JPH11263614A - 無機粉体の水蒸気ストリッピング法 - Google Patents
無機粉体の水蒸気ストリッピング法Info
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- JPH11263614A JPH11263614A JP36014298A JP36014298A JPH11263614A JP H11263614 A JPH11263614 A JP H11263614A JP 36014298 A JP36014298 A JP 36014298A JP 36014298 A JP36014298 A JP 36014298A JP H11263614 A JPH11263614 A JP H11263614A
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- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
- C01B33/08—Compounds containing halogen
- C01B33/107—Halogenated silanes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
- C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
- C09C1/28—Compounds of silicon
- C09C1/30—Silicic acid
- C09C1/3081—Treatment with organo-silicon compounds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/80—Compositional purity
- C01P2006/82—Compositional purity water content
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- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 シリカ処理プロセスから残留揮発分を分離す
るための効率的かつ有効な方法の提供。 【解決手段】 本発明のプロセスでは、不要な揮発性副
生物を搬送しストリッピングするのに従来使用されてき
た窒素等の非凝縮性ガスの代わりに、水蒸気を用いて無
機粉体をストリッピングする。本発明による無機粉体の
水蒸気ストリッピングプロセスでは、無機粉体をシリル
化剤と接触させてシリル化混合物を形成し、これを空気
輸送して水蒸気と接触させて蒸気流を形成し、この蒸気
流を分離段に輸送し、無機粉体から揮発分を分離する。
るための効率的かつ有効な方法の提供。 【解決手段】 本発明のプロセスでは、不要な揮発性副
生物を搬送しストリッピングするのに従来使用されてき
た窒素等の非凝縮性ガスの代わりに、水蒸気を用いて無
機粉体をストリッピングする。本発明による無機粉体の
水蒸気ストリッピングプロセスでは、無機粉体をシリル
化剤と接触させてシリル化混合物を形成し、これを空気
輸送して水蒸気と接触させて蒸気流を形成し、この蒸気
流を分離段に輸送し、無機粉体から揮発分を分離する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、無機粉体の水蒸気
ストリッピング法に関する。
ストリッピング法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ヒュームドシリカ等の無機粉体は、イン
ク、樹脂、ゴム、塗料及び化粧品等の材料に増粘剤、チ
キソトロピー剤及び補強剤として用いられている。具体
的には、これらの無機粉体は、シリコーンゴムを始めと
する種々のプラスチック及びエラストマー製品の物理
的、機械的及び熱的性質等の性質を改質するために使用
されている。
ク、樹脂、ゴム、塗料及び化粧品等の材料に増粘剤、チ
キソトロピー剤及び補強剤として用いられている。具体
的には、これらの無機粉体は、シリコーンゴムを始めと
する種々のプラスチック及びエラストマー製品の物理
的、機械的及び熱的性質等の性質を改質するために使用
されている。
【０００３】無機粉体は、米国特許第５０３７５５７号
に開示されている通り、収着剤としても使用される。例
えば、無機粉体は水からオイル等の炭化水素を吸収する
のに使用できる。シリカは有機化合物の収着剤として使
用される無機粉体の一つである。これには、未処理の親
水性ヒドロキシ基を表面に有するシリカをシリル化剤で
処理して疎水性にする必要がある。
に開示されている通り、収着剤としても使用される。例
えば、無機粉体は水からオイル等の炭化水素を吸収する
のに使用できる。シリカは有機化合物の収着剤として使
用される無機粉体の一つである。これには、未処理の親
水性ヒドロキシ基を表面に有するシリカをシリル化剤で
処理して疎水性にする必要がある。
【０００４】最近、化学工業は既存及び新規プラントに
対する厳しい排出規制を厳守するようになっている。し
かし、排出基準は一段と厳しさを増してきており、特に
化学プロセスの副生物が周囲条件下で低い融点と高い蒸
気圧を有する場合にこの傾向が顕著である。かかる副生
物の具体例は、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＺ）、
ヘキサメチルジシロキサン（ＭＭ）、トリメチルシラノ
ール（ＴＭＳＯＨ）等の有機ケイ素材料である。
対する厳しい排出規制を厳守するようになっている。し
かし、排出基準は一段と厳しさを増してきており、特に
化学プロセスの副生物が周囲条件下で低い融点と高い蒸
気圧を有する場合にこの傾向が顕著である。かかる副生
物の具体例は、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＺ）、
ヘキサメチルジシロキサン（ＭＭ）、トリメチルシラノ
ール（ＴＭＳＯＨ）等の有機ケイ素材料である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】現在の技術では、化学
プロセスから不要な揮発性副生物を搬送しストリッピン
グするのに窒素等の非凝縮性ガスを用いている。新たな
排出基準、例えば１２３ｋｇ／ｈの窒素を流すプラント
を基準にしてＭＭのモル分率排出量を０．００４モル／
ｈに規制する排出基準はＭＭの物理的性質を考慮すると
非常に厳しい。従来の凝縮器技術はこうした厳しい排出
条件を満たすのには役立たない。したがって、シリカ処
理プロセスから残留揮発分を分離するのに役立つ効率的
な方法が求められている。Ｇｒｉｎｓｂｅｒｇ他のＲｕ
ｓｓ. Ｊ. ｏｆ Ｃｈｅｍ. ６０（５）７７９（１９８
６）には、従来の凝縮器技術を用いて７℃で１７．５ｍ
ｍＨｇのＭＭ蒸気圧という実験値が報告されている。こ
の蒸気圧の値はＭＭ排出量が新排出基準で要求される
０．００４モル／ｈを上回ることを示している。
プロセスから不要な揮発性副生物を搬送しストリッピン
グするのに窒素等の非凝縮性ガスを用いている。新たな
排出基準、例えば１２３ｋｇ／ｈの窒素を流すプラント
を基準にしてＭＭのモル分率排出量を０．００４モル／
ｈに規制する排出基準はＭＭの物理的性質を考慮すると
非常に厳しい。従来の凝縮器技術はこうした厳しい排出
条件を満たすのには役立たない。したがって、シリカ処
理プロセスから残留揮発分を分離するのに役立つ効率的
な方法が求められている。Ｇｒｉｎｓｂｅｒｇ他のＲｕ
ｓｓ. Ｊ. ｏｆ Ｃｈｅｍ. ６０（５）７７９（１９８
６）には、従来の凝縮器技術を用いて７℃で１７．５ｍ
ｍＨｇのＭＭ蒸気圧という実験値が報告されている。こ
の蒸気圧の値はＭＭ排出量が新排出基準で要求される
０．００４モル／ｈを上回ることを示している。
【０００６】
【課題を解決するための手段】今回、シリカ処理プロセ
スから残留揮発分を分離するための効率的かつ有効な方
法を見いだした。本発明の方法では、シリカ処理プロセ
スから残留揮発分を搬送（輸送）してストリッピングす
るのに凝縮性ガス、すなわち水蒸気を使用する。本発明
は、シリカ処理プロセスに限らず、その他の無機プロセ
スから揮発性副生物を除去するのに用いることもでき
る。
スから残留揮発分を分離するための効率的かつ有効な方
法を見いだした。本発明の方法では、シリカ処理プロセ
スから残留揮発分を搬送（輸送）してストリッピングす
るのに凝縮性ガス、すなわち水蒸気を使用する。本発明
は、シリカ処理プロセスに限らず、その他の無機プロセ
スから揮発性副生物を除去するのに用いることもでき
る。
【０００７】上記の様々なニーズに鑑みて、本発明は、
（a）無機粉体をシリル化剤と接触させてシリル化混合
物を形成し、（b）このシリル化混合物を空気輸送し、
水蒸気と接触させて蒸気流を形成し、（c）蒸気流を分
離段に輸送し、揮発分を除去することを含んでなる、無
機粉体の水蒸気ストリッピング法を提供する。
（a）無機粉体をシリル化剤と接触させてシリル化混合
物を形成し、（b）このシリル化混合物を空気輸送し、
水蒸気と接触させて蒸気流を形成し、（c）蒸気流を分
離段に輸送し、揮発分を除去することを含んでなる、無
機粉体の水蒸気ストリッピング法を提供する。
【０００８】
【発明の実施形態】本発明の方法の好ましい実施形態
は、無機粉体はヒュームドシリカであり、シリル化剤は
ヒュームドシリカの重量を基準にして約４〜４０重量％
の範囲である方法を提供する。さらに好ましい実施形態
は、シリル化剤が式 [(Ｒ1)3Ｓｉ]aＺである方法を提供
する。式中、Ｒ1 は各々独立に芳香族炭化水素、ハロゲ
ン化芳香族炭化水素、Ｃ6-10アラルキル、Ｃ1-8 アルキ
ル、Ｃ4-8 シクロアルキル、Ｃ 2-8 アルケニル、Ｃ1-8
ハロアルキル又はシクロアルキル基であり、Ｚはヒドロ
キシ、−Ｎ(Ｒ2)2、−ＳＲ2、−Ｏ−、−Ｓ−又はＯＣ
ＯＲ2 であり、Ｒ2は水素又はＲ1であり、ａは１又は２
であって、好ましくはＲ2は各々独立に水素、Ｃ1- 8 ア
ルキル又はＣ4-8 シクロアルキルである。好ましいシリ
ル化剤は、トリオルガノシリルメルカプタン類、トリオ
ルガノシリルアシレート類、トリオルガノシリルアミン
類、トリオルガノシリルアミノキシ化合物、ジシロキサ
ン類又はジシラザン類である。
は、無機粉体はヒュームドシリカであり、シリル化剤は
ヒュームドシリカの重量を基準にして約４〜４０重量％
の範囲である方法を提供する。さらに好ましい実施形態
は、シリル化剤が式 [(Ｒ1)3Ｓｉ]aＺである方法を提供
する。式中、Ｒ1 は各々独立に芳香族炭化水素、ハロゲ
ン化芳香族炭化水素、Ｃ6-10アラルキル、Ｃ1-8 アルキ
ル、Ｃ4-8 シクロアルキル、Ｃ 2-8 アルケニル、Ｃ1-8
ハロアルキル又はシクロアルキル基であり、Ｚはヒドロ
キシ、−Ｎ(Ｒ2)2、−ＳＲ2、−Ｏ−、−Ｓ−又はＯＣ
ＯＲ2 であり、Ｒ2は水素又はＲ1であり、ａは１又は２
であって、好ましくはＲ2は各々独立に水素、Ｃ1- 8 ア
ルキル又はＣ4-8 シクロアルキルである。好ましいシリ
ル化剤は、トリオルガノシリルメルカプタン類、トリオ
ルガノシリルアシレート類、トリオルガノシリルアミン
類、トリオルガノシリルアミノキシ化合物、ジシロキサ
ン類又はジシラザン類である。
【０００９】別の実施形態は、ヒュームドシリカをプロ
トン源の存在下でシリル化剤と接触させる方法を提供す
る。プロトン源は概して水又はプロトン酸である。好ま
しいプロトン酸は大気圧下での沸点が約１２０℃以下の
もので、ギ酸が最も好ましいプロトン酸である。好まし
い方法は、プロトン源がヒュームドシリカの重量を基準
にして約１．５重量％以下であるものである。
トン源の存在下でシリル化剤と接触させる方法を提供す
る。プロトン源は概して水又はプロトン酸である。好ま
しいプロトン酸は大気圧下での沸点が約１２０℃以下の
もので、ギ酸が最も好ましいプロトン酸である。好まし
い方法は、プロトン源がヒュームドシリカの重量を基準
にして約１．５重量％以下であるものである。
【００１０】本発明のまた別の実施形態では、水蒸気を
用いてシリカを空気搬送する方法が提供される。特に好
ましいのは、ヒュームドシリカの躍動速度を超えるよう
に約１０５〜約２５０℃の温度の水蒸気を用いてシリカ
を空気搬送する方法である。好ましい実施形態は、非ヒ
ュームドシリカ剤の揮発を助長する条件下でシリル化ヒ
ュームドシリカから揮発分を分離する方法を提供する。
さらに好ましい実施形態は、排気揮発分が約１００℃未
満の温度で凝縮される排気システムに揮発分を排気する
ことにより揮発性非ヒュームドシリカ材料を除去する方
法を提供する。
用いてシリカを空気搬送する方法が提供される。特に好
ましいのは、ヒュームドシリカの躍動速度を超えるよう
に約１０５〜約２５０℃の温度の水蒸気を用いてシリカ
を空気搬送する方法である。好ましい実施形態は、非ヒ
ュームドシリカ剤の揮発を助長する条件下でシリル化ヒ
ュームドシリカから揮発分を分離する方法を提供する。
さらに好ましい実施形態は、排気揮発分が約１００℃未
満の温度で凝縮される排気システムに揮発分を排気する
ことにより揮発性非ヒュームドシリカ材料を除去する方
法を提供する。
【００１１】本発明で使用できるシリル化剤には、ポリ
オルガノシロキサン類、特にヘキサオルガノジシロキサ
ン（有機基はアルキル、フルオロアルキル、アルケニル
又はアリール基でよいが、特にメチル基である）；メル
カプタン類、アシレート類、アミン類、アミノキシ化合
物類を含めたトリオルガノシリル化合物；並びにヘキサ
メチルジシラザンや１，３−ジフェニルヘキサメチルジ
シラザン等のシラザン類がある。例えば、他の官能基を
含まないジシロキサンのような反応性の低い試薬のある
ものは、後でさらに詳しく述べる通り、線状ホスホニト
リルハロゲン化物を第三の試薬として使用した場合に限
って効率的に利用できる。多くの事例で好ましいシリル
化剤は、ヘキサメチルジシラザン、トリメチルシラノー
ル及びビス（トリメチルシリル）カーボネートである。
シリカを加工処理（換言すれば、気相シリル化）する温
度よりも低い沸点を有するシリル化剤が特に好ましい。
オルガノシロキサン類、特にヘキサオルガノジシロキサ
ン（有機基はアルキル、フルオロアルキル、アルケニル
又はアリール基でよいが、特にメチル基である）；メル
カプタン類、アシレート類、アミン類、アミノキシ化合
物類を含めたトリオルガノシリル化合物；並びにヘキサ
メチルジシラザンや１，３−ジフェニルヘキサメチルジ
シラザン等のシラザン類がある。例えば、他の官能基を
含まないジシロキサンのような反応性の低い試薬のある
ものは、後でさらに詳しく述べる通り、線状ホスホニト
リルハロゲン化物を第三の試薬として使用した場合に限
って効率的に利用できる。多くの事例で好ましいシリル
化剤は、ヘキサメチルジシラザン、トリメチルシラノー
ル及びビス（トリメチルシリル）カーボネートである。
シリカを加工処理（換言すれば、気相シリル化）する温
度よりも低い沸点を有するシリル化剤が特に好ましい。
【００１２】芳香族炭化水素及びハロゲン化芳香族炭化
水素基の具体例は、フェニル、トリル、キシリル、ナフ
チル、クロロフェニル及びクロロナフチルである。アラ
ルキル基の具体例は、ベンジル及びフェニルエチルであ
る。アルキル及びハロアルキル基の具体例は、メチル、
エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプ
チル、オクチル、クロロプロピル及びトリフルオロプロ
ピルである。アルケニル基の具体例は、ビニル、アリル
及び１−プロペニルである。シクロアルキル基の具体例
は、シクロブチル、シクロペンチル及びシクロヘキシル
である。
水素基の具体例は、フェニル、トリル、キシリル、ナフ
チル、クロロフェニル及びクロロナフチルである。アラ
ルキル基の具体例は、ベンジル及びフェニルエチルであ
る。アルキル及びハロアルキル基の具体例は、メチル、
エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプ
チル、オクチル、クロロプロピル及びトリフルオロプロ
ピルである。アルケニル基の具体例は、ビニル、アリル
及び１−プロペニルである。シクロアルキル基の具体例
は、シクロブチル、シクロペンチル及びシクロヘキシル
である。
【００１３】本発明の方法では任意には第三の試薬を使
用するが、これは比較的揮発性のプロトン酸又は線状ホ
スホニトリルハロゲン化物とし得る。好適なプロトン酸
は塩酸、炭酸、ギ酸及び酢酸である。好ましくは、酸は
大気圧下での沸点が約１２０℃以下のものである。その
格段の有効性及び比較的低コストであることから、ギ酸
が好ましい。これは水溶液（例えば８８重量％溶液）と
して使用し得る。躍動速度（saltation velocity）は、
ヒュームドシリカ等の処理（シリル化）無機粉体を反応
容器の底部又は側面に沈降させることなく該粉体が蒸気
形態で輸送される速度として定義される。
用するが、これは比較的揮発性のプロトン酸又は線状ホ
スホニトリルハロゲン化物とし得る。好適なプロトン酸
は塩酸、炭酸、ギ酸及び酢酸である。好ましくは、酸は
大気圧下での沸点が約１２０℃以下のものである。その
格段の有効性及び比較的低コストであることから、ギ酸
が好ましい。これは水溶液（例えば８８重量％溶液）と
して使用し得る。躍動速度（saltation velocity）は、
ヒュームドシリカ等の処理（シリル化）無機粉体を反応
容器の底部又は側面に沈降させることなく該粉体が蒸気
形態で輸送される速度として定義される。
【００１４】好ましい線状ホスホニトリルハロゲン化物
は塩化物であり、以下「ＬＰＮＣ」と呼ぶこともある。
ＬＰＮＣは式 Ｃｌ3Ｐ(ＮＰＣｌ2)nＮＰＣｌ3・ＰＣｌ
6 を有する。式中、ｎは０〜４、好ましくは０〜２であ
る。ＬＰＮＣは米国特許第３８３９３８８号に記載の手
順で製造することができる。本発明の方法においてＬＰ
ＮＣが触媒として機能することは特に驚くべきことであ
る。ヒュームドシリカは微量の水を含んでいるが、水は
ＬＰＮＣの分解を引き起こすことが知られている。した
がって、こうしたＬＰＮＣが上記の目的に使用できると
いうことは予想外である。
は塩化物であり、以下「ＬＰＮＣ」と呼ぶこともある。
ＬＰＮＣは式 Ｃｌ3Ｐ(ＮＰＣｌ2)nＮＰＣｌ3・ＰＣｌ
6 を有する。式中、ｎは０〜４、好ましくは０〜２であ
る。ＬＰＮＣは米国特許第３８３９３８８号に記載の手
順で製造することができる。本発明の方法においてＬＰ
ＮＣが触媒として機能することは特に驚くべきことであ
る。ヒュームドシリカは微量の水を含んでいるが、水は
ＬＰＮＣの分解を引き起こすことが知られている。した
がって、こうしたＬＰＮＣが上記の目的に使用できると
いうことは予想外である。
【００１５】本方法で使用するシリル化剤の量は、蒸気
シリル化シリカ流からのシラノール基の除去の度合をあ
る程度決定する。シラノール基は、その活性水素が式−
Ｓｉ(Ｒ1)3 のシリル基で置換されたときに除去された
とみなされる。シリル化剤の使用量が多いほど、より多
くの表面シラノール除去が起こる。好ましくは、シリル
化剤の使用量は表面シラノール基の割合に基いて化学量
論量以上である。これは概してシリカの重量を基準にし
て約４〜２００重量％の範囲にある。
シリル化シリカ流からのシラノール基の除去の度合をあ
る程度決定する。シラノール基は、その活性水素が式−
Ｓｉ(Ｒ1)3 のシリル基で置換されたときに除去された
とみなされる。シリル化剤の使用量が多いほど、より多
くの表面シラノール除去が起こる。好ましくは、シリル
化剤の使用量は表面シラノール基の割合に基いて化学量
論量以上である。これは概してシリカの重量を基準にし
て約４〜２００重量％の範囲にある。
【００１６】シリカ、シリル化剤及び第三の試薬の混合
物を機械的に流動化させるのが往々にして好ましい。流
動化は、揮発シリル化剤中にシリカ粒子を浮遊させるの
に十分な徹底的混合と定常的な機械的攪拌を与えるよう
な当技術分野で公知の装置で達成できる。流動化は回分
プロセスとしても或いは連続プロセスとしても実施でき
る。好適な流動化装置には、様々なブレード角度の回転
翼が組み込まれたミキサー、混練ミキサー、ヘリカルブ
レードミキサー及びスクリューミキサーがある。
物を機械的に流動化させるのが往々にして好ましい。流
動化は、揮発シリル化剤中にシリカ粒子を浮遊させるの
に十分な徹底的混合と定常的な機械的攪拌を与えるよう
な当技術分野で公知の装置で達成できる。流動化は回分
プロセスとしても或いは連続プロセスとしても実施でき
る。好適な流動化装置には、様々なブレード角度の回転
翼が組み込まれたミキサー、混練ミキサー、ヘリカルブ
レードミキサー及びスクリューミキサーがある。
【００１７】反応温度はさほど重要ではなく、代表例な
温度範囲は約２５〜４００℃である。温度は大抵はシリ
ル化剤の沸点を上回り、かつＬＰＮＣを使用する場合に
はＬＰＮＣの不活性化温度未満である。好ましくは、温
度はプロトン酸含有系では約１００〜２５０℃の範囲、
ＬＰＮＣ含有系では約１００〜１５０℃の範囲である。
温度範囲は約２５〜４００℃である。温度は大抵はシリ
ル化剤の沸点を上回り、かつＬＰＮＣを使用する場合に
はＬＰＮＣの不活性化温度未満である。好ましくは、温
度はプロトン酸含有系では約１００〜２５０℃の範囲、
ＬＰＮＣ含有系では約１００〜１５０℃の範囲である。
【００１８】反応時間は、量比及び温度を始めとする反
応条件に依存する。反応時間はまた表面シラノール基の
所望除去度にも依存する。反応の進行時間が長いほど、
除去されるシラノール基の割合が高くなる。流動化温度
を高くすると、所望のシラノール除去レベルに達するの
に要する反応時間は短くなる。所要のシラノール除去レ
ベル並びに該レベルを満足するのに要する時間及び温度
パラメーターは当業者が決定し得る事項である。
応条件に依存する。反応時間はまた表面シラノール基の
所望除去度にも依存する。反応の進行時間が長いほど、
除去されるシラノール基の割合が高くなる。流動化温度
を高くすると、所望のシラノール除去レベルに達するの
に要する反応時間は短くなる。所要のシラノール除去レ
ベル並びに該レベルを満足するのに要する時間及び温度
パラメーターは当業者が決定し得る事項である。
【００１９】
【実施例】以下の全般的手順と実施例によって本発明を
例示する。反応容器内でＨＭＤＺ等のシリル化剤でヒュ
ームドシリカを処理する。得られたシリル化シリカ混合
物は、水蒸気発生装置に供給した最高約１５ガロン／ｈ
の水から発生した低圧水蒸気流を用いて、気体（揮発
分）−固体分離用のフィルターバッグのケージを最高約
３個収容したバッグハウスに、空気搬送することができ
る。ストリッピングした充填材は、重力の作用により、
バッグハウスから回転エアロックシステムを経て製品収
集コンテナへと落下する。次いで、揮発分を搬送する水
蒸気を水凝縮器を用いて凝縮し、回収する。こうして揮
発分をトラップして、それらが大気中に逃散するのを避
ける。
例示する。反応容器内でＨＭＤＺ等のシリル化剤でヒュ
ームドシリカを処理する。得られたシリル化シリカ混合
物は、水蒸気発生装置に供給した最高約１５ガロン／ｈ
の水から発生した低圧水蒸気流を用いて、気体（揮発
分）−固体分離用のフィルターバッグのケージを最高約
３個収容したバッグハウスに、空気搬送することができ
る。ストリッピングした充填材は、重力の作用により、
バッグハウスから回転エアロックシステムを経て製品収
集コンテナへと落下する。次いで、揮発分を搬送する水
蒸気を水凝縮器を用いて凝縮し、回収する。こうして揮
発分をトラップして、それらが大気中に逃散するのを避
ける。
【００２０】実施例１ 回分反応設備は、圧力計と熱電対を装着した４リットル
オートクレーブ反応器、水蒸気又は空気注入弁、液体試
薬注入口、及び１４０ミクロンＮＵＰＲＯ（登録商標）
インラインフィルターを有するベントライン弁から構成
される。ベントラインを５℃の凝縮器トラップに連結し
た。この反応器に原料ヒュームドシリカ１５１ｇを投入
し、これを３９．５ｍｌのＨＭＤＺで２５６℃において
２０分間処理した。処理反応後、１２５℃の低圧水蒸気
３２．５ｇを反応器中に注入した。ヒュームドシリカ／
水蒸気を３００ｒｐｍで１０分間攪拌した後排出した。
このストリッピング工程を繰り返した。ストリッピング
のレベルを酸塩基滴定で測定したところ、残留窒素５０
ｐｐｍ未満の規格を満たすことが分かった。熱重量分析
（ＴＧＡ）の結果、室温から４００℃に加熱したときの
加熱減量は０．１重量％未満であり、残留揮発分が良好
にストリッピングされたことが裏付けられた。残留水分
についてのカールフィッシャー滴定の結果、フィルター
に残った水分は６５０ｐｐｍであり、十分にストリッピ
ングされた処理済ヒュームドシリカの規格を満足する。
オートクレーブ反応器、水蒸気又は空気注入弁、液体試
薬注入口、及び１４０ミクロンＮＵＰＲＯ（登録商標）
インラインフィルターを有するベントライン弁から構成
される。ベントラインを５℃の凝縮器トラップに連結し
た。この反応器に原料ヒュームドシリカ１５１ｇを投入
し、これを３９．５ｍｌのＨＭＤＺで２５６℃において
２０分間処理した。処理反応後、１２５℃の低圧水蒸気
３２．５ｇを反応器中に注入した。ヒュームドシリカ／
水蒸気を３００ｒｐｍで１０分間攪拌した後排出した。
このストリッピング工程を繰り返した。ストリッピング
のレベルを酸塩基滴定で測定したところ、残留窒素５０
ｐｐｍ未満の規格を満たすことが分かった。熱重量分析
（ＴＧＡ）の結果、室温から４００℃に加熱したときの
加熱減量は０．１重量％未満であり、残留揮発分が良好
にストリッピングされたことが裏付けられた。残留水分
についてのカールフィッシャー滴定の結果、フィルター
に残った水分は６５０ｐｐｍであり、十分にストリッピ
ングされた処理済ヒュームドシリカの規格を満足する。
【００２１】反応器及び５℃のトラップにおける物質収
支から、ストリッピングされた揮発分の事実上すべてが
水蒸気とともに凝縮したことが分かった。実施例２ ：パイロットスケールの回分式水蒸気ストリッ
ピング及び後段の貯蔵装置への搬送 オクタメチルテトラシクロシロキサン処理したシリカ２
２００ポンド（ｌｂ）を６０００ガロン回分ケトルに投
入し、４４０ポンドのＨＭＤＺで４時間処理した。反応
後、窒素ガスを用いて過剰な揮発分を操作温度２５℃の
軽留分受けへとストリッピングした。しかる後、容器頂
部に導入した窒素流とともに処理シリカをケトルから追
い出してサイロへと空気搬送した。ケトル及び軽留分受
けにおける物質収支から、揮発分の約１０％が回収でき
なかったことが分かった。しかし、この実験を水蒸気を
ストリッピング及び搬送剤として用いて繰り返したとこ
ろ、事実上すべての揮発分が凝縮して計量された。
支から、ストリッピングされた揮発分の事実上すべてが
水蒸気とともに凝縮したことが分かった。実施例２ ：パイロットスケールの回分式水蒸気ストリッ
ピング及び後段の貯蔵装置への搬送 オクタメチルテトラシクロシロキサン処理したシリカ２
２００ポンド（ｌｂ）を６０００ガロン回分ケトルに投
入し、４４０ポンドのＨＭＤＺで４時間処理した。反応
後、窒素ガスを用いて過剰な揮発分を操作温度２５℃の
軽留分受けへとストリッピングした。しかる後、容器頂
部に導入した窒素流とともに処理シリカをケトルから追
い出してサイロへと空気搬送した。ケトル及び軽留分受
けにおける物質収支から、揮発分の約１０％が回収でき
なかったことが分かった。しかし、この実験を水蒸気を
ストリッピング及び搬送剤として用いて繰り返したとこ
ろ、事実上すべての揮発分が凝縮して計量された。
【００２２】実施例３：連続水蒸気ストリッピング及び
搬送 ＨＭＤＺを用いた連続充填材処理プロセスを構成し、反
応器内で１〜２．５ポンド／時のＨＭＤＺによりヒュー
ムドシリカを５〜３０ポンド／時で処理した。過剰なア
ンモニア、ＭＭ、ＴＭＳＯＨ及びＨＭＤＺ蒸気とともに
反応器中から出てくるＨＮＤＺ及びフィラーを、水蒸気
発生装置に供給した２〜１０ガロン／時の水から発生し
た低圧水蒸気で、気体（揮発分）−固体分離用のＮＯＭ
ＥＸ(登録商標）フィルターバッグのケージ３個（全表
面積２０ｆｔ2）を含むバックハウスへと空気搬送し
た。ストリッピングした充填材は、重力の作用により、
バッグハウスから回転エアロックシステムを経て製品ド
ラムに落下した。水蒸気を各種蒸気とともに水凝縮器で
凝縮して回収した。ブロワで水圧約−３０インチに引く
と、プロセスは申し分なく進行し、揮発分の損失は１％
未満であった。これに対して、水蒸気の代わりに窒素を
使用すると、３０％を上回る揮発分が失われた。
搬送 ＨＭＤＺを用いた連続充填材処理プロセスを構成し、反
応器内で１〜２．５ポンド／時のＨＭＤＺによりヒュー
ムドシリカを５〜３０ポンド／時で処理した。過剰なア
ンモニア、ＭＭ、ＴＭＳＯＨ及びＨＭＤＺ蒸気とともに
反応器中から出てくるＨＮＤＺ及びフィラーを、水蒸気
発生装置に供給した２〜１０ガロン／時の水から発生し
た低圧水蒸気で、気体（揮発分）−固体分離用のＮＯＭ
ＥＸ(登録商標）フィルターバッグのケージ３個（全表
面積２０ｆｔ2）を含むバックハウスへと空気搬送し
た。ストリッピングした充填材は、重力の作用により、
バッグハウスから回転エアロックシステムを経て製品ド
ラムに落下した。水蒸気を各種蒸気とともに水凝縮器で
凝縮して回収した。ブロワで水圧約−３０インチに引く
と、プロセスは申し分なく進行し、揮発分の損失は１％
未満であった。これに対して、水蒸気の代わりに窒素を
使用すると、３０％を上回る揮発分が失われた。
フロントページの続き (72)発明者 ジョン・ブライアン・マックデルモット アメリカ合衆国、ニューヨーク州、レック スフォード、ストウニー・ブルク・ドライ ブ、１番 (72)発明者 ジョン・ピーター・ベインヴィシウス アメリカ合衆国、ニューヨーク州、クリフ トン・パーク、アパートメント・シー、ホ ーランデイル・レーン、11番
Claims (13)
- 【請求項１】 （a）無機粉体をシリル化剤と接触させ
てシリル化混合物を形成し、 （b）このシリル化混合物を空気輸送し、水蒸気と接触
させて蒸気流を形成し、 （c）蒸気流を分離段に輸送し、揮発分を除去する工程
を含んでなる、無機粉体の水蒸気ストリッピング法。 - 【請求項２】 無機粉体がヒュームドシリカであり、前
記シリル化剤の量がヒュームドシリカの重量を基準にし
て約４〜４０重量％の範囲内にある、請求項１記載の方
法。 - 【請求項３】 シリル化剤が式 [(Ｒ1)3Ｓｉ]aＺ（式
中、Ｒ1 は各々独立に芳香族炭化水素、ハロゲン化芳香
族炭化水素、Ｃ6-10アラルキル、Ｃ1-8 アルキル、Ｃ
2-8 アルケニル、Ｃ1-8 ハロアルキル又はシクロアルキ
ル基であり、Ｚはヒドロキシ、−Ｎ(Ｒ2)2、−ＳＲ2、
−Ｏ−、−Ｓ−又はＯＣＯＲ2 であり、Ｒ2は各々独立
に水素又はＲ1 であり、ａは１又は２である。）を有す
る、請求項２記載の方法。 - 【請求項４】 ヒュームドシリカをプロトン源の存在下
でシリル化剤と接触させる、請求項３記載の方法。 - 【請求項５】 プロトン源が水又はプロトン酸である、
請求項４記載の方法。 - 【請求項６】 プロトン源の割合が前記ヒュームドシリ
カの重量を基準にして約１．５重量％以下である、請求
項５記載の方法。 - 【請求項７】 Ｒ2 がＨ、Ｃ1-8 アルキル又はＣ4-8 シ
クロアルキル基である、請求項６記載の方法。 - 【請求項８】 シリル化剤がトリオルガノシリルメルカ
プタン、トリオルガノシリルアシレート、トリオルガノ
シリルアミン、トリオルガノシリルアミノキシ化合物、
ジシロキサン又はジシラザンである、請求項７記載の方
法。 - 【請求項９】 プロトン酸の沸点が大気圧下で約１２０
℃以下である、請求項８記載の方法。 - 【請求項１０】 プロトン酸がギ酸である、請求項９記
載の方法。 - 【請求項１１】 シリル化シリカ混合物が、ヒュームド
シリカの躍動速度を超えるように約１０５〜２５０℃の
温度の水蒸気を用いて空気輸送される、請求項５記載の
方法。 - 【請求項１２】 非ヒュームドシリカ剤の揮発を助長す
る条件下でシリル化ヒュームドシリカから揮発分を分離
する、請求項１１記載の方法。 - 【請求項１３】 排気揮発分が約１００℃未満の温度で
凝縮される排気システムに揮発分を排気することにより
揮発性非ヒュームドシリカ材料を除去する、請求項１２
記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| US08/994571 | 1997-12-19 | ||
| US08/994,571 US6030660A (en) | 1997-12-19 | 1997-12-19 | Method of steam stripping an inorganic powder |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11263614A true JPH11263614A (ja) | 1999-09-28 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36014298A Pending JPH11263614A (ja) | 1997-12-19 | 1998-12-18 | 無機粉体の水蒸気ストリッピング法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6030660A (ja) |
| EP (1) | EP0924267B1 (ja) |
| JP (1) | JPH11263614A (ja) |
| KR (1) | KR100417723B1 (ja) |
| DE (1) | DE69805047T2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| DE10145162A1 (de) | 2001-09-13 | 2003-04-10 | Wacker Chemie Gmbh | Kieselsäure mit geringem Gehalt an Kieselsäure-Silanolgruppen |
| CN112662185B (zh) * | 2020-12-07 | 2022-06-07 | 合盛硅业(嘉兴)有限公司 | 一种用六甲基二硅氮烷制备液体硅橡胶基胶的方法 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL104714C (ja) * | 1955-12-22 | |||
| US3635743A (en) * | 1969-01-06 | 1972-01-18 | Gen Electric | Reinforcing silica filler |
| US3562153A (en) * | 1970-02-05 | 1971-02-09 | Cabot Corp | Oil absorbent compositions |
| US4030940A (en) * | 1975-11-03 | 1977-06-21 | Alexei Alexeevich Chuiko | Method of producing fine disperse alkylated silica compounds |
| US4054689A (en) * | 1976-10-07 | 1977-10-18 | The Dow Chemical Company | Method of preparing hydrophobic silica |
| US4530913A (en) * | 1980-01-16 | 1985-07-23 | Chemplex Company | Polymerization catalyst and method |
| DE3211431A1 (de) * | 1982-03-27 | 1983-09-29 | Degussa Ag, 6000 Frankfurt | Verfahren zur hydrophobierung von pyrogen hergestelltem siliciumdioxid |
| US4554147A (en) * | 1984-04-02 | 1985-11-19 | General Electric Company | Method for treating fumed silica |
| US5143883A (en) * | 1987-09-21 | 1992-09-01 | Quantum Chemical Corporation | Modified silica based catalyst |
| US5037557A (en) * | 1989-09-12 | 1991-08-06 | General Electric Company | Treated silica for oil absorption |
| US5652017A (en) * | 1996-04-10 | 1997-07-29 | General Electric Company | Method for rendering inorganic powder hydrophobic |
-
1997
- 1997-12-19 US US08/994,571 patent/US6030660A/en not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-12-04 EP EP19980309968 patent/EP0924267B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-12-04 DE DE1998605047 patent/DE69805047T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1998-12-18 JP JP36014298A patent/JPH11263614A/ja active Pending
- 1998-12-19 KR KR10-1998-0056404A patent/KR100417723B1/ko not_active IP Right Cessation
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| KR19990063242A (ko) | 1999-07-26 |
| EP0924267B1 (en) | 2002-04-24 |
| US6030660A (en) | 2000-02-29 |
| KR100417723B1 (ko) | 2004-03-19 |
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