本發(fā)明屬于化工生產(chǎn)技術領域,具體涉及一種制備中性有機硅水解物的新方法。
背景技術:
有機硅水解物是指甲基氯硅烷經(jīng)水解反應后得到一種由線性和環(huán)性低聚硅氧烷組成的混合物,是合成硅油、硅橡膠、硅樹脂等有機硅產(chǎn)品的基礎物質(zhì)。目前,國內(nèi)外主要采用過量水水解、恒沸酸水解及濃酸水解三種工藝方法制備有機硅水解物,由于水解過程中生成的HCl可以大量溶解在水解物中,三種工藝得到水解物的酸值均較高,會嚴重腐蝕設備管道,降低水解物品質(zhì),更嚴重的是會使后續(xù)的裂解產(chǎn)物的品質(zhì)急劇下降,因此,有機硅生產(chǎn)廠家均采取多種方法降低水解物中酸值。
目前,為了解決水解物中酸值過高的情況,大多數(shù)有機硅生產(chǎn)廠家采用多級逆流水洗或采用弱堿中和、水洗、靜置分層來制備中性有機硅水解物。中國專利CN 101148510 A介紹了一種有機氯硅烷濃酸水解物脫氯洗滌工藝,即采用包括靜態(tài)混合器、液膜洗滌塔、油水相分離器及其相應的連接在內(nèi)的多級洗滌單元,對水解物進行逆流洗滌,最終得到Cl-含量低至7ppm的中性水解物。該方法脫酸效果好,能快速將水解物中殘留的Cl元素萃取至水相中帶走,但由于采用五級水洗處理,裝置規(guī)模大,設備投資較多,限制了其工業(yè)應用;中國專利CN 103183827 A介紹了一種有機氯硅烷連續(xù)的濃酸水解方法,即有機氯硅烷與濃酸在水解反應器中進行水解反應,對得到的水解物先進行兩級串聯(lián)水洗和相分離,再進入稀堿循環(huán)洗滌和相分離,最后進入兩級串聯(lián)水洗和相分離,該工藝中性水解物收率高,脫酸效果好,處理后得到的中性水解物中Cl含量低至6ppm,且質(zhì)量穩(wěn)定可控。但該方法需要消耗堿溶液,中和反應生成大量的鹽需要再次水洗、相分離,此外,堿液及鹽溶液容易造成水解物乳化,導致相分離效果較差,進而影響得到水解物的質(zhì)量,而且采用堿中和會引入鈉、鉀等新離子,影響后續(xù)產(chǎn)物質(zhì)量。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明目的在于克服上述現(xiàn)有技術的缺點,提供一種制備中性有機硅水解物的新方法。
本發(fā)明提供一種制備中性有機硅水解物的新方法包括如下步驟:
(A)將甲基氯硅烷水解得到的高酸值水解物在相分離器(2)內(nèi)通過控制水解物與鹽酸界面進一步分離;
(B)相分離器(2)上層溢流得到的水解物收集至粗水解物貯罐(3),下層鹽酸溶液重新返回至甲基氯硅烷水解系統(tǒng)(1);
(C)將粗水解物送至薄膜蒸發(fā)器(4)預熱,控制水解物出口溫度為50~100℃;
(D)預熱后的水解物,輸送至氣液分離裝置(5)閃蒸分離,控制裝置內(nèi)真空度為-30~-90kPa;
(E)閃蒸得到的HCl氣體經(jīng)冷凝器(6)處理后送至氯甲烷合成使用;
(F)冷凝液及氣液分離得到的液體收集后輸送至中性水解物貯罐(7)。
所述的高酸值水解物的酸值為0.2~1mgKOH/g水解物;高酸值水解物是由環(huán)狀硅氧烷((CH3)2SiO)n,(n=3~7且n為整數(shù))及線性硅氧烷HO((CH3)2SiO)nH,(n=3~10且n為整數(shù)),鹽酸及未反應的甲基氯硅烷單體組成。
所述的中性水解物的酸值低于0.003mgKOH/g水解物;中性水解物包括環(huán)狀硅氧烷((CH3)2SiO)n,(n=3~7且n為整數(shù))及線性硅氧烷HO((CH3)2SiO)nH,(n=3~10且n為整數(shù))。
所述的薄膜蒸發(fā)器換熱管為石墨材質(zhì),預熱后水解物溫度為70℃。氣液分離裝置為內(nèi)襯搪瓷或四氟,內(nèi)部真空度控制在-60kPa。冷凝后氣體溫度低至-5℃。
本發(fā)明同現(xiàn)有技術相比其優(yōu)點在于:
1、采用相分離器通過控制高酸值水解物及鹽酸分離界面,使溢流水解物中HCl含量最小化,降低了后續(xù)處理成本;
2、采用薄膜蒸發(fā)器預熱及真空閃蒸技術,使沸點低HCl及H2O快速與沸點高水解物徹底分離,避免采用多級水洗或采用堿中和水解物中殘留HCl,節(jié)省了大量
設備投資及處理成本,也避免了使用堿中和引入的鈉、鉀等新的離子污染水解物,產(chǎn)品質(zhì)量更高;
3、采用冷凝裝置處理閃蒸HCl氣體,大大降低了水解物中部分沸點較低物質(zhì)損
失,提高了中性水解物收率;同時,也提高了閃蒸HCl氣體品質(zhì),使其可以直接用于氯甲烷工段,大大提高了其附加價值。
同其它工藝相比,本發(fā)明避免采用多級水洗吸收或堿中和水解物中殘留HCl,節(jié)省了大量設備投資及處理成本;本發(fā)明得到的中性水解物收率高、酸值及Cl-含量低,無新離子污染,且經(jīng)處理后的HCl氣體可直接用于氯甲烷合成,顯著提升了其綜合附加值。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的工藝方框流程圖,其中:
1、甲基氯硅烷水解系統(tǒng) 2、相分離器 3、粗水解物貯罐 4、薄膜蒸發(fā)器
5、氣液分離裝置 6、鹽水冷凝器 7、中性水解物貯罐。
具體實施方式
實施例1
將甲基氯硅烷水解得到的高酸值水解物(所述的高酸值水解物的酸值為0.2~1mgKOH/g水解物;高酸值水解物是由環(huán)狀硅氧烷((CH3)2SiO)n,(n=3~7且n為整數(shù))及線性硅氧烷HO((CH3)2SiO)nH,(n=3~10且n為整數(shù)),鹽酸及未反應的甲基氯硅烷單體組成。)在相分離器內(nèi)通過控制水解物與鹽酸界面進一步分離,將相分離器得到的粗水解物以3m3/h流量通入薄膜蒸發(fā)器預熱,熱介質(zhì)為0.5MPa飽和水蒸汽,使粗水解物溫度升至70℃后進入氣液分離裝置,控制裝置內(nèi)真空度為-60kPa,閃蒸得到的氣體進入冷凝器,冷卻介質(zhì)為-15℃冷凍鹽水,冷凝后氣體溫度低至-3℃,冷卻后氣體送至氯甲烷合成,冷凝液及氣液分離裝置得到的液體送至中性水解物貯槽,所述的所述的中性水解物的酸值為0.01mgKOH/g水解物;中性水解物包括環(huán)狀硅氧烷((CH3)2SiO)n,(n=3~7且n為整數(shù))及線性硅氧烷HO((CH3)2SiO)nH,(n=3~10且n為整數(shù))。結果表明:所得中性水解物收率達98.5%,其中Cl-含量≦5ppm。
實施例2
其它實施條件如同1,當粗水解物溫度升至80℃后時,其它工況條件不變,所得中性水解物收率達98.3%,酸值(mg(KOH)/g)為0.03,其中Cl-含量≦5ppm。
實施例3
其它實施條件如同1,當粗水解物溫度升至65℃后時,其它工況條件不變,所得中性水解物收率達98.9%,酸值(mg(KOH)/g)為0.03,其中Cl-含量≦5ppm。
實施例4
其它實施條件如同1,當氣液分離罐真空度為-70kPa時,其它工況條件不變,所得中性水解物收率達98.4%,酸值(mg(KOH)/g)為0.03,其中Cl-含量≦4ppm。
實施例5
其它實施條件如同1,當氣液分離罐真空度為-90kPa時,其它工況條件不變,所得中性水解物收率達98.7%,酸值(mg(KOH)/g)為0.03,其中Cl-含量≦4ppm。