CN101817505A

CN101817505A - 一种直接生成气态氯化氢的二甲基二氯硅烷水解方法

Info

Publication number: CN101817505A
Application number: CN 201010162802
Authority: CN
Inventors: 孔鑫明; 周海杨; 刘劭农; 周锦枫; 邓青松; 程晨杰; 汤晓娟; 江钧钧; 张俊杰
Original assignee: ZHEJIANG JINFANDA BIOCHEMICAL CO Ltd
Current assignee: ZHEJIANG JINFANDA BIOCHEMICAL CO Ltd
Priority date: 2010-04-30
Filing date: 2010-04-30
Publication date: 2010-09-01
Anticipated expiration: 2030-04-30
Also published as: CN101817505B

Abstract

一种直接生成气态氯化氢的二甲基二氯硅烷水解方法，属于甲基氯硅烷生产过程中的水解技术领域。其步骤包括：将二甲基二氯硅烷通过喷射型混合器与浓盐酸预混合后，进入静态混合器进行浓盐酸带压水解，得到反应混合物；将反应混合物通入带板式塔的组合式分离器中，将反应混合物中的酸油、酸和气分离；酸油、酸和气分别进行处理。本发明通过静态混合器的强制水解及带板式塔的组合式分离器分离，配合以冷凝除水，保证反应完全、分离彻底，可以得到较为纯净的氯化氢气体，确保氯甲烷合成装置设备及管道不易堵塞，而且由于氯化氢自带压力，可以实现氯化氢的自流输送，本发明可显著提高产品收率，每吨甲基硅氧烷的二甲基二氯硅烷的单耗在1.7吨以下。

Description

一种直接生成气态氯化氢的二甲基二氯硅烷水解方法

技术领域

本发明属于甲基氯硅烷生产过程中的水解技术领域，具体涉及一种能够直接生成气态氯化氢的二甲基二氯硅烷的水解方法。

背景技术

二甲基二氯硅烷是有机硅单体生产中的一个重要步骤，经过水解生成的甲基硅氧烷是生产一系列有机硅下游产品的主要原料。

二甲基二氯硅烷水解通常采用稀酸常压水解，稀盐酸在循环泵的作用下在反应系统内强制循环，二甲基二氯硅烷送入泵的入口，在泵叶轮的高速切割下实现与盐酸的充分混合并水解，水解生成物经重力沉降，盐酸及甲基硅氧烷得到分离，甲基硅氧烷经中和除酸及水洗后得到商品甲基硅氧烷。水解消耗的水由质量浓度约20％的稀酸或纯水补入，补入的水除了提供水解用水外，多余的水吸收了水解生成的氯化氢形成了质量浓度为29％～33％的盐酸需排出系统外。排出系统的酸进入合成氯甲烷系统的盐酸解吸系统，在解吸塔中实现解吸，解吸塔顶的氯化氢供氯甲烷合成反应用，解吸塔底为稀酸，返回水解循环泵入口供二甲基二氯硅烷水解用。稀酸浓度取决于解吸塔内的操作压力，操作压力高则稀酸浓度低。

稀酸水解在常温、常用压下进行，具有反应条件温和，流程简单，操作易于控制的特点，但也存在如下缺点：

(1)原料消耗高，生产甲基氯硅烷的二甲基二氯硅烷的单耗在1.78t以上。由于水解时生成的氯化氢以盐酸的形式排出系统外，由解吸塔脱除部分氯化氢后再返回系统，故排出水解系统的盐酸量比较大，每消耗1t二甲基二氯硅烷即有4.2t盐酸外排，受水解系统盐酸沉降时间的限制，外排的盐酸中尚有部分硅氧烷未分离出，需再次经过50小时以上的沉降方可用于解吸，沉降分离出的硅氧烷均在酸性条件下聚合成分子量较大的聚合物，市场价值较低。而且盐酸中的硅氧烷也会聚集在输送管道内壁，造成管道堵塞。

(2)由于氯化氢溶于水是一个强放热过程，水解过程需用大量水冷却，平均每吨二甲基二氯硅烷水解时需耗用50t冷却水，由于水解温度不宜过高，无法用循环水作冷却剂，若无低温的自然水，改用冷冻水作冷却剂，则能耗更大。

(3)与氯化氢溶于水是一个强放热过程相反，盐酸的解吸是一个强吸热过程，每吨二甲基二氯硅烷水解生成的氯化氢要解吸出来，需耗用0.7t蒸汽及210t冷却水。

(4)由于水解排出来的盐酸需要进行沉降，故需设置较多大容积的盐酸沉降槽，需占用较大面积的土地进行布置，而且盐酸中聚合出来的高分子需要定期进行清理，清理的时候散发的氯化氢对大气会造成一定的污染。

鉴于稀酸水解存在的以上缺陷，国内企业从国外引进了浓酸水解技术，但存在氯化氢气体压力低、氯化氢气体纯度低、设备造价昂贵的不足，工业化的生产不是很稳定。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于设计提供一种能够直接生成气态氯化氢的二甲基二氯硅烷的水解方法，该方法便于分离得到氯化氢气体及甲基硅氧烷，且生产成本低，得率高。

所述的一种直接生成气态氯化氢的二甲基二氯硅烷水解方法，其特征在于包括以下工艺步骤：

1)将二甲基二氯硅烷通过喷射型混合器与浓盐酸预混合后，进入静态混合器进行浓盐酸带压水解，得到反应混合物；

2)将步骤1)得到的反应混合物通入带板式塔的组合式分离器中，将反应混合物中的酸油、酸和气分离；

3)将步骤2)得到的酸油依次通过稀盐酸常压水解、水洗、中和及水洗，得到商品甲基硅氧烷，稀盐酸常压水解中生成的盐酸作为步骤1)中浓酸带压水解的原料循环使用；

4)将步骤2)分离得到的气体经冷凝除水、提纯后，得到纯净氯化氢，将步骤2)分离得到的酸进入步骤1)的喷射型混合器中进行循环使用。

所述的一种直接生成气态氯化氢的二甲基二氯硅烷水解方法，其特征在于所述的步骤1)喷射型混合器中浓盐酸循环体积流量和二甲基二氯硅烷体积流量比为8～60∶1，静态混合器中水解温度为-15℃～80℃，操作压力为0.02MPa～0.4MPa，所述的操作压力由二甲基二氯硅烷在静态混合器中水解得到的氯化氢气体产生。

所述的一种直接生成气态氯化氢的二甲基二氯硅烷水解方法，其特征在于所述的步骤1)喷射型混合器中浓盐酸循环体积流量和二甲基二氯硅烷体积流量比为15～30∶1，静态混合器中水解温度为0℃～40℃，操作压力为0.05MPa～0.2MPa。

所述的一种直接生成气态氯化氢的二甲基二氯硅烷水解方法，其特征在于所述的步骤1)中静态混合器由石墨、陶瓷、搪玻璃、塑料或钢衬塑材料中的一种或一种以上物质构成。

所述的一种直接生成气态氯化氢的二甲基二氯硅烷水解方法，其特征在于所述的步骤1)中浓盐酸的质量浓度为36～50％。

所述的一种直接生成气态氯化氢的二甲基二氯硅烷水解方法，其特征在于所述的步骤2)中带板式塔的组合式分离器为重力沉降式气液分离器。

所述的一种直接生成气态氯化氢的二甲基二氯硅烷水解方法，其特征在于所述的步骤3)中稀盐酸的质量浓度为2～30％，中和采用质量浓度为5％～30％的纯碱溶液或质量浓度为2％～10％的烧碱溶液。

所述的一种直接生成气态氯化氢的二甲基二氯硅烷水解方法，其特征在于所述的步骤3)中稀盐酸的质量浓度为10～20％，中和采用质量浓度为10％～20％的纯碱溶液或质量浓度为5％～8％的烧碱溶液。

上述的一种直接生成气态氯化氢的二甲基二氯硅烷水解方法，设计合理，通过静态混合器的强制水解及带板式塔的组合式分离器分离，配合以冷凝除水，保证反应完全、分离彻底，可以得到较为纯净的氯化氢气体，确保氯甲烷合成装置设备及管道不易堵塞，而且由于氯化氢自带压力，可以实现氯化氢的自流输送，本发明可显著提高产品收率，每吨甲基硅氧烷的二甲基二氯硅烷的单耗在1.7吨以下。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

以下结合具体实施例及说明书附图来进一步说明本发明。

实施例1

浓盐酸在水解循环泵和分离器之间循环，循环泵和分离器之间安装喷射型混合器和静态混合器，喷射型混合器由市场购得，静态混合器由由石墨、陶瓷、搪玻璃、塑料或钢衬塑材料中的一种或一种以上物质构成，二甲基二氯硅烷经流量计计量后连续通入喷射型混合器，喷射型混合器中浓盐酸循环体积流量和二甲基二氯硅烷体积流量比为40∶1；混合后的物料在静态混合器中于40℃下发生水解反应，水解生成甲基硅氧烷与气态氯化氢，反应混合物流出静态混合器进入重力沉降式气液分离器进行油、酸、气三相分离，气态氯化氢使得分离器中气压达到0.2MPa(表压)。循环浓盐酸的浓度取决于分离器上部气相空间的氯化氢压力，随氯化氢控制压力的高低而变化，当表压为0.2MPa时，浓盐酸的质量浓度40％。分离器分离出的酸返回水解循环泵；油进入常压水解系统；氯化氢气体经冷却除水、提纯后输送到合成氯甲烷装置。

分离器分离出的油进入稀酸水解装置，用质量浓度为20％的稀盐酸进行常压水解，然后依次经过水洗、中和及水解得到商品甲基硅氧烷，每吨商品硅氧烷消耗二甲甲基二氯硅烷1698.5kg，中和采用浓度为25％的纯碱溶液。水洗的水可作为常用压水解的补充物，常压水解的稀盐酸可作为浓酸带压水解的补充物，水洗水的补充量根据带压水解的反应用水量确定。

实施例2

二甲基二氯硅烷经流量计计量后连续通入喷射型混合器，喷射型混合器中浓盐酸循环体积流量和二甲基二氯硅烷体积流量比为60∶1；混合后的物料在静态混合器中于80℃下发生水解反应，水解生成甲基硅氧烷与气态氯化氢；反应混合物流出静态混合器进入重力沉降式气液分离器进行油、酸、气三相分离，气态氯化氢使得分离器中气压达到0.4MPa(表压)；当表压为0.4MPa时，循环浓盐酸的质量浓度50％。分离器分离出的酸返回水解循环泵；油进入常压水解系统；氯化氢气体经冷却除水、提纯后输送到合成氯甲烷装置。

分离器分离出的油进入稀酸水解装置，用质量浓度为30％的稀盐酸进行常压水解，然后依次经过水洗、中和及水解得到商品甲基硅氧烷，每吨商品硅氧烷消耗二甲甲基二氯硅烷1695.7kg，中和采用浓度为5％、15％或30％的纯碱溶液。水洗的水可作为常用压水解的补充物，常压水解的稀盐酸可作为浓酸带压水解的补充物，水洗水的补充量根据带压水解的反应用水量确定。

实施例3

二甲基二氯硅烷经流量计计量后连续通入喷射型混合器，喷射型混合器中浓盐酸循环体积流量和二甲基二氯硅烷体积流量比为20∶1；混合后的物料在静态混合器中于0℃下发生水解反应，水解生成甲基硅氧烷与气态氯化氢；反应混合物流出静态混合器进入重力沉降式气液分离器进行油、酸、气三相分离，气态氯化氢使得分离器中气压达到0.1MPa(表压)；当表压为0.1MPa时，循环浓盐酸的质量浓度45％。分离器分离出的酸返回水解循环泵；油进入常压水解系统；氯化氢气体经冷却除水、提纯后输送到合成氯甲烷装置。

分离器分离出的油进入稀酸水解装置，用质量浓度为15％的稀盐酸进行常压水解，然后依次经过水洗、中和及水解得到商品甲基硅氧烷，每吨商品硅氧烷消耗二甲甲基二氯硅烷1697.4kg，中和采用浓度为2％、5％或10％的烧碱溶液。水洗的水可作为常用压水解的补充物，常压水解的稀盐酸可作为浓酸带压水解的补充物，水洗水的补充量根据带压水解的反应用水量确定。

实施例4

二甲基二氯硅烷经流量计计量后连续通入喷射型混合器，喷射型混合器中浓盐酸循环体积流量和二甲基二氯硅烷体积流量比为8∶1；混合后的物料在静态混合器中于-15℃下发生水解反应，水解生成甲基硅氧烷与气态氯化氢；反应混合物流出静态混合器进入重力沉降式气液分离器进行油、酸、气三相分离，气态氯化氢使得分离器中气压达到0.02MPa(表压)；当表压为0.02MPa时，循环浓盐酸的质量浓度36％。分离器分离出的酸返回水解循环泵；油进入常压水解系统；氯化氢气体经冷却除水、提纯后输送到合成氯甲烷装置。

分离器分离出的油进入稀酸水解装置，用质量浓度为2％的稀盐酸进行常压水解，然后依次经过水洗、中和及水解得到商品甲基硅氧烷，每吨商品硅氧烷消耗二甲甲基二氯硅烷1696.3kg，中和采用浓度为2％、5％或10％的烧碱溶液。水洗的水可作为常用压水解的补充物，常压水解的稀盐酸可作为浓酸带压水解的补充物，水洗水的补充量根据带压水解的反应用水量确定。

Claims

1.一种直接生成气态氯化氢的二甲基二氯硅烷水解方法，其特征在于包括以下工艺步骤：

2.如权利要求1所述的一种直接生成气态氯化氢的二甲基二氯硅烷水解方法，其特征在于所述的步骤1)喷射型混合器中浓盐酸循环体积流量和二甲基二氯硅烷体积流量比为8～60∶1，静态混合器中水解温度为-15℃～80℃，操作压力为0.02MPa～0.4MPa，所述的操作压力由二甲基二氯硅烷在静态混合器中水解得到的氯化氢气体产生。

3.如权利要求1所述的一种直接生成气态氯化氢的二甲基二氯硅烷水解方法，其特征在于所述的步骤1)喷射型混合器中浓盐酸循环体积流量和二甲基二氯硅烷体积流量比为15～30∶1，静态混合器中水解温度为0℃～40℃，操作压力为0.05MPa～0.2MPa。

4.如权利要求1所述的一种直接生成气态氯化氢的二甲基二氯硅烷水解方法，其特征在于所述的步骤1)中静态混合器由石墨、陶瓷、搪玻璃、塑料或钢衬塑材料中的一种或一种以上物质构成。

5.如权利要求1所述的一种直接生成气态氯化氢的二甲基二氯硅烷水解方法，其特征在于所述的步骤1)中浓盐酸的质量浓度为36～50％。

6.如权利要求1所述的一种直接生成气态氯化氢的二甲基二氯硅烷水解方法，其特征在于所述的步骤2)中带板式塔的组合式分离器为重力沉降式气液分离器。

7.如权利要求1所述的一种直接生成气态氯化氢的二甲基二氯硅烷水解方法，其特征在于所述的步骤3)中稀盐酸的质量浓度为2～30％，中和采用质量浓度为5％～30％的纯碱溶液或质量浓度为2％～10％的烧碱溶液。

8.如权利要求1所述的一种直接生成气态氯化氢的二甲基二氯硅烷水解方法，其特征在于所述的步骤3)中稀盐酸的质量浓度为10～20％，中和采用质量浓度为10％～20％的纯碱溶液或质量浓度为5％～8％的烧碱溶液。