CN104140531A - 一种适用于甲基含氢硅油的无溶剂连续制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于甲基含氢硅油的无溶剂连续制备方法,本工艺方法是以有机硅单体生产副产物——甲基二氯硅烷和三甲基一氯硅烷为原料,依次经水解、分层、水洗萃取、调聚、脱低步骤后制得甲基含氢硅油成品的生产方法,本制备方法不仅改变了以往传统间歇法生产时产品效率低、质量不稳定以及传统生产中有机溶剂的引入等缺陷,能达到节能降耗的目的,降低环境的污染等特性,还具有降低生产成本、缩短生产周期、提高产品质量、增加成品收率、工业操作安全性强等诸多优势,并具有良好的工业操作性。
Description
技术领域
本发明涉及甲基含氢硅油的制备领域,具体的说,是一种适用于甲基含氢硅油的无溶剂连续制备方法。
背景技术
甲基含氢硅油是硅油产品中极其重要的产品之一,它的硅氧烷主链中含有活波基团氢,活性较高,并能与多种活性基团反应,而其显著特点则是防水效果好。在实际使用过程中,甲基含氢硅油可以低温交联成膜,并在物质的表面形成防水层,用作陶瓷防污、防油、防水处理剂;可合成各种改性硅油、硅橡胶用重要中间体;可用作天然及合成纤维织物、丝绸、皮革的防水剂和柔软剂;纸张的防水、防粘剂或玻璃纤维的防水柔软剂等;当然,随着液体硅橡胶的需求量的日益增加,甲基含氢硅油由于分子中含有一定数量比较活泼的Si-H键,易发生交联反应,因此,在Pt触媒催化下,还可用作成型液体硅橡胶的交联剂以及高温混炼胶的抗黄剂等,用途十分广泛。
传统的甲基含氢硅油的生产工艺包括:在反应釜中加入定量的溶剂和水,滴加定量的甲基氢二氯硅烷和三甲基氯硅烷单体,水解完毕后,分离油层水洗三次,加入浓硫酸调聚,反应结束后,油层水洗至中性,脱溶剂和低沸物,脱色过滤即得成品。但从目前国内的聚甲基氢硅烷(甲基含氢硅油)的生产情况来看,在甲基含氢硅油的生产过程中还存在如下缺陷:
(1)现有大部分的生产过程采用的都是“釜式”反应间歇式的生产工艺,容易导致产品生产效率低等问题;
(2)水解反应中,采用甲苯、石油醚等溶剂作为主要溶剂,水解完毕,分离油层水洗三次,加入浓硫酸调聚,反应结束后,油层水洗至中性,脱溶剂、低沸物和脱色过滤后,即得成品,操作步骤繁琐,同时,采用甲苯、石油醚等作为溶剂,产品中难免有异味,也限制了产品的用途;
(3)在后续生产过程中普遍的引入碱性溶液进入生产系统中,进而导致生产出的产品在色度、气味上低于优质产品,限制了对产品的用途,同时该工艺中产品中的氢流失也很大,产品品质很不稳定,而且生产的消耗远大于国外生产水平,这就对生产效益产生了极大的局限性。
现有情况是,专利文献CN102516545B(连续化生产含氢硅油的方法,2013.08.07)、CN103554502A(无溶剂型含氢硅油及其制备方法,2014.02.05)、CN102030905B(制备无溶剂型高含氢硅油的方法,2012.10.31)、CN102643428A(制备甲基含氢硅油的方法,2012.08.22)、CN103788377A(一种连续化生产高含氢硅油的生产工艺,2014.05.14)在现有传统工艺的基础上进行了改进,首先,从生产过程进行改进,公开了一种较传统间歇式生产工艺效率更高的连续化生产方法,尤其是专利文献CN102516545B和CN102030905B,还特别披露了该连续化生产依赖的反应设备为反应釜,同时,在水解反应中还避免了甲苯、石油醚等有机溶剂的加入,有效的提高了甲基含氢硅油的产品质量;在此基础上,专利文献CN103788377A则提出了一种含氢量为1.56~1.60wt%的高含氢硅油的生产方法,但从其制备工艺来看,同样存在产品品质不稳定、生产效益低等缺陷,因此,本发明应运而生。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于甲基含氢硅油的无溶剂连续制备方法,本制备方法是以有机硅单体生产副产物——甲基二氯硅烷和三甲基一氯硅烷为原料,依次经水解、分层、水洗萃取、调聚、脱低步骤后制得甲基含氢硅油成品的生产方法,该生产方法可实现连续的工业化生产,且各步骤均有严格的停留时间控制,改变了以往传统间歇法生产时产品效率低、质量不稳定等缺陷,同时,也避免了传统生产中有机溶剂的引入,达到了节能降耗的目的,对降低环境污染,提高产品品质以及扩大应用领域均具有良好的促进作用。
本发明通过下述技术方案实现:一种适用于甲基含氢硅油的无溶剂连续制备方法,本制备方法是以有机硅单体生产副产物为原料来生产甲基含氢硅油成品的制备方法,改变了以往传统间歇法生产时产品效率低、质量不稳定以及传统生产中有机溶剂的引入等缺陷,不仅达到节能降耗的目的,也降低了对环境的污染,同时使得产品的品质,应用领域大大提高,在本发明中,所述的有机硅单体生产副产物包括甲基二氯硅烷和三甲基一氯硅烷,在本发明中,所述的甲基含氢硅油成品的参数指标包括:
含氢量:1.50~1.66%; 粘度:10~50(25℃,mm2/s);
密度:0.950~1.015(25℃,g/cm3);挥发份:< 3%(150℃,3h);
折光率:1.390~1.410(25℃);酸值:0.001~0.01(mgKOH/g)。
进一步的,所述的制备方法包括以下步骤:
(a)水解:将甲基二氯硅烷和三甲基一氯硅烷按重量比(10~60):1的比例混合制成单体混合物,将该单体混合物、水、低分子硅油按重量比1:(1~5):(0~0.5)的比例持续送入水解回路,反应后获得酸性水解物料,反应温度为5~30℃,控制水解回路的平均停留时间为30~90min;
(b)分层:将水解回路出来的酸性水解物料进行分层,获得上层粗硅油和下层盐酸,所述粗硅油的含酸量为1000~3000mg/L,控制酸性水解物料在分层器的停留时间为40~90min;
(c)水洗萃取:依次对上述步骤(b)获得的粗硅油依次经水洗萃取、分层后,得到含酸量为150~500mg/L的硅油水解物,停留时间控制在50~100min;
(d)调聚:对步骤(c)制得的硅油水解物进行干燥处理,获得水分含量为15~50mg/L的硅油,并在催化剂的作用下对其进行调聚处理,停留时间为30~120min;
(e)脱低:将上述步骤(d)获得的硅油进行加热,待温度加热至60~100℃后,再在温度120~180℃、真空-60~-99.5Kpa下,对硅油进行脱低处理,脱低后获得甲基含氢硅油成品,该甲基含氢硅油成品为无色透明的无溶剂产品,在实际生产过程中,制得的甲基含氢硅油成品通常经冷却后送入产品罐,再装箱储存。
所述的制备方法还包括:对步骤(d)获得的硅油进行酸值平衡调节,所述的酸值平衡调节包括采用PH值为7.5~8.5的弱碱性溶液对调聚后的硅油进行酸碱平衡调节,调整时间为30~120min,待硅油的PH值调节至6.8~7.2后,再完成步骤(e)的操作,由上述情况可知,本发明还增加了酸值平衡这一操作步骤,即:步骤(d)获得的硅油需经酸值平衡后再被送入预热器中进行加热,其优势在于:提高脱低后甲基含氢硅油成品的稳定性、产品质量以及产品含氢量等,实际使用效果良好。
在本发明中,弱碱性溶液的碱性较弱,能避免硅油Si-H键因碱性太强而引起断裂并产生交联的情况,所述的弱碱性溶液为碳酸钙溶液或碳酸氢钠溶液。
本发明在所述的水解回路中添加有浓度为10~30%的盐酸溶液,按重量比计,所述的单体混合物与盐酸溶液的比值为(1~5):1,在实际生产过程中,盐酸溶液无需持续加入,通常在反应发生前,预先盛装于管式反应器内,待加入反应原料后,一定比例的盐酸溶液即为水解回路提供适宜的酸性环境,从而提高水解回路的反应进程。
在本发明中,水解回路的总体反应表现为强放热反应,为避免Si-H在温度过高及酸性条件下的分解,在所述的步骤(a)中,水解回路中反应温度的控制范围为5~25℃;在所述的步骤(b)中,分层后获得的下层盐酸的浓度为10~30%。
进一步的,所述的步骤(c)包括:
(c.1)选取浓度为5~20%无机盐水溶液或水作为萃取液,对将步骤(b)获得的粗硅油进行水洗萃取,水洗温度为25~60℃,水洗萃取后获得油水混合物;
(c.2)通过分层处理去除油水混合物中的水分后,获得含酸量150~500mg/L的硅油水解物,析出的水分均被回收利用,用作步骤(c.1)中的萃取液使用或萃取液的溶剂使用。
在本发明中,萃取液可对粗硅油中残留的酸进行快速、清洁的洗涤,同时,在清洗过程中,为避免甲基含氢硅油在碱性条件下迅速交联,所述的无机盐水溶液为中性或弱碱性无机盐溶液,包括氯化钠水溶液、氯化钙水溶液或碳酸氢钠水溶液中的一种。
优化的,所述的步骤(d)包括:
(d.1)将步骤(c)制得的硅油水解物送入脱水系统,在25~50℃的温度下,鼓入干燥空气或干燥氮气带走硅油水解物中的水分,并获得水分含量为15~50mg/L的硅油;
(d.2)将上述步骤获得的硅油进行加热,加热至40~60℃后,在催化剂的作用下调整硅油的平均分子量至平衡,催化剂则选用酸度值为5~20 mgKOH/g的白土或硅藻土。
为更好的实现本发明,在所述的步骤(e)中,对硅油进行脱低处理的控制参数包括:真空压力-90~-99.5Kpa、脱低温度125~160℃,由硅油脱低后获得的低分子则经计量后冷凝回收,作为工艺副产品备用或送入步骤(a)中,作为低分子硅油使用。
本发明与现有技术相比,具有以下优点及有益效果:
(1)本发明涉及的工艺方法是采用一定比例的甲基二氯硅烷和三甲基一氯硅烷的混合物作为原料,与去离子水进行反应,并依次经水解、油酸分层、水洗萃取、油水分层,脱水调聚、脱低步骤后制得甲基含氢硅油成品的生产过程,本工艺与传统工艺最大的不同在于用管式反应器的水解回路替代了以往的釜式反应器,实现了连续生产,且各步骤均有严格的停留时间控制,改变了以往传统间歇法生产时产品效率低、质量不稳定等缺陷,在实现连续化工业生产的同时,还具有降低生产成本、生产收率高、产品质量好、生产周期短等特点,使得综合生产成本也大大降低。
(2)本发明用于制备甲基含氢硅油的生产原料采用的是有机硅单体生产中的副产物——甲基二氯硅烷和三甲基氯硅烷,在实际工业生产中,以此作为甲基含氢硅油的生产原料,不但能降低生产成本,还使得有机硅产业链得以延续发展,及时处理有机硅单体生产中的副产物,在避免环境污染的同时,也创造了较好的社会经济效益,极具推广价值。
(3)为进一步提高本工艺的工业化生产效率,本发明在管式反应器中还加入有一定浓度的盐酸溶液,在实际生产过程中,盐酸溶液无需持续加入,通常在反应发生前,预先盛装于管式反应器内,待加入反应原料后,一定比例的盐酸溶液即为水解回路提供适宜的酸性环境,从而提高水解回路的反应进程,以此达到提高本工艺工业化生产效率的目的。
(4)本发明采用管式反应器作为水解回路的反应器,其优点在于反应停留时间较短,保证了酸性水解物在酸中停留的时间大大缩短,降低了Si-H在酸性条件下的热水解,保证了产品的产率及品质,大大缩短了生产周期,同时,还避免了釜式反应的间歇生产的局限性,达到连续生产的目的,在实际使用过程中,为防止盐酸对管式反应器内壁的腐蚀,管式反应器通常内壁涂覆上防腐层,提高设备的使用周期。
(5)本发明较传统生产工艺而言,增加了酸值平衡调节这一操作步骤,该步骤主要是将步骤(d)获得的硅油通过平衡试剂调节酸碱平衡后再送入预热器中进行加热,能提高脱低后甲基含氢硅油成品的稳定性、产品质量以及产品含氢量等,且实际使用效果良好。
(6)本发明避免了传统生产中大量有机溶剂的引入,采用无机盐水溶液或水作为萃取步骤中的萃取液,避免了产品中难以消除的异味,提高了甲基含氢硅油成品的市场价值,同时,由于水洗萃取工艺采用无机盐水溶液或水的方式进行,因此,还实现了对产品的快速、清爽的相分离的目的。
(7)本发明在调聚步骤中去除了传统工艺中浓硫酸的引入,采用高效的固体催化剂,如:弱酸性白土或硅藻土,不仅保证了高效调聚效果,更避免了浓硫酸对设备强腐蚀的弊端,有效的降低了硅油产品在强酸性环境下的氢流失,从而保证高品质含氢硅油的生产及延长了产品的保存期。
(8)本发明制备而得的甲基含氢硅油成品质量良好,由于所用固体催化剂杂质少,酸性小于浓硫酸,因此,副反应少,产品质量好,纯度高,含氢量至少在1.5%以上,当然,这也是传统工艺无法满足的。
(9)本发明在整个生产工艺全程避免使用强碱性物质,例如:平衡试剂、催化剂以及无机盐水溶液等,均为弱碱、弱酸性或中性,其目的在于:避免甲基含氢硅油在碱性条件下迅速交联及酸性条件下的氢流失,从而保证高品质含氢硅油的生产。
(10)本发明涉及的工艺生产系统设计合理,采用混合釜、管式反应器、脱水塔等设备优化组合而成,不仅具有高度自动化、连续化、节能环保、产品品质高端等特点,在实际工艺生产过程中,还具有较高的安全性,符合现代化工业生产的标准。
(11)本发明可实现良好的环境效益,由于整个生产工艺中产生的酸水较少、酸度低、水洗萃取时产生的(酸)水还可循环使用,无需排放,因此,既节省了大量的水资源,也治理了废水污染,一举两得,尤其适宜广泛推广使用。
(12)本发明涉及的工业生产具有方便的工业操作性,在本工艺生产中,使用的催化剂为固体,硅油产品为液体,两者易分离,在便于生产操作的同时,还能有效的降低劳动强度。
(13)由于本发明涉及的工艺生产未引入有机溶剂及强酸、强碱,因此,也减少了对设备的投资及腐蚀,便于设备保养和使用,同时,更保证了产品的品质及存储周期,增大运输半径。
具体实施方式
下面将本发明的发明目的、技术方案和有益效果作进一步详细的说明。
应该指出,以下详细说明都是示例性的,旨在对所要求的本发明提供进一步的说明,除非另有说明,本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
本发明涉及一种适用于甲基含氢硅油的无溶剂连续制备方法,,特别是以有机硅单体生产副产物为原料来生产甲基含氢硅油成品的制备方法,该制备方法与现有专利文献CN102516545B、CN103554502A、CN102030905B、CN102643428A、CN103788377A的不同在于,本制备方法不仅改变了以往传统间歇法生产时产品效率低、质量不稳定以及传统生产中有机溶剂的引入等缺陷,能达到节能降耗的目的,降低环境的污染等特性,还具有降低生产成本、缩短生产周期、提高产品质量、增加成品收率、工业操作安全性强等诸多优势,并具有良好的工业操作性。
以下是对本发明所涉及的工艺方法的进一步描述:
从生产原料的选择来看,本发明以有机硅单体生产副产物——甲基二氯硅烷和三甲基一氯硅烷为生产原料,我们知道,甲基二氯硅烷和三甲基一氯硅烷均是直接法合成甲基氯硅烷单体过程中的副产物,在实际工业生产中,以此作为甲基含氢硅油的生产原料,不但能降低生产成本,还使得有机硅产业链得以延续发展,及时处理有机硅单体生产中的副产物,在避免环境污染的同时,也创造了较好的社会经济效益,极具推广价值。
本工艺步骤的具体概括如下:
(a)水解:将甲基二氯硅烷和三甲基一氯硅烷分别经计量后送入混合釜中混合制成单体混合物,在该单体混合物中,甲基二氯硅烷和三甲基一氯硅烷的重量比为(10~60):1,在生产初期,管式反应器内通常会加入有浓度为10~ 30%的盐酸溶液,单体混合物与盐酸溶液的重量比为(1~5):1,管式反应器内壁设置防腐材料进行制作,以防止盐酸溶液对管式反应器内壁的腐蚀,提高设备的运行周期;生产时,单体混合物和水分别经计量后持续送入管式反应器进行水解回路的反应,获得酸性水解物料,在实际操作过程中,整个反应是在连续进料,连续出料的状态下完成,而盐酸溶液则无需持续加入,其作用是为水解回路提供适宜的酸性环境,从而提高水解回路的反应进程,达到提高本工艺工业化生产效率的目的。在本发明中,单体混合物与水的重量比为1:(1~5),为保证产品的洁净和高品质,水优选去离子水;随着反应的持续进行,当(e)步骤对硅油脱低而获得低分子后,该低分子还可作为低分子硅油(低沸物)持续加入管式反应器中进行水解回路的反应,并与单体混合物与水一并作为水解回路的反应原料,单体混合物与低分子硅油的重量比为1:(0~0.5),当系统未生成低分子时,低分子硅油的加入量为0。在上述水解回路的反应过程中,应尽可能控制酸性水解物在酸中的最少停留时间,以降低其Si—H键在酸条件下的热分解,因此,应控制水解回路的平均停留时间为30~90min,优化为 30~60min,反应温度为5~30℃。在本发明中,由于水解回路的总体反应表现为强放热反应,为避免Si-H键在温度过高及酸性条件下的分解,该水解回路中的反应温度由制冷系统通过专用的冷却器进行控制,优化的,温度控制范围为5~25℃。
(b)分层:将水解回路出来的酸性水解物料送入第一分层器进行分层,获得上层含酸量为1000~3000mg/L的粗硅油和下层浓度为10~30%的盐酸,此步骤的重点也是要最大限度的降低Si-H键的分解,因此,快速、清爽的相分离操作是我们所希望的,在实际操作时,停留时间应控制在40~90min,分层后获得的下层盐酸被送入盐酸储罐备用或出售。
(c)水洗萃取:经第一分层器获得的粗硅油送入萃取系统,萃取系统主要由萃取搅拌釜、油水分离器组成,并依次完成以下步骤:
(c.1)选取浓度为5~20%的无机盐水溶液或水作为萃取液,将粗硅油送入萃取搅拌釜中进行水洗萃取,萃取液可对粗硅油中残留的酸进行快速、清洁的洗涤,其水洗温度为25~60℃,优选35~45℃,获得油水混合物,在萃取洗涤过程中,为避免甲基含氢硅油在碱性条件下迅速交联,在此过程中,无机盐水溶液应选用中性或弱碱性无机盐溶液,例如:氯化钠水溶液、氯化钙水溶液或碳酸氢钠水溶液中的一种。
(c.2)将油水混合物送入油水分离器,油水分离器包括第二分层器和第三分层器,该油水混合物依次被送入第二分层器和第三分层器进行油水分离后,获得含酸量为150~500mg/L的硅油水解物,停留时间控制在50~100min,第二分层器和第三分层器析出的水分则均被送入萃取液系统,用作步骤(c.1)中的萃取液使用。
(d)调聚:此步骤选用酸性白土或硅藻土作为催化剂,包括以下步骤:
(d.1)将上述步骤获得的含酸量为150~500mg/L的硅油水解物送入脱水塔中,在25~50℃的温度下,鼓入干燥气体带走硅油水解物中的水分,并获得水分含量为15~50mg/L的硅油,干燥气体可选用干燥空气或由氮气系统提供的干燥氮气,其目的在于:去除多余水分以避免过量的水对催化剂引起的“中毒”,优选的,干燥气体优选为干燥氮气。
(d.2)将上述步骤获得的硅油送入换热器加热至40~60℃后,并送入装有催化剂的调聚器中调整硅油的平均分子量至平衡,停留时间为30~120min,优选60~120min,催化剂优选酸度值为5~20(mgKOH/g)的白土或硅藻土,白土或硅藻土均为弱酸性,可避免强酸性催化剂形成的强酸性条件对Si-H键的影响,在实际使用时,由于催化剂为固体,为避免调聚后的硅油中可能存在催化剂或其它杂质而造成成品的污染,本发明还设计有过滤装置。
(e)脱低:将上述步骤获得的硅油送入预热器中进行加热,温度加热至60~100℃后,再将硅油送入脱低器中,在温度120~180℃、真空-60~-99.5Kpa下,对硅油进行脱低处理,脱低后获得甲基含氢硅油成品,该甲基含氢硅油成品为无色透明的无溶剂产品,在实际生产过程中,制得的甲基含氢硅油成品通常经冷却后送入产品罐,再装箱储存。在上述步骤中,预热器和脱低器均由导热油系统提供热源;硅油经预热器加热、脱低器脱低步骤中产生的尾气被送入尾气净化塔中进行处理;硅油由脱低器脱除的低分子经计量后冷凝回收,作为工艺副产品备用或送入步骤(a)中,作为反应原料(低沸物)使用。脱低器可采用薄膜蒸发器,其控制参数优化选择进一步包括:真空压力-90~-99.5Kpa、脱低温度125~160℃。
从上述情况可知,在本发明涉及的水解回路中,混合进料是连续性的,并且甲基二氯硅烷与三甲基一氯硅烷的混合比列是可根据市场的产品品质规格需求而进行调整的,通过不同的混合比例调整,可得到不同含氢量、不同粘度产品硅油,因此,在本发明中,甲基含氢硅油成品的参数指标包括:
为获得高质量的甲基含氢硅油成品,本发明涉及的工艺方法还包括:对步骤(d)获得的硅油进行酸值平衡调节,包括采用平衡试剂对调聚平衡的硅油进行酸碱平衡调节,调整时间为30~120min,待硅油的PH值调节至6.8~7.2后,再送入预热器中完成步骤(e)的操作。其优势在于:提高脱低后甲基含氢硅油成品的稳定性、产品质量以及产品含氢量等,实际使用效果良好。当然,在此过程中,为避免碱性太强引起硅油Si-H键的断裂并产生交联,平衡试剂应首先考虑选用弱碱性溶液,即:平PH值为7.5~8.5的弱碱性溶液,例如:碳酸钙溶液或碳酸氢钠溶液。
经酸值平衡调节后,甲基含氢硅油成品的含氢量可进一步优化至1.55~1.66%。
下面以几个典型实施例来列举说明本发明的具体实施方式,当然,本发明的保护范围并不局限于以下实施例。
实施例1:
本实施例选用重量比为10:1的甲基二氯硅烷和三甲基一氯硅烷作为原料,反应初期,管式反应器内加入有浓度为10%的盐酸溶液,具体步骤如下:
(a)水解:将甲基二氯硅烷和三甲基一氯硅烷按比例送入混合釜中混合制成单体混合物,再将该单体混合物、水按重量比1:1的比例持续加入至管式反应器中进行水解回路的反应,并获得酸性水解物,其中,盐酸溶液与单体混合物的重量比为1:1,随着反应的持续进行,加入的单体混合物与低分子硅油的重量比为1: 0.1,控制水解回路的平均停留时间为30min,反应温度为5℃。
(b)分层:将水解回路出来的酸性水解物料送入第一分层器进行分层,获得上层含酸量为1000mg/L的粗硅油和下层浓度为10%的盐酸,停留时间应控制在40min,分层后获得的下层盐酸被送入盐酸储罐备用或出售。
(c)水洗萃取:经第一分层器获得的粗硅油送入萃取系统,并依次完成以下步骤:
(c.1)选取浓度为5%的氯化钠水溶液作为萃取液,将粗硅油送入萃取搅拌釜中进行水洗萃取,水洗温度为25℃,获得油水混合物;
(c.2)将油水混合物依次送入第二分层器和第三分层器进行油水分离后,获得含酸量为150mg/L的硅油水解物,停留时间控制在50min,第二分层器和第三分层器分层后的水溶液分则均被送入萃取液系统,循环使用。
(d)调聚:此步骤选用酸度值为5mgKOH/g的酸性白土作为催化剂,步骤如下:
(d.1)将上述步骤获得的含酸量为150mg/L的硅油水解物送入脱水塔中,在50℃的温度下,鼓入由氮气系统提供的干燥氮气带走硅油水解物中的水分,并获得水分含量为15mg/L的硅油;
(d.2)将上述步骤获得的硅油送入换热器加热至40℃后,送入装有催化剂的调聚器中调整至平衡,停留时间为30min,待硅油调整平衡后再送入过滤装置进行过滤除去杂质。
(e)脱低:将上述步骤获得的硅油送入预热器中进行加热,温度加热至60℃后,再将硅油送入薄膜蒸发器中,在温度120℃、真空-99.5Kpa下,对硅油进行脱低处理,脱低后获得甲基含氢硅油成品,该甲基含氢硅油成品为无色透明的无溶剂产品,经冷却后送入产品罐,再装箱储存;硅油经预热器加热、脱低器脱低步骤中产生的尾气被送入尾气净化塔中进行处理;硅油由脱低器脱除的低分子经计量后冷凝回收,作为工艺副产品备送入步骤(a)中,作为低分子硅油使用。
对上述操作步骤获得的甲基含氢硅油成品进行参数指标的测试,获得如表1所示数据:
表1
实施例2:
本实施例选用重量比为60:1的甲基二氯硅烷和三甲基一氯硅烷作为原料,反应初期,管式反应器内加入有浓度为30%的盐酸溶液,具体步骤如下:
(a)水解:将甲基二氯硅烷和三甲基一氯硅烷按比例送入混合釜中混合制成单体混合物,再将该单体混合物、水按重量比1:5的比例持续加入至管式反应器中进行水解回路的反应,并获得酸性水解物,其中,盐酸溶液与单体混合物的重量比为1:5,随着反应的持续进行,加入的单体混合物与低分子硅油的重量比为1: 0.5,控制水解回路的平均停留时间为90min,反应温度为30℃。
(b)分层:将水解回路出来的酸性水解物料送入第一分层器进行分层,获得上层含酸量为3000 mg/L的粗硅油和下层浓度为30 %的盐酸,停留时间应控制在90min,分层后获得的下层盐酸被送入盐酸储罐备用或出售。
(c)水洗萃取:经第一分层器获得的粗硅油送入萃取系统,并依次完成以下步骤:
(c.1)选取水作为萃取液,将粗硅油送入萃取搅拌釜中进行水洗萃取,水洗温度为60℃,获得油水混合物;
(c.2)将油水混合物依次送入第二分层器和第三分层器进行油水分离后,获得含酸量为500mg/L的硅油水解物,停留时间控制在100min,第二分层器和第三分层器析出的水分则均被送入萃取液系统,循环利用。
(d)调聚:此步骤选用酸度值为20mgKOH/g的酸性白土作为催化剂,步骤如下:
(d.1)将上述步骤获得的含酸量为500mg/L的硅油水解物送入脱水塔中,在50℃的温度下,鼓入由氮气系统提供的干燥氮气带走硅油水解物中的水分,并获得水分含量为50mg/L的硅油;
(d.2)将上述步骤获得的硅油送入换热器加热至60℃后,送入装有催化剂的调聚器中调整至平衡,停留时间为120min,待硅油调整平衡后再送入过滤装置进行过滤除去杂质。
(e)脱低:将上述步骤获得的硅油送入预热器中进行加热,温度加热至100℃后,再将硅油送入薄膜蒸发器中,在温度180℃、真空-60Kpa下,对硅油进行脱低处理,脱低后获得甲基含氢硅油成品,该甲基含氢硅油成品为无色透明的无溶剂产品,经冷却后送入产品罐,再装箱储存;硅油经预热器加热、脱低器脱低步骤中产生的尾气被送入尾气净化塔中进行处理;由脱低器脱除的低分子经计量后冷凝回收,作为工艺副产品送入步骤(a)中,作为低分子硅油使用。
对上述操作步骤获得的甲基含氢硅油成品进行参数指标的测试,获得如表2所示数据:
表2
实施例3:
本实施例选用重量比为35:1的甲基二氯硅烷和三甲基一氯硅烷作为原料,具体步骤如下:
(a)水解:将甲基二氯硅烷和三甲基一氯硅烷按比例送入混合釜中混合制成单体混合物,再将该单体混合物、水按重量比1:3的比例持续加入至管式反应器中进行水解回路的反应,并获得酸性水解物,随着反应的持续进行,加入的单体混合物与低分子硅油的重量比为1: 0.25,控制水解回路的平均停留时间为65min,反应温度为17.5℃。
(b)分层:将水解回路出来的酸性水解物料送入第一分层器进行分层,获得上层含酸量为1500mg/L的粗硅油和下层浓度为20%的盐酸,停留时间应控制在65min,分层后获得的下层盐酸被送入盐酸储罐备用或出售。
(c)水洗萃取:经第一分层器获得的粗硅油送入萃取系统,并依次完成以下步骤:
(c.1)选取浓度为12.5%的氯化钙水溶液作为萃取液,将粗硅油送入萃取搅拌釜中进行水洗萃取,水洗温度为37.5℃,获得油水混合物;
(c.2)将油水混合物依次送入第二分层器和第三分层器进行油水分离后,获得含酸量为325mg/L的硅油水解物,停留时间控制在75min,第二分层器和第三分层器析出的水分则均被送入萃取液系统,循环利用。
(d)调聚:此步骤选用酸度值为12.5mgKOH/g的酸性白土作为催化剂,步骤如下:
(d.1)将上述步骤获得的含酸量为325mg/L的硅油水解物送入脱水塔中,在50℃的温度下,鼓入由氮气系统提供的干燥氮气带走硅油水解物中的水分,并获得水分含量为32.5mg/L的硅油;
(d.2)将上述步骤获得的硅油送入换热器加热至50℃后,送入装有催化剂的调聚器中调整至平衡,停留时间为75min,待硅油调整平衡后再送入过滤装置进行过滤除去杂质。
(e)脱低:将上述步骤获得的硅油送入预热器中进行加热,温度加热至80℃后,再将硅油送入薄膜蒸发器中,在温度150℃、真空-80Kpa下,对硅油进行脱低处理,脱低后获得甲基含氢硅油成品,该甲基含氢硅油成品为无色透明的无溶剂产品,经冷却后送入产品罐,再装箱储存;硅油经预热器加热、脱低器脱低步骤中产生的尾气被送入尾气净化塔中进行处理;硅油由脱低器脱除的低分子经计量后冷凝回收,作为工艺副产品送入步骤(a)中,作为低分子硅油使用。
对上述操作步骤获得的甲基含氢硅油成品进行参数指标的测试,获得如表3所示数据:
表3
实施例4:
本实施例选用重量比为35:1的甲基二氯硅烷和三甲基一氯硅烷作为原料,反应初期,管式反应器内加入有浓度为20%的盐酸溶液,具体步骤如下:
(a)水解:将甲基二氯硅烷和三甲基一氯硅烷按比例送入混合釜中混合制成单体混合物,再将该单体混合物、水按重量比1:2.5的比例持续加入至管式反应器中进行水解回路的反应,并获得酸性水解物,其中,盐酸溶液与单体混合物的重量比为1:3.5,随着反应的持续进行,加入的单体混合物与低分子硅油的重量比为1: 0.15,控制水解回路的平均停留时间为60min,反应温度为12.5℃。
(b)分层:将水解回路出来的酸性水解物料送入第一分层器进行分层,获得上层含酸量为1200mg/L的粗硅油和下层浓度为21%的盐酸,停留时间应控制在80min,分层后获得的下层盐酸被送入盐酸储罐备用或出售。
(c)水洗萃取:经第一分层器获得的粗硅油送入萃取系统,并依次完成以下步骤:
(c.1)选取浓度为15%的氯化钠水溶液作为萃取液,将粗硅油送入萃取搅拌釜中进行水洗萃取,水洗温度为38.5℃,获得油水混合物;
(c.2)将油水混合物依次送入第二分层器和第三分层器进行油水分离后,获得含酸量为230mg/L的硅油水解物,停留时间控制在70min,第二分层器和第三分层器析出的水分则均被送入萃取液系统,循环利用。
(d)调聚:此步骤选用酸度值为12mgKOH/g的酸性白土作为催化剂,步骤如下:
(d.1)将上述步骤获得的含酸量为230 mg/L的硅油水解物送入脱水塔中,在50℃的温度下,鼓入由氮气系统提供的干燥氮气带走硅油水解物中的水分,并获得水分含量为20mg/L的硅油;
(d.2)将上述步骤获得的硅油送入换热器加热至50℃后,送入装有催化剂的调聚器中调整至平衡,停留时间为60min,待硅油调整平衡后再送入过滤装置进行过滤除去杂质;
(e)脱低:采用PH值为7.8的碳酸钙溶液作为平衡试剂,对过滤后的硅油进行酸碱平衡调节,调整时间为75min,待硅油的PH值调节至6.8后,再送入预热器中;使用预热器对硅油进行加热,温度加热至80℃后,再将硅油送入薄膜蒸发器中,在温度147.5℃、真空-95Kpa下,对硅油进行脱低处理,脱低后获得甲基含氢硅油成品,该甲基含氢硅油成品为无色透明的无溶剂产品,经冷却后送入产品罐,再装箱储存;硅油经预热器加热、脱低器脱低步骤中产生的尾气被送入尾气净化塔中进行处理;硅油由脱低器脱除的低分子经计量后冷凝回收,作为工艺副产品送入步骤(a)中,作为低分子硅油使用。
对上述操作步骤获得的甲基含氢硅油成品进行参数指标的测试,获得如表4所示数据:
表4
实施例5:
本实施例选用重量比为30:1的甲基二氯硅烷和三甲基一氯硅烷作为原料,反应初期,管式反应器内加入有浓度为20%的盐酸溶液,具体步骤如下:
(a)水解:将甲基二氯硅烷和三甲基一氯硅烷按比例送入混合釜中混合制成单体混合物,再将该单体混合物、水按重量比1:2的比例持续加入至管式反应器中进行水解回路的反应,并获得酸性水解物,其中,盐酸溶液与单体混合物的重量比为1:2.5,随着反应的持续进行,加入的单体混合物与低分子硅油的重量比为1: 0.1,控制水解回路的平均停留时间为45min,反应温度为25℃。
(b)分层:将水解回路出来的酸性水解物料送入第一分层器进行分层,获得上层含酸量为1200mg/L的粗硅油和下层浓度为20%的盐酸,停留时间应控制在50min,分层后获得的下层盐酸被送入盐酸储罐备用或出售。
(c)水洗萃取:经第一分层器获得的粗硅油送入萃取系统,并依次完成以下步骤:
(c.1)选取浓度为15%的碳酸氢钠水溶液作为萃取液,将粗硅油送入萃取搅拌釜中进行水洗萃取,水洗温度为35℃,获得油水混合物;
(c.2)将油水混合物依次送入第二分层器和第三分层器进行油水分离后,获得含酸量为210mg/L的硅油水解物,停留时间控制在50min,第二分层器和第三分层器析出的水分则均被送入萃取液系统,循环利用。
(d)调聚:此步骤选用酸度值为15mgKOH/g的酸性白土作为催化剂,步骤如下:
(d.1)将上述步骤获得的含酸量为210mg/L的硅油水解物送入脱水塔中,在50℃的温度下,鼓入由氮气系统提供的干燥氮气带走硅油水解物中的水分,并获得水分含量为20mg/L的硅油;
(d.2)将上述步骤获得的硅油送入换热器加热至40℃后,送入装有催化剂的调聚器中调整至平衡,停留时间为90min,待硅油调整平衡后再送入过滤装置进行过滤除去杂质。
(e)脱低:采用PH值为7.5的碳酸钙溶液作为平衡试剂,对过滤后的硅油进行酸碱平衡调节,调整时间为40min,待硅油的PH值调节至7.0后,再送入预热器进行加热,温度加热至60℃后,再将硅油送入薄膜蒸发器中,在温度135℃、真空-95Kpa下,对硅油进行脱低处理,脱低后获得甲基含氢硅油成品,该甲基含氢硅油成品为无色透明的无溶剂产品,经冷却后送入产品罐,再装箱储存;硅油经预热器加热、脱低器脱低步骤中产生的尾气被送入尾气净化塔中进行处理;硅油由脱低器脱除的低分子经计量后冷凝回收,作为工艺副产品送入步骤(a)中,作为低分子硅油使用。
对上述操作步骤获得的甲基含氢硅油成品进行参数指标的测试,获得如表5所示数据:
表5
实施例6:
本实施例选用重量比为60:1的甲基二氯硅烷和三甲基一氯硅烷作为原料,具体步骤如下:
(a)水解:将甲基二氯硅烷和三甲基一氯硅烷按比例送入混合釜中混合制成单体混合物,再将该单体混合物、水按重量比1:5的比例持续加入至管式反应器中进行水解回路的反应,并获得酸性水解物,随着反应的持续进行,加入的低分子硅油与单体混合物的重量比为1: 0.5,控制水解回路的平均停留时间为90min,反应温度为15℃。
(b)分层:将水解回路出来的酸性水解物料送入第一分层器进行分层,获得上层含酸量为2500mg/L的粗硅油和下层浓度为15%的盐酸,停留时间应控制在120min,分层后获得的下层盐酸被送入盐酸储罐备用或出售。
(c)水洗萃取:经第一分层器获得的粗硅油送入萃取系统,并依次完成以下步骤:
(c.1)选取浓度为20%的氯化钙水溶液作为萃取液,将粗硅油送入萃取搅拌釜中进行水洗萃取,水洗温度为55℃,获得油水混合物;
(c.2)将油水混合物依次送入第二分层器和第三分层器进行油水分离后,获得含酸量为280mg/L的硅油水解物,停留时间控制在90min,第二分层器和第三分层器析出的水分则均被送入萃取液系统,循环利用。
(d)调聚:此步骤选用酸度值为18mgKOH/g)的酸性白土作为催化剂,步骤如下:
(d.1)将上述步骤获得的含酸量为280 mg/L的硅油水解物送入脱水塔中,在90℃的温度下,鼓入由氮气系统提供的干燥氮气带走硅油水解物中的水分,并获得水分含量为20mg/L的硅油;
(d.2)将上述步骤获得的硅油送入换热器加热至60℃后,送入装有催化剂的调聚器中调整至平衡,停留时间为110min,待硅油调整平衡后再送入过滤装置进行过滤除去杂质。
(e)脱低:采用PH值为8.5的碳酸钙溶液作为平衡试剂,对过滤后的硅油进行酸碱平衡调节,调整时间为120min,待硅油的PH值调节至7.2后,再送入预热器进行加热,温度加热至100℃后,再将硅油送入薄膜蒸发器中,在温度160℃、真空-90Kpa下,对硅油进行脱低处理,脱低后获得甲基含氢硅油成品,该甲基含氢硅油成品为无色透明的无溶剂产品,经冷却后送入产品罐,再装箱储存;硅油经预热器加热、脱低器脱低步骤中产生的尾气被送入尾气净化塔中进行处理;硅油由脱低器脱除的低分子经计量后冷凝回收,作为工艺副产品送入步骤(a)中,作为低分子硅油使用。
对上述操作步骤获得的甲基含氢硅油成品进行参数指标的测试,获得如表6所示数据:
表6
实施例7:
本实施例选用3800kg甲基二氯硅烷和125kg三甲基一氯硅烷作为原料,甲基二氯硅烷和三甲基一氯硅烷分别被储存在容量为15m3的含氢单体储罐和容量为5m3三甲单体储罐内,反应初期,管式反应器内加入有浓度为20%的盐酸溶液,具体步骤如下:
(a)水解:将甲基二氯硅烷和三甲基一氯硅烷按上述计量送入混合釜中混合制成单体混合物,再将该单体混合物、水按300kg/h和700kg/h的计量持续加入至管式反应器中进行水解回路的反应,并获得约 1150 kg酸性水解物,其中,盐酸溶液的加入量为150kg,随着反应的持续进行,加入的低分子硅油的为 15kg/h,控制水解回路的平均停留时间为50min,反应温度为10℃。
(b)分层:将水解回路出来的酸性水解物料送入第一分层器进行分层,获得上层含酸量为1250mg/L的粗硅油170kg和下层浓度为23%的盐酸980kg,停留时间应控制在100min,分层后获得的下层盐酸被送入盐酸储罐备用或出售。
(c)水洗萃取:经第一分层器获得的粗硅油送入萃取系统,并依次完成以下步骤:
(c.1)选取水作为萃取液,将粗硅油送入萃取搅拌釜中进行水洗萃取,水洗温度为45℃,获得油水混合物;
(c.2)将油水混合物依次送入第二分层器和第三分层器进行油水分离后,获得含酸量为200mg/L的硅油水解物170kg,停留时间控制在75min,第二分层器和第三分层器析出的水分则均被送入萃取液系统,循环利用。
(d)调聚:此步骤选用酸度值为13mgKOH/g的酸性白土作为催化剂,步骤如下:
(d.1)将上述步骤获得的含酸量为200 mg/L的硅油水解物送入脱水塔中,在35℃的温度下,鼓入干燥空气带走硅油水解物中的水分,并获得水分含量为 25mg/L的硅油;
(d.2)将上述步骤获得的硅油送入换热器加热至45℃后,送入装有催化剂的调聚器中调整至平衡,停留时间为50min,待硅油调整平衡后再送入过滤装置进行过滤除去杂质,获得170kg的硅油。
(e)脱低:采用PH值为8.0的碳酸钙溶液作为平衡试剂,对过滤后的硅油进行酸碱平衡调节,调整时间为60min,待硅油的PH值调节至7.0后,再送入预热器进行加热,温度加热至70℃后,再将硅油送入薄膜蒸发器中,在温度145℃、真空-95Kpa下,对硅油进行脱低处理,脱低后获得165kg的甲基含氢硅油成品,该甲基含氢硅油成品为无色透明的无溶剂产品,经冷却后送入产品罐,再装箱储存;硅油经预热器加热、脱低器脱低步骤中产生的尾气被送入尾气净化塔中进行处理;硅油由脱低器脱除的低分子经计量后冷凝回收,作为工艺副产品送入步骤(a)中,作为低分子硅油使用。
对上述操作步骤获得的甲基含氢硅油成品进行参数指标的测试,获得如表7所示数据:
表7
实施例8:
本实施例选用3800kg甲基二氯硅烷和150kg三甲基一氯硅烷作为原料,甲基二氯硅烷和三甲基一氯硅烷分别被储存在容量为15m3的含氢单体储罐和容量为5m3三甲单体储罐内,反应初期,管式反应器内加入有浓度为15%的盐酸溶液,具体步骤如下:
(a)水解:将甲基二氯硅烷和三甲基一氯硅烷按上述计量送入混合釜中混合制成单体混合物,再将该单体混合物、去离子水按300kg/h和600kg/h的计量持续加入至管式反应器中进行水解回路的反应,并获得 1050 kg酸性水解物,其中,盐酸溶液的加入量为150kg,随着反应的持续进行,加入的低分子硅油的量为10kg/h,控制水解回路的平均停留时间为80min,反应温度为20℃。
(b)分层:将水解回路出来的酸性水解物料送入第一分层器进行分层,获得上层含酸量为1200mg/L的粗硅油175kg和下层浓度为20%的盐酸875kg,停留时间应控制在60min,分层后获得的下层盐酸被送入盐酸储罐备用或出售。
(c)水洗萃取:经第一分层器获得的粗硅油送入萃取系统,并依次完成以下步骤:
(c.1)选取浓度为10%的氯化钠水溶液作为萃取液,将粗硅油送入萃取搅拌釜中进行水洗萃取,水洗温度为40℃,获得油水混合物;
(c.2)将油水混合物依次送入第二分层器和第三分层器进行油水分离后,获得含酸量为230mg/L的硅油水解物175kg,停留时间控制在50min,第二分层器和第三分层器析出的水分则均被送入萃取液系统,循环利用。
(d)调聚:此步骤选用酸度值为16mgKOH/g的酸性硅藻土作为催化剂,步骤如下:
(d.1)将上述步骤获得的含酸量为230mg/L的硅油水解物送入脱水塔中,在40℃的温度下,鼓入由氮气系统提供的干燥氮气带走硅油水解物中的水分,并获得水分含量为20mg/L的硅油;
(d.2)将上述步骤获得的硅油送入换热器加热至55℃后,送入装有催化剂的调聚器中调整至平衡,停留时间为100min,待硅油调整平衡后再送入过滤装置进行过滤除去杂质,获得175 kg的硅油。
(e)脱低:采用PH值为8.5的碳酸钙溶液作为平衡试剂,对过滤后的硅油进行酸碱平衡调节,调整时间为110min,待硅油的PH值调节至7.1后,再送入预热器进行加热,温度加热至90℃后,再将硅油送入薄膜蒸发器中,在温度155℃、真空-96Kpa下,对硅油进行脱低处理,脱低后获得168kg的甲基含氢硅油成品,该甲基含氢硅油成品为无色透明的无溶剂产品,经冷却后送入产品罐,再装箱储存;硅油经预热器加热、脱低器脱低步骤中产生的尾气被送入尾气净化塔中进行处理;硅油由脱低器脱除的低分子经计量后冷凝回收,作为工艺副产品送入步骤(a)中,作为低分子硅油使用。
对上述操作步骤获得的甲基含氢硅油成品进行参数指标的测试,获得如表8所示数据:
表8
实施例9:
本实施例选用3800kg甲基二氯硅烷和200kg三甲基一氯硅烷作为原料,甲基二氯硅烷和三甲基一氯硅烷分别被储存在容量为15m3的含氢单体储罐和容量为5m3三甲单体储罐内,反应初期,管式反应器内加入有浓度为20%的盐酸溶液,具体步骤如下:
(a)水解:将甲基二氯硅烷和三甲基一氯硅烷按上述计量送入混合釜中混合制成单体混合物,再将该单体混合物、水按300kg/h和900kg/h的计量持续加入至管式反应器中进行水解回路的反应,并获得1350kg酸性水解物,其中,盐酸溶液的加入量为150kg,控制水解回路的平均停留时间为65min,反应温度为15℃。
(b)分层:将水解回路出来的酸性水解物料送入第一分层器进行分层,获得上层含酸量为2100mg/L的粗硅油167kg和下层浓度为15%的盐酸1183kg,停留时间应控制在70min,分层后获得的下层盐酸被送入盐酸储罐备用或出售。
(c)水洗萃取:经第一分层器获得的粗硅油送入萃取系统,并依次完成以下步骤:
(c.1)选取浓度为15%的氯化钙水溶液作为萃取液,将粗硅油送入萃取搅拌釜中进行水洗萃取,水洗温度为25℃,获得油水混合物;
(c.2)将油水混合物依次送入第二分层器和第三分层器进行油水分离后,获得含酸量为200mg/L的硅油水解物167kg,停留时间控制在60min,第二分层器和第三分层器析出的水分则均被送入萃取液系统,循环利用。
(d)调聚:此步骤选用酸度值为15mgKOH/g的酸性白土作为催化剂,步骤如下:
(d.1)将上述步骤获得的含酸量为200mg/L的硅油水解物送入脱水塔中,在50℃的温度下,鼓入由氮气系统提供的干燥氮气带走硅油水解物中的水分,并获得水分含量为20mg/L的硅油;
(d.2)将上述步骤获得的硅油送入换热器加热至50℃后,送入装有催化剂的调聚器中调整至平衡,停留时间为90min,待硅油调整平衡后再送入过滤装置进行过滤除去杂质,获得167kg的硅油。
(e)脱低:采用PH值为8.2的碳酸钙溶液作为平衡试剂,对过滤后的硅油进行酸碱平衡调节,调整时间为75min,待硅油的PH值调节至7后,再送入预热器进行加热,温度加热至80℃后,再将硅油送入薄膜蒸发器中,在温度125℃、真空-95.5Kpa下,对硅油进行脱低处理,脱低后获得158kg的甲基含氢硅油成品,该甲基含氢硅油成品为无色透明的无溶剂产品,经冷却后送入产品罐,再装箱储存;硅油经预热器加热、脱低器脱低步骤中产生的尾气被送入尾气净化塔中进行处理;硅油由脱低器脱除的低分子经计量后冷凝回收,作为工艺副产品备用。
对上述操作步骤获得的甲基含氢硅油成品进行参数指标的测试,获得如表9所示数据:
表9
将上述实施例1~9获得的甲基含氢硅油成品的参数指标进行统计,如表10所示:
表10
将上述表1所得的甲基含氢硅油成品参数指标的平均值与专利文献CN102516545B(对比文件1)、CN103554502A(对比文件2)、CN102030905B(对比文件3)、CN102643428A(对比文件4)、CN103788377A(对比文件5)所得的含氢硅油成品的平均指标进行比较,如表11所示:
表11
以上所述,仅是本发明的较佳实施例,并非对本发明做任何形式上的限制,凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化,均落入本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种适用于甲基含氢硅油的无溶剂连续制备方法,其特征在于:本制备方法是以有机硅单体生产副产物为原料来生产甲基含氢硅油成品的制备方法,所述的有机硅单体生产副产物包括甲基二氯硅烷和三甲基一氯硅烷,所述的甲基含氢硅油成品的参数指标包括:
含氢量:1.50~1.66%; 粘度:10~50(25℃,mm2/s);
密度:0.950~1.015(25℃,g/cm3);挥发份:< 3%(150℃,3h);
折光率:1.390~1.410(25℃);酸值:0.001~0.01(mgKOH/g)。
2.根据权利要求1所述的一种无溶剂连续生产甲基含氢硅油的工艺方法,其特征在于:所述的制备方法包括以下步骤:
(a)水解:将甲基二氯硅烷和三甲基一氯硅烷按重量比(10~60):1的比例混合制成单体混合物,将该单体混合物、水、低分子硅油按重量比1:(1~5):(0~0.5)的比例持续送入水解回路,反应后获得酸性水解物料,反应温度为5~30℃,控制水解回路的平均停留时间为30~90min;
(b)分层:将水解回路出来的酸性水解物料进行分层,获得上层粗硅油和下层盐酸,所述粗硅油的含酸量为1000~3000mg/L,控制酸性水解物料在分层器的停留时间为40~90min;
(c)水洗萃取:依次对上述步骤(b)获得的粗硅油依次经水洗萃取、分层后,得到含酸量为150~500mg/L的硅油水解物,停留时间控制在50~100min;
(d)调聚:对步骤(c)制得的硅油水解物进行干燥处理,获得水分含量为15~50mg/L的硅油,并在催化剂的作用下对其进行调聚处理,停留时间为30~120min;
(e)脱低:将上述步骤(d)获得的硅油进行加热,待温度加热至60~100℃后,再在温度120~180℃、真空-60~-99.5Kpa下,对硅油进行脱低处理,脱低后获得甲基含氢硅油成品。
3.根据权利要求2所述的一种无溶剂连续生产甲基含氢硅油的工艺方法,其特征在于:所述的制备方法还包括:对步骤(d)获得的硅油进行酸值平衡调节,所述的酸值平衡调节包括采用PH值为7.5~8.5的弱碱性溶液对调聚后的硅油进行酸碱平衡调节,调整时间为30~120min,待硅油的PH值调节至6.8~7.2后,再完成步骤(e)的操作。
4.根据权利要求3所述的一种无溶剂连续生产甲基含氢硅油的工艺方法,其特征在于:所述的弱碱性溶液为碳酸钙溶液或碳酸氢钠溶液。
5.根据权利要求2或3任一项所述的一种无溶剂连续生产甲基含氢硅油的工艺方法,其特征在于:所述的水解回路中添加有浓度为10~30%的盐酸溶液,按重量比计,所述的单体混合物与盐酸溶液的比值为(1~5):1。
6.根据权利要求2或3任一项所述的一种无溶剂连续生产甲基含氢硅油的工艺方法,其特征在于:在所述的步骤(a)中,水解回路中反应温度的控制范围为5~25℃;在所述的步骤(b)中,分层后获得的下层盐酸的浓度为10~30%。
7.根据权利要求2或3任一项所述的一种无溶剂连续生产甲基含氢硅油的工艺方法,其特征在于:所述的步骤(c)包括:
(c.1)选取浓度为5~20%无机盐水溶液或水作为萃取液,对将步骤(b)获得的粗硅油进行水洗萃取,水洗温度为25~60℃,水洗萃取后获得油水混合物;
(c.2)通过分层处理去除油水混合物中的水分后,获得含酸量150~500mg/L的硅油水解物,析出的水分均被回收利用,用作步骤(c.1)中的萃取液使用或萃取液的溶剂使用。
8.根据权利要求7所述的一种无溶剂连续生产甲基含氢硅油的工艺方法,其特征在于:所述的无机盐水溶液为中性无机盐溶液,包括氯化钠水溶液、氯化钙水溶液或碳酸氢钠水溶液中的一种。
9.根据权利要求2或3任一项所述的一种无溶剂连续生产甲基含氢硅油的工艺方法,其特征在于:所述的步骤(d)包括:
(d.1)将步骤(c)制得的硅油水解物送入脱水系统,在25~50℃的温度下,鼓入干燥空气或干燥氮气带走硅油水解物中的水分,并获得水分含量为15~50mg/L的硅油;
(d.2)将上述步骤获得的硅油进行加热,加热至40~60℃后,在催化剂的作用下调整硅油的平均分子量至平衡,催化剂则选用酸度值为5~20 mgKOH/g的白土或硅藻土。
10.根据权利要求2或3任一项所述的一种无溶剂连续生产甲基含氢硅油的工艺方法,其特征在于:在所述的步骤(e)中,对硅油进行脱低处理的控制参数包括:真空压力-90~-99.5Kpa、脱低温度125~160℃,由硅油脱低后获得的低分子则经计量后冷凝回收,作为工艺副产品备用或送入步骤(a)中,作为低分子硅油使用。
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