 HCl（收率大于 90%）气体，脱出的 HCl 循环利用，用作合成氯甲烷的原料；塔底得到 HCl为 20％～22％的恒沸盐酸，供水解系统继续使用。 该工艺水洗过程采用的是逆流脱盐水洗涤，洗涤在带搅拌桨的水煮釜内进行，搅拌可使油水两相充分混合，但易造成液体乳化，搅拌洗涤后设有相分离器，水解物再进行碱催化重排。 1-换热器；2-精馏塔；3-再沸器；4-分离器；5，6-冷凝器；7-除雾器 图 1-2 恒沸盐酸连续水解Me2SiCl2工艺中浓酸脱吸过程 图 1-2 为恒沸盐酸连续水解 Me2SiCl2工艺中的浓酸脱吸过程，需要大量的热量。恒沸盐酸连续水解工艺中的浓酸脱吸过程为31％的浓，经精馏塔脱吸后，塔顶气体经过三级冷凝冷却、两级分离后得99.99％的 HCl 气体，由于塔底再沸器的影响，精馏塔塔底得到的稀盐酸温度较高，可与进入精馏塔的浓盐酸进行换热。同时精馏塔塔底得到的稀盐酸（约 18.5％(质量分数)）与水解分水器得到的废酸可进一步精馏浓缩供水解系统循环利用。 优点：得到的硅氧烷黏度较低；产品中硅氧烷含量较高；操作容易。 缺点：操作费用高(为了冷却氯化氢的溶解放热，需要大量的冷量，而从浓酸中脱吸 HCl又需要大量的热量)；废水量大；塔底恒沸盐酸中夹带聚硅氧烷，易造成硅氧烷聚合结垢或堵塞管道。 此外，由于恒沸酸水解工艺中循环酸的量大，使得第一、二分层器、中和反应釜、水解水煮釜、碱分层器、水解分水器等诸设备的体积增大，阀门管道加粗。 1.1.2 浓酸水解工艺简介浓酸水解工艺反应温度为 30-60，压力为 0.2-0.5Mpa，使得产生的 HC1 有足够的压力，同时采用除沫器，除去 HC1 气体所夹带的挥发性硅氧烷等杂质，使得 HC1 气体干燥、纯净；水解产物经循环冷却器后进入三级相分离器进行分层，油相进入二级洗涤系统，水相作为废酸液排放。 该工艺的酸洗、水洗过程是采用逆流脱盐水洗涤，酸洗塔塔底得到的稀盐酸作为循环盐酸的补充水，洗涤装置采用振动筛板塔，可使油水两相充分混合，但易造成液体乳化，且该设备加工难度大，造价高。在水洗塔中，用脱盐水“洗净”水解物时，要求在相对高温、低浓度、短时间条件下洗涤，以保证聚硅氧烷氯含量低，而粘度不会变化。 1-二甲储槽；2-二甲进料泵；3-混合器；4-加热器；5-解吸塔；6-混合釜；7-一冷器；8-二冷器；9-三冷器；10-除沫器；11-粗分离器；12-盐酸泵；13-相分离器；14-副产酸槽；15-废酸泵；16-相分离器；17-水解物槽；18-相分离器；19-水解物泵；20-酸洗塔；21-酸槽；22-补水泵；23-水解物槽；24-水解物泵；25-水洗塔；26-稀酸槽；27-稀酸泵；28-软水储槽；29-软水加热器；30-相分离器；31-水解物中间槽；32-水解物泵；33-相分离器；34-水解物储槽 图 1-3 浓酸连续水解Me2SiCl2工艺流程 此工艺流程仍存在一定的缺点： （1）相对恒沸酸水解工艺，产生的聚有机硅氧烷产品的粘度高，氯离子含量高；