CN108553792A - 一种用于处理氯硅烷泄漏的缓蚀剂及其应用 - Google Patents

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李铁
李彦
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Abstract

本发明属于氯硅烷处理技术领域，具体涉及一种用于处理氯硅烷泄漏的缓蚀剂及其应用。本发明所述缓蚀剂，包括氢氧化钙粉末和消防沙，以消防沙作为载体，可以有效增加氢氧化钙与液体氯硅烷的反应比表面积，有利于充分捕消吸收意外泄漏的液态氯硅烷；当液态氯硅烷意外泄漏时，利用该缓蚀剂进行捕消吸收，大量的HCl与3Ca(OH)2反应，大大削减了氯化氢的产生量，同时本发明所述缓蚀剂在处理意外泄漏的液态氯硅烷的应用中，无需使用水，减缓了氯化氢吸水产生烟雾对于环境的污染程度，避免了液态氯硅烷遇水发生水解反应，有效削减了氢气因热量蓄积而发生燃烧爆炸的可能性。

Description

一种用于处理氯硅烷泄漏的缓蚀剂及其应用
技术领域
本发明属于氯硅烷处理技术领域，具体涉及一种用于处理氯硅烷泄漏的缓蚀剂及其应用。
背景技术
氯硅烷具有遇湿易燃，遇水反应易放出易燃气体，甚至会燃烧爆炸的特性。当液态氯硅烷意外泄漏时，传统应急处置方法是先利用消防沙进行掩埋吸收，再将吸收有液态氯硅烷的消防沙利用流动自来水进行缓慢淋洗而实现液态氯硅烷的捕消吸收，即：
消防沙+SiCl4+SiHCl3+SiH2Cl2+6H2O＝3SiO2+9HCl+3H2↑+消防沙
该处置过程中，液态氯硅烷参与水解反应生成的氯化氢气体会吸收水分而产生大量烟雾，这些烟雾随风飘散而产生环境影响，同时液态氯硅烷参与水解反应生成的氢气有可能会因热量蓄积而引发燃烧爆炸。
据相关文献资料显示，有学者提出当液态氯硅烷意外泄漏时，先利用生石灰进行掩埋吸收，再将吸收有液态氯硅烷的生石灰利用流动自来水进行缓慢淋洗而实现液态氯硅烷的捕消吸收，即：
3CaO+SiCl4+SiHCl3+SiH2Cl2+3H2O＝3SiO2+3HCl+3H2↑+3Ca Cl2
如利用此方法进行液态氯硅烷意外泄露的捕消吸收，可以大大削减水解产物氯化氢的产量，有效减缓了氯化氢吸水形成烟雾对环境的污染，但生石灰的有效成分氧化钙会吸收空气中的水分放热而加剧液态氯硅烷的汽化，当利用流动自来水进行缓慢淋洗吸收有液态氯硅烷的生石灰时，因热量蓄积可能会引发液态氯硅烷水解产物氢气的燃烧爆炸。
氯化氢，是一种无色非可燃性气体，有极刺激气味，比重大于空气，遇潮湿的空气产生白雾，极易溶于水，生成盐酸。现有技术处理意外泄露的液态氯硅烷时，存在如下问题：(1)生石灰(CaO)处理过程产生热量大，易引起氢气的燃烧爆炸；(2)液态氯硅烷参与水解反应生成氯化氢的产量大，污染环境；(3)处理过程加入水，生成的氯化氢气体溶于水产生大量氯化氢烟雾，污染环境。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于处理氯硅烷泄漏的缓蚀剂及其应用，解决了使用现有技术处理氯硅烷泄漏时因引入水造成氯硅烷水解而发生爆炸的问题。
本发明的实现过程如下：
一种用于处理氯硅烷泄漏的缓蚀剂，包括氢氧化钙粉末和消防沙。
进一步，所述氢氧化钙粉末和消防沙的质量比为0.5:1-4:1。
进一步，所述氢氧化钙粉末和消防沙的质量比为1:1。
上述用于处理氯硅烷泄漏的缓蚀剂的制备方法：(1)分别称取氢氧化钙粉末和消防沙；(2)将步骤(1)称取的氢氧化钙粉末和消防沙倒入容器中搅拌，并混合均匀后得到目标产物缓蚀剂；(3)将步骤(2)得到的缓蚀剂装入密封装置中进行存放。
进一步，所述密封装置隔绝空气中水和二氧化碳与缓蚀剂接触。
进一步，所述密封装置为密封桶或密封袋。
上述用于处理氯硅烷泄漏的缓蚀剂在处理意外泄漏的液态氯硅烷中的应用。
进一步，当液态氯硅烷意外泄漏时，利用所述缓蚀剂对液态氯硅烷进行掩埋来捕消吸收，发生如下化学反应：
消防沙+3Ca(OH)2+SiCl4+SiHCl3+SiH2Cl2＝3SiO2+3HCl↑+3H2↑+3CaCl2+消防沙。
本发明的积极效果：
(1)使用本发明所述缓蚀剂捕消吸收意外泄漏的液态氯硅烷，产生的热量少，避免了现有技术中液态氯硅烷遇水反应放热的概率；
(2)大大削减了氯化氢的产生量，本发明所述缓蚀剂没有水参与反应过程，减缓了氯化氢吸水产生烟雾对于环境的污染程度；
(3)本发明所述缓蚀剂在密封装置中存放，不宜结块，随取随用；
(4)本发明所述缓蚀剂以消防沙作为载体，可以有效增加氢氧化钙与液体氯硅烷的反应比表面积，有利于充分捕消吸收意外泄漏的液态氯硅烷；
(5)利用本发明所述缓蚀剂捕消吸收液态氯硅烷后的反应产物化学性质比较稳定，可暂缓存放后再行处理；
(6)本发明所述缓蚀剂捕消吸收液态氯硅烷的过程，没有水参与，避免了液态氯硅烷与水的水解反应，有效削减了氢气因热量蓄积而发生燃烧爆炸的可能性。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
为了解决使用现有技术处理氯硅烷泄漏时因引入水造成氯硅烷水解而发生爆炸的问题，本发明提供一种用于处理氯硅烷泄漏的缓蚀剂及其应用。
本发明所述用于处理氯硅烷泄漏的缓蚀剂，包括氢氧化钙粉末和消防沙，所述氢氧化钙粉末和消防沙的质量比为0.5:1-4:1，优选，所述氢氧化钙粉末和消防沙的质量比为1:1。
上述用于处理氯硅烷泄漏的缓蚀剂的制备方法：(1)分别称取氢氧化钙粉末和消防沙；(2)将步骤(1)称取的氢氧化钙粉末和消防沙倒入容器中搅拌，并混合均匀后得到目标产物缓蚀剂；(3)将步骤(2)得到的缓蚀剂装入密封装置中进行存放，所述密封装置隔绝空气中水和二氧化碳与缓蚀剂接触，所述密封装置为密封桶或密封袋。
上述用于处理氯硅烷泄漏的缓蚀剂在处理意外泄漏的液态氯硅烷中的应用。当液态氯硅烷意外泄漏时，利用所述缓蚀剂对液态氯硅烷进行掩埋来捕消吸收，发生如下化学反应：
消防沙+3Ca(OH)2+SiCl4+SiHCl3+SiH2Cl2＝3SiO2+3HCl↑+3H2↑+3CaCl2+消防沙。
实施例1
本发明所述用于处理氯硅烷泄漏的缓蚀剂，包括氢氧化钙粉末和消防沙，所述氢氧化钙粉末和消防沙的质量比为1:1。
上述用于处理氯硅烷泄漏的缓蚀剂的制备方法：(1)按照氢氧化钙粉末和消防沙的质量比为1:1，分别称取氢氧化钙粉末和消防沙；(2)将步骤(1)称取的氢氧化钙粉末和消防沙倒入玻璃容器中搅拌，并混合均匀后得到目标产物缓蚀剂；(3)将步骤(2)得到的缓蚀剂装入密封桶中进行存放，所述密封桶的作用是能够隔绝空气中水和二氧化碳与缓蚀剂接触，避免缓蚀剂变质。
上述用于处理氯硅烷泄漏的缓蚀剂在处理意外泄漏的液态氯硅烷中的应用。当液态氯硅烷意外泄漏时，利用所述缓蚀剂对液态氯硅烷进行掩埋来捕消吸收，所述缓蚀剂与液态氯硅烷的质量比为5:1，发生如下化学反应：
消防沙+3Ca(OH)2+SiCl4+SiHCl3+SiH2Cl2＝3SiO2+3HCl↑+3H2↑+3CaCl2+消防沙。
实施例2
本发明所述用于处理氯硅烷泄漏的缓蚀剂，包括氢氧化钙粉末和消防沙，所述氢氧化钙粉末和消防沙的质量比为0.5:1。
上述用于处理氯硅烷泄漏的缓蚀剂的制备方法：(1)按照氢氧化钙粉末和消防沙的质量比为0.5：1，分别称取氢氧化钙粉末和消防沙；(2)将步骤(1)称取的氢氧化钙粉末和消防沙倒入不锈钢容器中搅拌，并混合均匀后得到目标产物缓蚀剂；(3)将步骤(2)得到的缓蚀剂装入密封袋中进行存放，所述密封袋的作用是能够隔绝空气中水和二氧化碳与缓蚀剂接触，避免缓蚀剂变质。
上述用于处理氯硅烷泄漏的缓蚀剂在处理意外泄漏的液态氯硅烷中的应用。当液态氯硅烷意外泄漏时，利用所述缓蚀剂对液态氯硅烷进行掩埋来捕消吸收，所述缓蚀剂与液态氯硅烷的质量比为10:1。
实施例3
本发明所述用于处理氯硅烷泄漏的缓蚀剂，包括氢氧化钙粉末和消防沙，所述氢氧化钙粉末和消防沙的质量比为4:1。
上述用于处理氯硅烷泄漏的缓蚀剂的制备方法：(1)按照氢氧化钙粉末和消防沙的质量比为4:1，分别称取氢氧化钙粉末和消防沙；(2)将步骤(1)称取的氢氧化钙粉末和消防沙倒入混凝土搅拌器中搅拌，并混合均匀后得到目标产物缓蚀剂；(3)将步骤(2)得到的缓蚀剂装入密封袋中进行存放，所述密封袋的作用是能够隔绝空气中水和二氧化碳与缓蚀剂接触，避免缓蚀剂变质。
上述用于处理氯硅烷泄漏的缓蚀剂在处理意外泄漏的液态氯硅烷中的应用。当液态氯硅烷意外泄漏时，利用所述缓蚀剂对液态氯硅烷进行掩埋来捕消吸收，所述缓蚀剂与液态氯硅烷的质量比为4:1。
实施例4
本发明所述用于处理氯硅烷泄漏的缓蚀剂，包括氢氧化钙粉末和消防沙，所述氢氧化钙粉末和消防沙的质量比为3:1。
上述用于处理氯硅烷泄漏的缓蚀剂的制备方法：(1)按照氢氧化钙粉末和消防沙的质量比为3:1，分别称取氢氧化钙粉末和消防沙；(2)将步骤(1)称取的氢氧化钙粉末和消防沙倒入塑料容器中搅拌，并混合均匀后得到目标产物缓蚀剂；(3)将步骤(2)得到的缓蚀剂装入密封桶中进行存放，所述密封桶的作用是能够隔绝空气中水和二氧化碳与缓蚀剂接触，避免缓蚀剂变质。
上述用于处理氯硅烷泄漏的缓蚀剂在处理意外泄漏的液态氯硅烷中的应用。当液态氯硅烷意外泄漏时，利用所述缓蚀剂对液态氯硅烷进行掩埋来捕消吸收，所述缓蚀剂与液态氯硅烷的质量比为7:1。
本发明所述缓蚀剂与液态氯硅烷的质量比没有严格限制，可根据意外泄漏的液态氯硅烷的量来判断，只要缓蚀剂能够掩埋就可以实现其对液态氯硅烷的捕消吸收。
本发明所述缓蚀剂在处理意外泄漏的液态氯硅烷中的反应机理：本发明所述缓蚀剂的主要成分是氢氧化钙粉末与消防沙的混合物，其以消防沙作为载体，可以有效增加氢氧化钙与液体氯硅烷的反应比表面积，有利于充分捕消吸收意外泄漏的液态氯硅烷；当液态氯硅烷意外泄漏时，利用该缓蚀剂进行捕消吸收，发生如下化学反应：
消防沙+3Ca(OH)2+SiCl4+SiHCl3+SiH2Cl2＝3SiO2+3HCl↑+3H2↑+3CaCl2+消防沙
其中，大量的HCl与3Ca(OH)2反应，大大削减了氯化氢的产生量，同时本发明所述缓蚀剂在处理意外泄漏的液态氯硅烷的应用中，无需使用水，减缓了氯化氢吸水产生烟雾对于环境的污染程度，避免了液态氯硅烷遇水发生水解反应，有效削减了氢气因热量蓄积而发生燃烧爆炸的可能性。
使用后的缓蚀剂后处理的方法：使用后的缓蚀剂的成分为二氧化硅、氯化钙和消防沙。所述氯化钙为无机化合物，是一种由氯元素和钙元素构成的盐，为典型的离子型卤化物，易溶于水。所述二氧化硅为泡沫状，密度比水小，漂浮在水面上。所述消防沙的密度大于水，沉淀在水面以下。将使用后的缓蚀剂缓慢倒入水中，氯化钙溶于水，二氧化硅漂浮在水面上，消防沙沉淀在水面以下，从而实现轻松分离3种产物。所述浮在水面上的二氧化硅可以通过打捞收集，沉淀在水面以下的消防沙可以通过过滤收集，溶在水中的氯化钙通过蒸发收集。收集的三种产物的固体可以用于其他工业上，实现废物利用。
本发明所述缓蚀剂的规格为5kg、10kg、20kg、30kg、50kg等规格。
本发明所述缓蚀剂以消防沙作为载体，可以有效增加氢氧化钙与液体氯硅烷的反应比表面积，有利于充分捕消吸收意外泄漏的液态氯硅烷。本发明所述缓蚀剂捕消吸收液态氯硅烷的过程，无需使用水，产生的热量少，避免了现有技术中液态氯硅烷遇水反应和处理过程中放出大量热，减少液态氯硅烷汽化，有效避免了氢气因热量蓄积而发生燃烧爆炸的可能性，同时大大削减了氯化氢的产生量，减缓了氯化氢吸水产生烟雾对于环境的污染程度；捕消吸收液态氯硅烷后的反应产物化学性质比较稳定，可暂缓存放后再行处理；此外，本发明所述缓蚀剂在密封装置中存放，不宜结块，随取随用。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作出的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施仅限于这些说明。对于本发明所属领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作出若干简单推演或替换，都应该视为属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种用于处理氯硅烷泄漏的缓蚀剂，其特征在于：包括氢氧化钙粉末和消防沙。
2.根据权利要求1所述用于处理氯硅烷泄漏的缓蚀剂，其特征在于：所述氢氧化钙粉末和消防沙的质量比为0.5:1-4:1。
3.根据权利要求2所述用于处理氯硅烷泄漏的缓蚀剂，其特征在于：所述氢氧化钙粉末和消防沙的质量比为1:1。
4.权利要求1所述用于处理氯硅烷泄漏的缓蚀剂的制备方法，其特征在于：(1)分别称取氢氧化钙粉末和消防沙；(2)将步骤(1)称取的氢氧化钙粉末和消防沙倒入容器中搅拌，并混合均匀后得到目标产物缓蚀剂；(3)将步骤(2)得到的缓蚀剂装入密封装置中进行存放。
5.根据权利要求4所述用于处理氯硅烷泄漏的缓蚀剂的制备方法，其特征在于：所述密封装置隔绝空气中水和二氧化碳与缓蚀剂接触。
6.根据权利要求5所述用于处理氯硅烷泄漏的缓蚀剂的制备方法，其特征在于：所述密封装置为密封桶或密封袋。
7.权利要求1所述用于处理氯硅烷泄漏的缓蚀剂在处理意外泄漏的液态氯硅烷中的应用。
8.根据权利要求7所述的缓蚀剂在处理意外泄漏的液态氯硅烷中的应用，其特征在于：当液态氯硅烷意外泄漏时，利用所述缓蚀剂对液态氯硅烷进行掩埋来捕消吸收，发生如下化学反应：
消防沙+3Ca(OH)2+SiCl4+SiHCl3+SiH2Cl2＝3SiO2+3HCl↑+3H2↑+3CaCl2+消防沙。
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