高沸物应用
氯硅烷高沸物

氯硅烷高沸物1. 介绍氯硅烷高沸物氯硅烷高沸物是一类具有高沸点的有机化合物,其分子结构中含有氯原子和硅原子。
由于其独特的化学性质和物理性质,氯硅烷高沸物在许多工业领域中得到广泛应用。
2. 氯硅烷高沸物的化学性质2.1 氯硅烷高沸物的分子结构氯硅烷高沸物的分子结构通常由硅原子与氯原子以及其他有机基团组成。
这种结构使得氯硅烷高沸物在反应中具有一定的活性和选择性,能够进行多样化的官能团转化反应。
2.2 氯硅烷高沸物的化学反应氯硅烷高沸物可以与许多化合物发生反应,常见的反应类型包括亲核取代反应、加成反应和氧化反应等。
这些反应可以用于合成新的有机化合物或进行化学修饰,并在有机合成领域中大量应用。
2.3 氯硅烷高沸物的物理性质氯硅烷高沸物具有较高的沸点和较低的溶解度,常常是液体或固体态。
由于分子中含有较多的氯原子,氯硅烷高沸物在溶剂中常常显示出较高的极性和电子云的极化效应。
3. 氯硅烷高沸物的应用领域3.1 有机合成氯硅烷高沸物在有机合成领域中被广泛应用。
它们可以作为合成有机化合物的中间体或起始材料,参与多种有机反应。
氯硅烷高沸物的特殊结构和反应性质使其在有机合成中具有重要的地位。
3.2 表面处理剂氯硅烷高沸物具有较高的亲水性和亲油性,可以用作表面处理剂,用于提高材料表面的润湿性和耐久性。
例如,在建筑和汽车行业中,氯硅烷高沸物被广泛应用于涂层和防水处理。
3.3 有机硅材料氯硅烷高沸物是有机硅材料的重要组成部分,可以用于制备合成气凝胶、有机硅聚合物和硅橡胶等。
这些有机硅材料具有优异的热稳定性和化学稳定性,在电子、光电、医疗和航天等领域有广泛的应用。
3.4 功能性材料氯硅烷高沸物可以通过官能团的引入和化学修饰,制备具有特殊功能的材料。
例如,通过引入含有氨基或羟基官能团的氯硅烷高沸物,可以制备具有表面亲水性、抗菌性或生物相容性等特殊功能的材料。
4. 氯硅烷高沸物的安全性和环保性4.1 安全性评估氯硅烷高沸物在使用过程中需要注意其毒性和腐蚀性。
洗涤塔的组成及工作原理介绍

洗涤塔的组成及工作原理介绍洗涤塔是一种新型的气体净化处理设备。
它是在可浮动填料层气体净化器的基础上改进而产生的,广泛应用于工业废气净化、除尘等方面的前处理,净化效果很好。
对煤气化工艺来说,煤气洗涤不可避免,无论什么煤气化技术都用到这一单元操作。
由于其工作原理类似洗涤过程,故名洗涤塔。
点击咨询洗涤塔由塔体、塔板、再沸器和冷凝器组成。
在使用过程中再沸器一般用蒸汽加热,冷凝器用循环水导热。
在使用前应建立平衡,即通入较纯的产物组分用蒸汽和冷凝水调节其蒸发量和回流量,使其能在塔板上积累一定厚度液体,当混合气体组分通入时就能迅速起到洗涤作用。
在使用过程中要控制好一个液位,两个温度和两个压差等几个要点。
即洗涤塔液位,气体进口温度,塔顶温度,塔间压差(洗涤塔进口压力与塔顶压力之差),冷凝器压差(塔顶与冷凝器出口压力之差)。
一般来说,气体进口温度越高越好,可以防止杂质凝固或液化不能进入洗涤塔,但是也不能太高,以防系统因温度过高而不易控制。
控制温度的同时还需保证气体流速,即进口的压力不能太小,以便粉尘能进入洗涤塔。
混合气体通入洗涤塔后,部分气体会冷凝成液体而留在塔釜,调节再沸器的温度使液体向上蒸发,再调节冷凝器使液体回流至塔板,形成一个平衡。
由于塔板上有一定厚度液体,所以洗涤塔塔间会有一定压差,调节再沸器和冷凝器时应尽量使压差保持恒定才能形成一个平衡。
调节塔顶温度时应防止温度过高而使杂质汽化或升华为气体而不能起洗涤作用,但冷凝温度也不宜过低,防止产物液体在冷凝器积液影响使用。
在注意以上要点的同时还需注意用再沸器调节洗涤塔的液位,为防止塔釜液中杂质浓度过高产生沉淀,应使其缓慢上涨。
1、由于高沸物在洗涤过程中被固定在洗涤塔塔釜中,所以使用一段时间后塔釜液的高沸物含量会升高,所以在使用一定时间后要对洗涤塔塔釜液进行置换,防止高沸物在塔釜沉积。
2、由于洗涤塔塔釜液中含有高沸物,容易堵塞液位计,所以一般采用部分回流液冲洗液位计的方式防止液位计堵塞。
有机硅知识简介

有机硅工业作为现代新兴的工业,它的产品正以它特有的物理性能和化学性能悄然改变着我们的生活。
有机硅是一类品种众多,性能优异和应用广阔的新型化工产品。
当前,各类硅烷、硅氧烷中间体以及由它们制得的硅油、硅橡胶、硅树脂(包括它们的二次加工品)等产品,已在电子电气、建筑、汽车、纺织、轻工、化妆品、医疗、食品等行业获得广泛的应用,并发挥了积极的作用。
我国的有机硅事业起步较国外晚,而且国内知之的人也较少,就在化工行业,提起“有机硅”这个名词也鲜有人知,对于一个泱泱大国来讲不能说不是一种悲哀啊。
基于此,本人就将有机硅的基本知识作简单介绍。
所谓有机硅,是指含有Si C键、且至少有一个有机基与硅原子相连的化合物。
如:CH3SiH3、ClH2CSiCl3、C6H5SiCl3、C2H5(OMe)、(CH3)3SiOSi(CH3)3、[(CH3)2SiO]4等均为有机硅化合物。
虽然3有机硅化合物种类比较多,但其中最重要的是有机氯硅烷,有机氯硅烷是制备有机硅聚合物(硅油、硅橡胶及硅树脂)及其它硅官能硅烷最重要的原料。
因此,有机氯硅烷的生产状况,在相当程度上决定了一个国家的有机硅工业的水平。
一、生产方法在制备聚硅氧烷所用的众多有机硅单体中,甲基氯硅烷的用量占90%(质量分数)以上,其中又以二甲基二氯硅烷的用量最大(约占80%(质量分数))。
据此,如何获得质高量多的Me2SiCl2,成为发展有机硅工业的关键。
合成甲基氯硅烷方法有好几种,现行合成的生产方法属于直接法生产,即在加热及催化剂的作用下,使卤代烃与元素硅反应,一步得到有机卤硅烷。
甲基氯硅烷既是制备有机硅聚合产品(包括硅油、硅橡胶及硅树脂等)最重要的单体,也是制取其它硅官能硅烷的基本原料。
工业上的甲基氯硅烷产品为多种官能度的混合物,其中以二甲基二氯硅烷Me2SiCl2的用量最大,约占甲基氯硅烷的90%(质量分数)。
因而,如何提高二甲基二氯硅烷的含量,一直是直接法生产的技术关键。
氟化工“三废”的资源化利用

氟化工“三废”的资源化利用姚琪;刁杰【摘要】结合我国氟化工行业发展现状,分析了含氟“三废”产生情况及处置方法的最新研究进展,并通过实际工程案例进行论述.氟化工生产过程污染物主要有含氟废气及副产氯化氢、含氟高沸物及含氟污泥等.通过将氯化氢用于工业清洗及制备氯化钙、氯化铝等化学品能够合理消耗副产盐酸.焚烧处理含氟有机废气产生的氟化氢气体经水洗后副产氢氟酸.含氟高沸物通过精馏分离出高沸物组分生产高附加值产品.含氟污泥可制成建筑材料,最优工业化利用途径仍在积极研究中.%Combined with the status quo of Chinese fluorine chemical industry,the production situation of fluoridecontaining "three wastes" and the latest research progresses of disposal methods for them were discussed,supported by relevant practical engineering cases.The main pollutants in production process of fluorine chemical industry were fluoride-containing waste gas,high boiling residue,sludge and byproduct hydrogen chloride.Hydrogen chloride could be well utilized through application in industrial cleaning or conversion to chemicals such as calcium chloride and aluminum chloride.The fluoride-containing organic waste gas could be treated by combustion,and the hydrogen fluorine gas from the process could be washed and then used for production of hydrofluoric acid.The high boiling point components could be separated from the fluoride-containing high boiling residue by distillation,and used to produce high-value chemicals.The fluoride-containing sludge could beused for production of construction materials,and the optimum disposal methods for industrial utilization were still under research.【期刊名称】《化工环保》【年(卷),期】2017(037)003【总页数】5页(P289-293)【关键词】氟化工;氯化氢;含氟废气;高沸物;含氟污泥;资源化利用【作者】姚琪;刁杰【作者单位】南京大学环境规划设计研究院有限公司,江苏南京210093;南京大学环境规划设计研究院有限公司,江苏南京210093【正文语种】中文【中图分类】X70320世纪50年代至今,我国氟化工行业发展迅速,装置规模不断扩大,产品品级逐步增多,形成了氟烷烃、含氟聚合物、无机氟化物及含氟精细化学品四大类氟化工产品体系。
有机硅高沸物、硅渣浆、废触体无害化处理项目

有机硅高沸物、硅渣浆、废触体无害化处理项目一、项目简介:有机硅装置在单体合成生产过程中副产高沸物、共沸物、硅渣浆液中含有Si、Cu及有机硅单体等物质,按7万吨/年规模的有机硅装置计算,每年产出量分别约为:~4000吨精馏高沸物、约1200吨共沸物、3000吨硅渣浆。
这些副产品含有害成分,不能直接排放;由于直接销售的渠道有限,是影响有机硅单体装置正常运行的瓶颈因素。
经特殊工艺对有机硅单体装置产出的共沸物、高沸物、硅渣浆、进行无害化处理后,既保证有机硅单体装置的正常开车,又能生产出一甲基二氯硅烷单体、一甲基三氯硅烷单体、二甲基二氯硅烷等单体,在保护环境消除污染的同时,又能带来很好的经济效益。
因此具有较强的市场竞争优势。
二、工艺过程简述:硅渣浆采用先分层、蒸干然后加溶剂萃取、中和、分离,分离出渣浆中的固体及其中的高沸物。
高沸物送裂解单元,固体外卖送金属回收单位。
高沸物采用裂解催化技术,在催化剂的作用下高沸物与氯化氢发生反应裂解生产出一甲基三氯硅烷、三甲基一氯硅烷、一甲基氢硅烷、二甲基二氯硅烷等混合单体,经分馏得到纯单体产品。
共沸物分离采用酯化分离的技术路线,即:共沸物中的四氯化硅与乙醇反应生成正硅酸乙脂,经分馏得到三甲基一氯硅烷和正硅酸乙脂。
三、消耗定额:需要依托的公用工程等外部条件为:电、低压蒸汽、循环水、仪表空气、氮气等;需提供裂解用干燥HCl气体;外购裂解催化剂、硫酸、无水乙醇。
四、设备台数及占地面积:设备总台数约100台套(含备泵)。
装置主体占地约2000m2(不含罐区等辅助设施)。
五、三废及副产物1.酸性废水尾气吸收产生,可中和后送污水处理。
2.固体含铜、锡等硅粉,产量与渣浆组成有关。
六、装置投资:总投资约1500万元。
(共沸物分离装置占400万,高沸物占1100万)七、经济评价:按废料平均价格500元/吨,综合加工费用600元/吨计算,产品平均售价达到1500元/吨时即可获得较为可观的经济效益。
PVC热稳定性的影响因素分析及解决措施

工艺条件、配方等是影响 PVC 热稳定性的主要因素。
2 单体质量及解决措施
氯乙烯单体经精制提纯后, 虽可达到聚合反应 要求,但仍含有多种微量杂质,醛类、乙炔和铁离子 等,这些杂质是促使热稳定性下降的主要原因。 2.1 乙炔
乙炔是一种很强的链转移剂,在氯乙烯单体中, 如果存在微量乙炔及二乙烯基乙炔等炔类杂质,在 VC 自由基聚合中,长链自由基能与乙炔发生链转移 反应而生成低聚物, 形成稳定的 p-π 共轭体系,并 继续与单体反应进行链增长,使 PVC 分子链中生成 共轭双键或不饱和键, 成为降解脱氯化氢的薄弱环 节。 反应式如下: -CH2-CHCl+CH≡CH→-CH2-CHCl-CH=CH -CH2-CHCl -CH =CH +nCH2=CHCl →-CH2CHClCH = CH(CH2-CHCl)n-
在 这 些 影 响 因 素 中 ,PVC 链 中 的 不 规 整 结 构 , 尤其是活泼性最大的与双键相邻的氯原子 (又称为 烯丙基氯原子)以及叔氯、端基烯丙基氯、仲氯等被 认为是造成 PVC 稳定性变差的主要原因。 将烯丙基 氯含量不同的 PVC 做脱 HCl 速率比较时,烯丙基氯 含量高的 PVC, 脱 HCI 的速率要高。 从宏观角度上 看,完全可以认为单体质量和原料质量、品种及聚合
2反应速度减慢, 树脂的聚合度下降, 这是因为乙炔形成的聚合物易 分解放出氯化氢,降低体系的 pH 值,从而影响引发 剂的引发速率,另外在形成 p-π 键的同时,使 大 分 子内部终止聚合,这不仅降低了分子量,而且减少反 应活性中心,降低聚合度。 当乙炔含量过高,在乙醛 及铁的协同作用下,会降低 PVC 的热稳定性。
关键词:PVC 树脂;热稳定性;质量控制;不规整结构;解决措施
中图分类号:TQ325.3
有机硅中浆渣的处理

有机硅的浆渣的处理有机硅的浆渣大部分都是高废物及少量的氯硅烷单体,还有一些硅粉和催化剂。
(1)高沸物裂解制单硅烷。
国外有机硅公司主要采用裂解制硅烷单体的方法,解决高沸物的利用问题。
(a)高温裂解法。
高温裂解法是在300-900℃高温条件下,使高沸物中的Si-Si 键断裂,得硅烷单体。
此法优点是对原料要求宽松,不需要除去高沸物中的一些固体杂质〈这些杂质有可能催化剂中毒),可以裂解所有的硅烷(不同型式的催化剂只针对不同型式的硅烷效果较好〉。
缺点是反应温度较高,积碳严重。
德国Wacker公司采用连续高温裂解工艺,在300-800℃的条件下,将高沸物和氯化氢在有可旋转内件的管式反应器中反应裂解为硅烷单体。
这个可旋转内件可将积碳和固体物从反应器壁上除去,防止反应管堵塞。
当温度为550℃时,裂解产物中甲基三氯硅烷的质量分数为32%、二甲基二氯硅烷的质量分数为33%。
(b)催化裂解法。
日本信越公司采用塔式反应器,以有机胺为催化剂,在80-140℃使高沸物与氯化氢反应制备硅烷单体。
该技术优点为反应连续、工艺成熟、催化剂简单、反应条件宽松,对于含氯较高的组分容易裂解。
缺点是催化剂用量大,不能裂解所有组分,特别是富烷基的二硅烷。
美国DowCorning 等公司在三氯化铝催化剂存在下,反应温度300-500℃,压力(4-7)MPa,将高沸物与有机氯硅烷的混合物与氢气或氯化氢进行反应制备硅烷单体。
此工艺的特点是催化剂简单,且可以循环使用,但反应温度高,产物中二甲基二氯硅烷含量低。
东芝有机硅株式会社采用甲苯基磷钯为催化剂,将高沸物与氯化氢在170℃下反应,得到的产物中二甲基二氯硅烷的质量分数可达40%-50%,该工艺反应温度低,但反应速度慢(反应时间达6-7h),催化剂循环困难,工业化难度大。
法国RhonE-Plenc 公司采用固定床反应器,以金属磷酸盐与碱性浸渍物的结合物为催化剂,在100-500℃使高沸物与氯化氢反应制备硅烷单体。
四氯乙烯副产高沸物焚烧系统仪表应用总结

四氯乙烯副产高沸物焚烧系统仪表应用总结四氯乙烯是一种重要的有机溶剂,广泛应用于橡胶、塑料、涂料、油墨等领域。
然而,在生产过程中,四氯乙烯的副产物——高沸物不仅对环境造成污染,同时也会对人们的健康带来潜在威胁。
因此,为了减少高沸物对环境的污染,降低对人类健康的影响,我们引入了高沸物焚烧系统,并合理应用仪表技术,对该系统进行了有效控制和监测。
高沸物焚烧系统主要由燃烧炉、燃烧媒质供给系统、催化剂系统、过程控制系统和在线监测系统等部分组成。
其中,仪表技术在该系统中起到了至关重要的作用。
首先,通过安装温度、压力、液位等传感器,实时监测燃烧炉内部的工作参数。
利用温度传感器,我们可以确保燃烧炉内部温度始终处于适宜的范围,从而保证高沸物的完全燃烧。
通过压力传感器和液位传感器,我们可以控制和监测燃烧媒质的供给,保证其正常运行,并及时进行维护和修复。
其次,我们还采用了气体分析仪和在线监测系统来监测燃烧炉内部的气体组分和废气排放情况。
通过气体分析仪,我们可以实时检测高沸物的燃烧效果,确保其达到国家标准要求。
在线监测系统可以连续检测废气中的有害物质含量,及时报警并采取相应的应对措施。
通过仪表监测,我们可以保证高沸物焚烧系统的正常运行,同时保护环境和人类健康。
此外,我们还应用了流量计、控制阀和自动化控制系统来实现对高沸物焚烧系统的精确控制和调节。
流量计可实时检测燃气、燃气媒质和废气等的流量大小,通过控制阀对流量进行调节,保持系统的稳定运行。
自动化控制系统则可以根据燃烧炉内部的温度、压力等工作参数,实时控制和调整燃气的供给速度,以及催化剂的投加量,从而实现对高沸物焚烧系统的精确控制。
通过仪表技术的应用,我们实现了对四氯乙烯副产高沸物焚烧系统的准确监测和精确控制。
这不仅有效地降低了高沸物对环境的污染,也保护了人们的健康安全。
然而,仪表技术的应用仍然存在一些问题,如仪表的精度和可靠性、监测和控制的灵敏度等方面仍有待改进。
因此,未来我们将进一步完善仪表技术,并结合先进的检测手段,不断提高高沸物焚烧系统的控制和监测水平,为保护环境作出更大的贡献总之,通过仪表技术的应用,我们可以实时监测和控制高沸物焚烧系统内部的气体组分和废气排放情况,从而确保燃烧效果达到国家标准要求,并及时采取应对措施。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
有机硅单体生产副产物开发利用
Chapter one 综述
有机硅材料是一类以Si-O键为主链,在Si原子上引入有机基团作为侧链的高分子聚合物,它们兼具有机聚合物和无机聚合物的特性,因此具有优良的耐高低温特性、良好的耐气候老化性、优良的介电性、生理惰性和低表面张力等特性。
广泛用于航空航天、军事技术、电子电气、纺织造纸、建筑、化工、金属和油漆、医药医疗等领域。
有机硅材料对高科技和产业结构升级发挥着日益重要的作用,被形象地誉为“工业味精”。
发达国家都把有机硅材料作为21世纪新材料的重点加以发展。
最近十年来,随着国内有机硅材料市场份额的不断扩大,多家企业规划扩建或新建甲基氯硅烷单体装置,据预计,到2010年底,国内有机硅单体产能将达到180万吨。
有机硅单体甚至整个下游产品的竞争将日益加剧。
在此背景下,有机硅企业一方面要大力开发下游产品市场,另一方面,如何解决甲基氯硅烷副产物高、低沸物的综合利用显得越来越重要。
甲基氯硅烷副产物的综合利用,已经成为制约我国有机硅工业发展的瓶颈,如果这一问题得不到彻底解决,不仅严重破坏生态环境,并将阻碍我国有机硅产业的健康发展。
有机硅单体副产物的一般组成
甲基氯硅烷单体生成中,普遍使用铜粉为催化剂,氯甲烷与硅粉直接反应制备氯硅烷单体的工艺,除了主要目标产物二甲基二氯硅烷
(二甲),还有其他一些液体、固体副产物,液体副产物中沸点低于40℃的部分称为低沸物,主要包括四甲基硅烷Me4Si(四甲),异戊烷、Me2HsiCl,HSiCl3(三氯硅烷),MeCl(氯甲烷),MeHSiCl2(二甲含氢)等组分。
约占粗单体总量的1—2%,而沸点超过80℃的部分称为高沸物,以Si-Si、Si-C-Si为主的高沸点化合物,国内企业约占产物的3—8%。
(国内一般分离二甲以后,高于70℃的物料称为高沸物)。
一般来说,甲基氯硅烷高沸物是含有少量极细微的硅粉和不可溶的Cu、Al、Zn等杂质,外观呈棕褐色,具有强烈腐蚀性的混合液体。
常温常压下密度1.1—1.3,沸程80---215℃,其中主要成分有30多种。
高沸物的组成与有机硅单体生成中硅粉纯度、氯甲烷纯度、催化剂以及反应条件有关。
因此,关于高沸物组成的报道不尽相同,但基本认为其主要组成为含Si-Si,Si-O-Si,Si-CH2-Si的化合物,其中可水解Cl原子数与Si原子数之比为1.2---2.8。
典型高沸物组成见下表:
低沸物是分离二甲基二氯硅烷之后,沸点在40℃以下的副产物组成的混合物,其中的主要组分为四甲基硅烷Me4Si(四甲),异戊烷、Me2HsiCl,HsiCl3(三氯硅烷),MeCl(氯甲烷),MeHSiCl2(二甲含氢)等,但由于部分组分间沸点很接近而难以分离。
一般认为低沸物的主要成分是甲基氯硅烷和少量碳氢化合物,有关典型低沸物的组成及含量如下:
Chapter two 有机硅生产副产物应用现状
1、制备硅油
高沸物中含有大量的有机氯硅烷,通过醇解制备含有烷氧基有机硅化合物。
由于反应过程中氯原子不能完全被取代,所以最终产物中含有氯原子,产品呈酸性,需要碱洗得中性硅油。
中性硅油
是制备甲基硅酸钠、乳化硅油的中间产品。
高沸物通过与乙醇中的乙氧基和水中的羟基进行取代反应,即反应过程中分子间、分子内的水解、缩合,生成含有乙氧基、羟基的有机硅混合物。
由于产品中含有微量游离酸,需要用弱碱中和至中性。
2、制备有机硅防水剂
有机硅产品具有憎水性,利用此特性制备的甲基硅酸钠防水剂是一种良好的防水、疏水抗冻剂。
将高沸物滴加到80℃的水中进行水解反应,反复洗涤水解物至中性,经脱水、烘干后得到硅醇。
水解物收率50%左右,然后将硅醇与30%的工业液碱在65.7℃下反应制得甲基硅酸钠溶液,可用95%的乙醇助溶。
产品为淡红至棕色稠状液体,25℃时的密度为1.2---1.3。
3、制备有机硅树脂
各沸程的高沸物,均可作为合成新型有机硅树脂的原料,这样制得的有机硅含有活泼羟基,可进一步与其他化合物反应制备新型高聚物。
150—160℃沸程的高沸物合成的硅树脂,可作为耐高温抗氧剂。
4、制备消泡剂和脱模剂
将有机硅高沸物与低沸物一起进行醇解,水解,可制的相对分子量为1000---6000的烷氧基、羟基聚硅氧烷,然后用非离子型乳化剂乳化,得到含聚硅烷30—40%的稳定乳液。
这种乳液广泛用于印染工作液的消泡剂和橡胶、塑料的脱模剂。
5、裂解歧化制备单硅烷
高沸物裂解主要有以下几种方法:氯化氢催化裂解、高压催化裂解、有机氯化物裂解、卤素裂解、醇裂解、加氢裂解等。
氯化氢催化裂解主要产物是二甲基二氯硅烷。
高沸物在催化剂作用下进行催化裂解,反应条件温和。
高压催化裂解是高沸物在催化剂的作用下于高压釜中进行催化裂解制备二甲基二氯硅烷为主的单体。
前四种利用有机硅高沸物制备的有机硅产品性能不够稳定、档次较低,且市场应用有限。
随着甲基氯硅烷单体生产能力的不断扩大,副产物高沸物产量越来越大,前面四种利用方法无论是理论上还是实际生产中,都不能从根本上解决高沸物的出路。
因此我们认为制备单硅烷是大型有机硅生产企业处理高沸物的首选。
Chapter three 高沸物裂解制备单硅烷的工业方法
将高沸物裂解成有用的单硅烷技术难度不大,具有较高的经济效益而引起了广泛的重视,国外对此作了比较详细的研究。
下面是几种常用的裂解方法比较:
从表中可以看出,用氯化氢做裂解气,有机胺为催化剂的反应条件温和且裂解效果比较理想。
因此,利用有机胺裂解高沸物制备单硅烷意义较大。
Chapter four 推荐方案
考虑到设备成本和操作安全性,不采用高压法裂解。
而选用操作条件温和的氯化氢催化裂解方案。
流程图如下:
实验方案:
将催化剂和部分高沸物加入反应釜,升温至100℃,通入氯化氢气体到反应釜,高沸物缓慢加入到反应塔,反应塔温度保持在80---120℃,生成的单硅烷气体从塔顶溜出,冷凝后得液体产品。
采用氯化氢催化裂解有机硅高沸物,转化率大于80%,二甲基二氯硅烷的选择性大于30%,含甲基氢硅烷单体的选择性40%,一甲基三氯硅烷的选择性小于25%。
操作工艺参数:1、HBR/HCl的量比为1:1—1.5
2、催化剂用量0.5—1.0%(V)
3、反应温度80—150℃
目前处于研究阶段的利用离子液体进行高沸物裂解的方法显示出了极大的优越性。
离子液体是由有机阳离子和无机或有机阴离子构成的、室温或附近温
度下呈液体状态的盐类。
与溶液的区别在于溶液中含有溶剂分子,与传统的熔盐区别在于离子液体的熔点、粘度均低于熔盐,且不具腐蚀性。
目前在化工生产和化学研究中大量使用的溶剂大多数为有机溶剂,由于这些有机溶剂存在有毒、易挥发、易燃易爆等诸多不安全因素。
随着绿色化学成为化工生产可持续发展的方向,无毒无污染合成技术研究和开发已经成为绿色化学的重要研究内容。
其中,室温离子溶液RTIL用作化学反应介质的研究已经发展成为绿色化学的主要分支。
在许多催化和有机反应中,RTIL的应用往往能够带来其他分子溶剂无法比拟的效果。
根据熊艳峰等人的研究,利用【trEtHAm】Cl-XAlCl3离子液体做催化剂应用于有机硅高沸物催化裂解的反应。
通过研究不同离子液体的酸性,以及CHCl3:高沸物:IL之间的摩尔比,得出当三者比例为1.5:1:1时,组成为【trEtHAm】Cl-0.67AlCl3的离子液体具有较好的催化裂解效果,其高沸物的裂解率及单体的总收率分别达到59.6%,40.8%。
实验方案:采用离子液体催化高沸物裂解。
1、离子液体的制备:
在圆底烧瓶中加入三乙胺50.6g,冷水冷却,搅拌下滴加55g 浓盐酸,加完后,充分搅拌使反应物混合均匀。
反应结束后,先于100℃烘干,再于110—120℃烘干至恒重,烘干时不时用玻璃棒搅
拌并通风以移走水分和多余反应物,得三乙胺盐酸盐(【trEtHAm】Cl 66.1g。
在圆底烧瓶中安装搅拌器,通入干燥N2,加入26.67g无水AlCl3,分批加入三乙胺盐酸盐,加完季铵盐后保持60℃左右搅拌3h,制得透明无色【trEtHAm】Cl_XalCl3离子液体,其中X=0.67(X为离子液体中AlCl3的摩尔分数。
2、离子液体催化裂解高沸物
按设计的计量比加入离子液体、高沸物、三氯甲烷,加热回流,反应结束后,反应混合物分为两层,下层为无色透明液体,主要为单硅烷产物及未反应完全的高沸物、三氯甲烷等,上层为离子液体。
分出下层清液,常压下于160℃以下蒸出样品,将所得液体分段蒸出,粗略分离出未反应的三氯甲烷和产品,上层离子液体用少量石油醚萃取三次,合并有几层,蒸馏出少许产物与前述产物合并,计算单次单体收率及高沸物转化率。
下层液蒸得的高沸物和三氯甲烷可用于新反应。
专利中的设备流程图:。