朱艷娜

摘 要：在直接法合成甲基氯硅烷單體過程中會產(chǎn)生大量的副產(chǎn)物---高沸物，對有機硅高沸物進行裂解可以制備成甲基氯硅烷。本文針對有機硅高沸物裂解工藝進行了重點解析，探討了有機硅高沸物裂解的反應機理，為這種技術(shù)的應用和發(fā)展積累一些技術(shù)資料。

關(guān)鍵詞：有機硅高沸物；裂解工藝；工業(yè)化

0引言

在以往的許多年間，我國工業(yè)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域中有機硅原料單體生產(chǎn)過程中副產(chǎn)的高沸物始終無法被妥善處理，國內(nèi)對高沸物無害化處理技術(shù)的研究始終沒有突破性進展，只有少量高沸物被用來生產(chǎn)防水劑和硅樹脂，二次利用率非常低，并且這些產(chǎn)品應用領(lǐng)域不多，幾乎沒有市場，每年僅有五分之一的高沸物得到了有效處理，其余的部分大量積壓，既污染生態(tài)環(huán)境，而且存在一定的危險。在國內(nèi)某化工公司成功攻克了裂解工藝難關(guān)之前，工業(yè)領(lǐng)域尚沒有高沸物工業(yè)化利用的可靠技術(shù)或相關(guān)工藝，高沸物的綜合利用問題已經(jīng)成為我國有機硅工業(yè)發(fā)展的嚴峻課題，因此裂解工藝的成功研發(fā)及工業(yè)化對整個行業(yè)來說具有較為深淵的意義。

1 高沸物成分及來源

有機硅高沸物是指在有機硅原料單體合成過程中產(chǎn)生的，較有機硅單體沸點在80～215℃之間，主要組分為二硅烷類混合物的總稱。一般地，它是由混合單體經(jīng)分離工段脫高塔分離后，由回收塔塔底采出，約占單體總量的百分之五。它是一種帶有刺激性氣味并具有強烈腐蝕性的液體，常因含雜質(zhì)而呈黑色。目前全球有機硅單體生產(chǎn)及加工企業(yè)已愈數(shù)千家，每年，有機硅單體的總產(chǎn)能將達到約二百五十萬噸，產(chǎn)量約二百萬噸。隨著世界有機硅生產(chǎn)技術(shù)進步及其系列產(chǎn)品應用領(lǐng)域的迅速開發(fā)拓展，有機硅產(chǎn)品的品級及牌號已近一萬個，常用的也有五千余個。

2 有機硅高廢物裂解工藝

高沸物裂解生產(chǎn)甲基氯硅烷單體包括高沸物裂解和混合單體分餾精制2個單元。其中，高沸物裂解單元主要由高沸物上料、高沸物裂解、混合單體采出等組成；混合單體分餾精制單元主要由脫高、脫低、中切、單體精餾等組成。

2.1裂解工藝

2.1.1裂解單元

將高沸物加入反應釜內(nèi)，并按比例加入催化劑，氯化氫以一定的速度加入反應釜內(nèi)，控制一定反應溫度，以一定時間間隔補加高沸物及催化劑，生成物和未反應的氯化氫氣體由裂解釜上部經(jīng)塔頂至冷凝器冷凝后，得到甲基氯硅烷混合單體，送接受器儲存，少量未凝氣體（主要為氯化氫）以水吸收。連續(xù)反應一定時間后，停止反應，排放殘液，重新投料開車。排放殘液水解后制得鹽酸，殘渣綜合處理。

2.1.2分餾精制單元

由混合單體貯罐來的混合單體進入脫高塔，精餾后塔釜采出高沸物放至高沸物貯罐。塔頂物料氣體冷凝液，部分回流至塔頂作為回流液，另一部分采出送至脫低塔。來自脫高塔塔頂?shù)奈锪线M入脫低塔，精餾后塔釜物料采出送至中切塔。塔頂物料氣體冷凝液，部分回至塔頂作為回流液，另一部分采出送至M1H成品塔。

來自脫低塔塔頂?shù)奈锪线M入M1H成品塔，精餾后塔釜產(chǎn)品M1H送至M1H成品貯罐。塔頂物料氣體經(jīng)二次冷凝后，冷凝液經(jīng)部分回流至塔頂作為回流液，另一部分冷凝液采出送至輕組分貯罐。來自脫低塔塔釜的物料進入中切塔，精餾后塔下物料送至M2成品塔。塔頂物料氣體冷凝液，部分回流至塔頂作為回流液，另一部分冷凝液采出送至M1初分塔。

來自中切塔塔釜的物料進入M2成品塔，精餾后塔釜物料送至M2成品貯罐。塔頂物料氣體冷凝液部分回流至塔頂作為回流液，另一部分冷凝液采出送回中切塔。來自中切塔塔頂?shù)奈锪线M入M1初分塔，精餾后塔釜物料送回至中切塔。塔頂物料氣體冷凝液，部分回流至塔頂作為回流液，另一部分冷凝液采出至M1成品塔。

2.2 工藝特點

2.2.1 采用塔式反應器，反應條件寬松?？蛇B續(xù)加入氯化氫、高沸物和催化劑等反應材料。

2.2.2 不必過量使用催化劑即可保證目的產(chǎn)物高效率地轉(zhuǎn)化彎沉個，甲基氯硅烷混合單體中二甲基二氯硅烷與一甲基氫二氯硅烷含量比較高。

2.2.3 反應釜長徑比、裂解塔結(jié)構(gòu)、高度及填料形式“配伍”科學，而且不需蒸餾，有助于節(jié)省能源。

3 裝置運行情況

運行一年多，生產(chǎn)工藝控制條件不斷得到優(yōu)化，高沸物裂解指標符合設計要求。下表1統(tǒng)計出了主要消耗定額指標：

高沸物的催化裂解采用易于工業(yè)化的有機胺類催化劑，所得產(chǎn)品有效組分綜合指標優(yōu)于國外同類方法。該工藝操作簡單、連續(xù)反應、反應條件溫和（常壓操作，反應溫度低），催化劑用量少、裂解轉(zhuǎn)化率在80%以上，這對減少能源投入方面來說大有裨益。

4 結(jié)束語

用氯化氫催化裂解法和高壓催化裂解法這兩種工藝路線裂解高沸物，不但解決了高沸物的利用問題，減少了環(huán)境污染，而且有較高的利潤空間，具有很好的工業(yè)化前景。而且有機硅高沸物裂解工藝成功工業(yè)化后，能夠使有機硅高沸物得到了無害化處理。隨著我國有機硅原料單體產(chǎn)量的逐年增加，副產(chǎn)高沸物量也將逐年增加。建議相關(guān)廠家采用該催化處理技術(shù)，使有機硅高沸物變廢為寶，既可解決制約我國有機硅工業(yè)發(fā)展的瓶頸問題，同時又將獲得相當可觀的經(jīng)濟效益和社會效益。

參考文獻：

[1]劉秋艷，趙由春，王炳濤，孫長江，陳春江.有機硅高沸物催化裂解制甲基氯硅烷工藝的研究[J].唐山師范學院學報，2016，38（05）：47-49.

[2]熊艷鋒. 有機硅高沸物催化裂解制單硅烷新型催化劑研究及機理探討[D].南昌大學，2007.

[3]劉重為，王莉洪，吳茵，關(guān)音，王剛，周遵石.有機硅高沸物裂解技術(shù)進展[J].彈性體，2005（05）：69-72.