有机硅高沸物裂解工艺研究

朱艳娜

摘 要：在直接法合成甲基氯硅烷单体过程中会产生大量的副产物---高沸物，对有机硅高沸物进行裂解可以制备成甲基氯硅烷。本文针对有机硅高沸物裂解工艺进行了重点解析，探讨了有机硅高沸物裂解的反应机理，为这种技术的应用和发展积累一些技术资料。

关键词：有机硅高沸物；裂解工艺；工业化

0引言

在以往的许多年间，我国工业产业领域中有机硅原料单体生产过程中副产的高沸物始终无法被妥善处理，国内对高沸物无害化处理技术的研究始终没有突破性进展，只有少量高沸物被用来生产防水剂和硅树脂，二次利用率非常低，并且这些产品应用领域不多，几乎没有市场，每年仅有五分之一的高沸物得到了有效处理，其余的部分大量积压，既污染生态环境，而且存在一定的危险。在国内某化工公司成功攻克了裂解工艺难关之前，工业领域尚没有高沸物工业化利用的可靠技术或相关工艺，高沸物的综合利用问题已经成为我国有机硅工业发展的严峻课题，因此裂解工艺的成功研发及工业化对整个行业来说具有较为深渊的意义。

1 高沸物成分及来源

有机硅高沸物是指在有机硅原料单体合成过程中产生的，较有机硅单体沸点在80～215℃之间，主要组分为二硅烷类混合物的总称。一般地，它是由混合单体经分离工段脱高塔分离后，由回收塔塔底采出，约占单体总量的百分之五。它是一种带有刺激性气味并具有强烈腐蚀性的液体，常因含杂质而呈黑色。目前全球有机硅單体生产及加工企业已愈数千家，每年，有机硅单体的总产能将达到约二百五十万吨，产量约二百万吨。随着世界有机硅生产技术进步及其系列产品应用领域的迅速开发拓展，有机硅产品的品级及牌号已近一万个，常用的也有五千余个。

2 有机硅高废物裂解工艺

高沸物裂解生产甲基氯硅烷单体包括高沸物裂解和混合单体分馏精制2个单元。其中，高沸物裂解单元主要由高沸物上料、高沸物裂解、混合单体采出等组成；混合单体分馏精制单元主要由脱高、脱低、中切、单体精馏等组成。

2.1裂解工艺

2.1.1裂解单元

将高沸物加入反应釜内，并按比例加入催化剂，氯化氢以一定的速度加入反应釜内，控制一定反应温度，以一定时间间隔补加高沸物及催化剂，生成物和未反应的氯化氢气体由裂解釜上部经塔顶至冷凝器冷凝后，得到甲基氯硅烷混合单体，送接受器储存，少量未凝气体（主要为氯化氢）以水吸收。连续反应一定时间后，停止反应，排放残液，重新投料开车。排放残液水解后制得盐酸，残渣综合处理。

2.1.2分馏精制单元

由混合单体贮罐来的混合单体进入脱高塔，精馏后塔釜采出高沸物放至高沸物贮罐。塔顶物料气体冷凝液，部分回流至塔顶作为回流液，另一部分采出送至脱低塔。来自脱高塔塔顶的物料进入脱低塔，精馏后塔釜物料采出送至中切塔。塔顶物料气体冷凝液，部分回至塔顶作为回流液，另一部分采出送至M1H成品塔。

来自脱低塔塔顶的物料进入M1H成品塔，精馏后塔釜产品M1H送至M1H成品贮罐。塔顶物料气体经二次冷凝后，冷凝液经部分回流至塔顶作为回流液，另一部分冷凝液采出送至轻组分贮罐。来自脱低塔塔釜的物料进入中切塔，精馏后塔下物料送至M2成品塔。塔顶物料气体冷凝液，部分回流至塔顶作为回流液，另一部分冷凝液采出送至M1初分塔。

来自中切塔塔釜的物料进入M2成品塔，精馏后塔釜物料送至M2成品贮罐。塔顶物料气体冷凝液部分回流至塔顶作为回流液，另一部分冷凝液采出送回中切塔。来自中切塔塔顶的物料进入M1初分塔，精馏后塔釜物料送回至中切塔。塔顶物料气体冷凝液，部分回流至塔顶作为回流液，另一部分冷凝液采出至M1成品塔。

2.2 工艺特点

2.2.1 采用塔式反应器，反应条件宽松。可连续加入氯化氢、高沸物和催化剂等反应材料。

2.2.2 不必过量使用催化剂即可保证目的产物高效率地转化弯沉个，甲基氯硅烷混合单体中二甲基二氯硅烷与一甲基氢二氯硅烷含量比较高。

2.2.3 反应釜长径比、裂解塔结构、高度及填料形式“配伍”科学，而且不需蒸馏，有助于节省能源。

3 装置运行情况

运行一年多，生产工艺控制条件不断得到优化，高沸物裂解指标符合设计要求。下表1统计出了主要消耗定额指标：

高沸物的催化裂解采用易于工业化的有机胺类催化剂，所得产品有效组分综合指标优于国外同类方法。该工艺操作简单、连续反应、反应条件温和（常压操作，反应温度低），催化剂用量少、裂解转化率在80%以上，这对减少能源投入方面来说大有裨益。

4 结束语

用氯化氢催化裂解法和高压催化裂解法这两种工艺路线裂解高沸物，不但解决了高沸物的利用问题，减少了环境污染，而且有较高的利润空间，具有很好的工业化前景。而且有机硅高沸物裂解工艺成功工业化后，能够使有机硅高沸物得到了无害化处理。随着我国有机硅原料单体产量的逐年增加，副产高沸物量也将逐年增加。建议相关厂家采用该催化处理技术，使有机硅高沸物变废为宝，既可解决制约我国有机硅工业发展的瓶颈问题，同时又将获得相当可观的经济效益和社会效益。

参考文献：

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