CN110591097A - 六甲基环三硅氧烷的阳离子催化开环工艺 - Google Patents

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范玉东
张向杰
孙国俊
孙景阳
刘东军
邓雅欣
陈立军
赵景辉
刘胜芹
江春兴
孙海超
武志民
牛帅
曹利全
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    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G77/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/04—Polysiloxanes
    • C08G77/06—Preparatory processes

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Abstract

本发明公开了一种六甲基环三硅氧烷的阳离子催化开环工艺，包含以下步骤：二甲水解物裂解工序D3塔顶产出的D3产品，经泵输送至浓酸水解系统一级水洗釜内，与二甲水解物混合，在搅拌作用下及80℃、16～19质量浓度的盐酸催化作用下发生开环反应，生成的线型硅氧烷与水解物一起，经分层器分层后进行酸洗、碱洗和水洗，最终实现D390％以上开环率。本发明利用浓酸水解生产装置中的水洗釜进行开环反应，实现了连续开环反应，减少了原有技术中间歇开环釜装置的使用，节省了原有技术开环反应的蒸汽、冷却水、催化剂的消耗，大大降低了生产成本，并且节省了间歇开环操作的人工成本，降低间歇开环操作强碱对操作人员造成的安全隐患。

Description

六甲基环三硅氧烷的阳离子催化开环工艺
技术领域
本发明涉及有机硅低环的开环工艺，确切地说是一种六甲基环三硅氧烷的阳离子催化开环工艺。
背景技术
目前，国内外普遍通过阴离子催化开环聚合反应将环硅氧烷开环聚合生成线型聚硅氧烷。即在碱性催化剂(亲核试剂)作用下，使环硅氧烷(常用的环硅氧烷为六甲基环三硅氧烷D3和八甲基环四硅氧烷D4)开环聚合成线型硅氧烷的过程。
阴离子催化开环聚合反应一般采用KOH为催化剂，在间歇开环釜内，先将D3物料加热至一定温度，静置分层后排净下层水，加入一定量KOH催化剂，继续反应一段时间后取样分析产物粘度及D3残留量，达到要求后进行通冷却水降温操作，后将物料输送至水解物储罐，重新进行裂解、精馏操作，制备高附加值的DMC产品。
阴离子催化开环聚合反应工艺简单，操作较为方便，可得到较高产率的目标产物。但其为间歇性操作，升温、降温过程耗时较长，单釜处理能力有限，为提高处理能力只能增加设备投入，且开环过程存在一定的能量浪费(为提高开环速率，需要消耗一定的热量；反应结束后又需要冷量来降低产物温度)等缺点，制约了六甲基环三硅氧烷制备线型硅氧烷的发展应用。因此，根据有机硅生产工艺流程，在不增加新设备投入的前提下，利用现有二甲基二氯硅烷水解工序的生产装置和其反应的酸性环境，实现六甲基环三硅氧烷的阳离子催化开环工艺具有重要意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种六甲基环三硅氧烷的阳离子催化开环工艺，该工艺利用浓酸水解系统的生产装置和酸性环境，实现六甲基环三硅氧烷的阳离子催化的连续开环工艺，降低了间歇开环的蒸汽、冷却水、催化剂的消耗，降低了生产成本。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术手段：
一种六甲基环三硅氧烷的阳离子催化开环工艺，按如下步骤进行：二甲水解物裂解工序D3塔顶产出的D3产品，经泵输送至浓酸水解系统一级水洗釜内，与二甲水解物混合，在搅拌作用下及80℃、17％左右的盐酸催化作用下发生开环反应，生成的线型硅氧烷与水解物一起，经分层器分层后进行酸洗、碱洗和水洗，最终实现D390％以上开环率。
采用上述技术方案的本发明，与现有技术相比，其突出的特点是：
利用浓酸水解生产装置中的水洗釜进行开环反应，实现了连续开环反应，减少了原有技术间歇开环釜装置的使用，节省了原有技术开环反应的蒸汽、冷却水、催化剂的消耗，大大降低了生产成本，并且节省了间歇开环操作的人工成本，降低间歇开环操作强碱对操作人员造成的安全隐患。
进一步的优选技术方案如下：
裂解工序产出的D3的质量分数含量在40％～60％，经D3塔回流泵一部分回流，其余部分全部输送至水解系统一级水洗釜内。
所述的一级水洗釜的温度控制在70～85℃，通过补充水温度控制，一级水洗釜不进行加热操作。
所述的一级水洗釜中稀盐酸质量浓度控制在15～20％，由水解工艺自身调节控制。
所述的裂解工序产出的D3在浓酸水解系统开环率达到90％以上。
附图说明
图1为现有间歇开环工艺流程图；
图2为本发明装置示意图。
具体实施方式
下面结合实施例，进一步说明本发明。
实施例1的生产方法如下：
1)浓酸水解工序正常运行，一级水洗釜的反应温度为78℃，盐酸质量浓度为17％。
2)将D3塔顶回流液以0.1m3/h的速度输送至浓酸水解工序一级水洗釜内。
3)物料同浓酸水解工序产出的水解物一同经酸洗、碱洗、水洗后分层至水解物储罐。
4)参加裂解反应的水解物进料量为每小时1.9t，其中包含D3开环后物料0.1t。
5)取样分析裂解物中D3含量变化，未加入D3开环物料时裂解物中D3含量为3.70％，加入D3开环物料时，裂解物中D3含量为3.64％，D3开环率为94.6％。
以上表中是实施例1至8不同的数据，与实施例1的区别之处就是相关数据的不同，通过对比D3开环物料加人裂解反应前后裂解物中D3组分含量变化，计算D3开环率。
参见图1，现有技术的阴离子催化开环聚合反应工艺简单，操作较为方便，可得到较高产率的目标产物。但其为间歇性操作，升温、降温过程耗时较长，单釜处理能力有限，为提高处理能力只能增加设备投入，且开环过程存在一定的能量浪费(为提高开环速率，需要消耗一定的热量；反应结束后又需要冷量来降低产物温度)等缺点。
参见图2可知，本发明的一种六甲基环三硅氧烷的阳离子催化开环工艺，包含以下步骤：二甲水解物裂解工序D3塔顶产出的D3产品，经泵输送至浓酸水解系统一级水洗釜内，与二甲水解物混合，在搅拌作用下及80℃、17％左右的盐酸催化作用下发生开环反应，生成的线型硅氧烷与水解物一起，经分层器分层后进行酸洗、碱洗和水洗，最终实现D390％以上开环率。
裂解工序产出的D3的质量分数含量在40％～60％，经D3塔回流泵一部分(一渐分回流是指塔的回流量一般控制在1.5～2.0m3/h；采出量受塔进料量和塔顶回流罐液位的影响为非定值)回流，其余部分全部输送至水解系统一级水洗釜内。
所述的一级水洗釜的温度控制在70～85℃，通过补充水温度控制，一级水洗釜不进行加热操作；原碱性催化开环工艺为间歇性操作，反应过程需要对反应物进行加热，反应结束后需要对其进行降温操作。本专利中的反应工艺相当于六甲基环三硅氧烷借用了其它生产装置来进行反应。该装置的条件(温度、酸性环境)正好可以催化D3开环，不需要额外进行加热和降温操作。
所述的一级水洗釜中稀盐酸质量浓度控制在15～20％，由水解工艺自身调节控制。
所述的裂解工序产出的D3在浓酸水解系统开环率达到90％以上。
本实施例利用浓酸水解生产装置中的水洗釜进行开环反应，实现了连续开环反应，减少了图1的原有技术中间歇开环釜装置的使用，节省了原有技术开环反应的蒸汽、冷却水、催化剂的消耗，大大降低了生产成本，并且节省了间歇开环操作的人工成本，降低间歇开环操作强碱对操作人员造成的安全隐患。
以上所述仅为本发明较佳可行的实施例而已，并非因此局限本发明的权利范围，凡运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变化，均包含于本发明的权利范围之内。

Claims (5)

1.一种六甲基环三硅氧烷的阳离子催化开环工艺，其特征在于，按如下步骤进行：二甲水解物裂解工序D3塔顶产出的D3产品，经泵输送至浓酸水解系统一级水洗釜内，与二甲水解物混合，在搅拌作用下及80℃、16～19质量浓度的盐酸催化作用下发生开环反应，生成的线型硅氧烷与水解物一起，经分层器分层后进行酸洗、碱洗和水洗，最终实现D390％以上开环率。
2.根据权利要求1所述的六甲基环三硅氧烷的阳离子催化开环工艺，其特征在于：所述的裂解工序产出的D3的质量分数含量在40％～60％，经D3塔回流泵一部分回流，采出部分全部输送至水解系统一级水洗釜内。
3.根据权利要求1所述的六甲基环三硅氧烷的阳离子催化开环工艺，其特征在于：所述的一级水洗釜的温度控制在70-85℃，通过补充水温度控制，一级水洗釜不进行加热操作。
4.根据权利要求1所述的六甲基环三硅氧烷的阳离子催化开环工艺，其特征在于：所述的一级水洗釜中稀盐酸质量浓度控制在15-20％，由水解工艺自身调节控制。
5.根据权利要求1所述的六甲基环三硅氧烷的阳离子催化开环工艺，其特征在于：所述的裂解工序产出的D3在浓酸水解系统开环率达到90％以上。
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