一種連續(xù)化生產(chǎn)高含氫硅油的生產(chǎn)工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種精細(xì)化工領(lǐng)域的生產(chǎn)方法，尤其是涉及一種連續(xù)化制備高含氫硅油生產(chǎn)工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]甲基高含氫硅油是一種無(wú)色透明的油狀液體，粘度一般為10?200mPa *S，是硅油品種中重要的產(chǎn)品之一。它的硅氧烷主鏈中含有活潑基團(tuán)氫，活性高，能與許多活性基團(tuán)反應(yīng)。其顯著特點(diǎn)是防水效果好?？梢缘蜏亟宦?lián)成膜，在物質(zhì)的表面形成防水層，廣泛用于織物、玻璃、陶瓷、紙張、皮革、金屬、建材等行業(yè)的防水劑以及硅橡膠的抗黃劑、交聯(lián)劑、硅橡膠油墨稀釋劑等，效果甚佳。
[0003]甲基高含氫硅油的合成主要通過(guò)甲基氫二氯硅烷單體水解調(diào)聚或通過(guò)甲基含氫環(huán)體開環(huán)共聚而成，制備過(guò)程一般包括非溶劑法和溶劑法兩類。溶劑法由于該工藝中使用的溶劑需要消耗很多能量來(lái)去除，并且溶劑本身也會(huì)存在安全問(wèn)題，此外，溶劑在產(chǎn)品中的殘留對(duì)產(chǎn)品的品質(zhì)影響非常大。因而在全球推進(jìn)綠色化學(xué)的背景下，無(wú)溶劑法逐漸走上歷
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[0004]目前采用的無(wú)溶劑法工藝生產(chǎn)含氫硅油多為間歇法工藝，其生產(chǎn)成本高、含氫量低、生產(chǎn)效率低等缺點(diǎn)阻礙了其發(fā)展。專利CN102516545A公布了一種連續(xù)化生產(chǎn)含氫硅油的方法，然而該工藝中需要使用濃硫酸進(jìn)行調(diào)聚，利用堿進(jìn)行中和，且需要消耗大量的水進(jìn)行水洗，同時(shí)水洗的過(guò)程中還容易產(chǎn)生乳化使得含氫硅油的收率很低；因?yàn)樾枰芏啻嗡矗催^(guò)程中還容易造成乳化使得油水很難分離。此外，僅僅利用水進(jìn)行水解使得產(chǎn)生大量濃度很低的稀鹽酸，這些鹽酸的脫吸需要消耗大量的能量。因而需要對(duì)含氫硅油生產(chǎn)工藝進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)與創(chuàng)新。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種連續(xù)化生產(chǎn)高含氫硅油的生產(chǎn)工藝。
[0006]本發(fā)明解決的是現(xiàn)有溶劑法工藝生產(chǎn)中存在的溶劑本身存在污染或副作用，產(chǎn)品中溶劑的殘留對(duì)產(chǎn)品的運(yùn)用存在制約，非溶劑法工藝生產(chǎn)含氫硅油存在的生產(chǎn)成本高、收率低、含氫值偏低的問(wèn)題。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種連續(xù)化生產(chǎn)高含氫硅油的生產(chǎn)工藝，所述生產(chǎn)工藝包括以下步驟:
[0008]步驟1:將三甲基氯硅烷、甲基氫二氯硅烷、稀鹽酸、低分子(甲烷)按一定比例加入到水解循環(huán)反應(yīng)系統(tǒng)中，平均停留時(shí)間為20?lOOmin，反應(yīng)溫度為5°C?30°C ;所述三甲基氯硅烷與甲基氫二氯硅烷的質(zhì)量比例為1:10?50，所述三甲基氯硅烷與甲基氫二氯硅烷組成的氯硅烷混合物與稀鹽酸的質(zhì)量比例為1:20?100 ;
[0009]步驟2:經(jīng)過(guò)水解反應(yīng)得到的油酸混合物進(jìn)入油酸分離系統(tǒng)中進(jìn)行分離，分離后，上層得到水解物，下層得到稀酸；所述上層水解物在油酸分離系統(tǒng)中的停留時(shí)間為50?150min ;所述下層稀酸進(jìn)入所述步驟I中的水解反應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)一步循環(huán)利用；所述上層水解物進(jìn)入水洗系統(tǒng)中除去水解物中的酸，所述水解物除酸后進(jìn)入脫水系統(tǒng)中進(jìn)行脫水處理；
[0010]步驟3:經(jīng)過(guò)脫水處理的水解物進(jìn)入裝有催化劑的固定床反應(yīng)系統(tǒng)中進(jìn)行含氫硅油調(diào)聚反應(yīng)，所述調(diào)聚反應(yīng)的溫度控制在20?60°C，調(diào)聚時(shí)間控制在2?6h ;經(jīng)過(guò)調(diào)聚反應(yīng)得到的含氫硅油進(jìn)入過(guò)濾系統(tǒng)中除去雜質(zhì)，從過(guò)濾器出來(lái)的含氫硅油進(jìn)入脫低分子(甲烷)器中脫出低分子(甲烷)；所述脫出的低分子(甲烷)進(jìn)入所述步驟I的水解循環(huán)反應(yīng)系統(tǒng)中進(jìn)一步循環(huán)利用；所述脫低時(shí)間為5min?60min，溫度控制在100°C?120°C ;脫低后的含氫硅油進(jìn)入含氫硅油精制系統(tǒng)中進(jìn)行精制，即可獲得高含氫的含氫硅油；所述得到的含氫娃油的含氫量為1.56?1.60wt%。
[0011]所述步驟I中的水解循環(huán)反應(yīng)系統(tǒng)由文丘里混合器、靜態(tài)混合器、換熱器、水解循環(huán)泵組成。
[0012]所述步驟I中水解反應(yīng)使用的稀鹽酸濃度為I?5wt%。
[0013]所述步驟2中水洗系統(tǒng)是由聚結(jié)器和油水分層器組成的。
[0014]所述步驟3中的催化劑為酸性白土、強(qiáng)酸性離子交換樹脂中的一種或兩種的混合物。
[0015]所述步驟2中的脫低分子(甲烷)器為旋轉(zhuǎn)刮板蒸發(fā)器、降膜蒸發(fā)器、減壓攪拌釜、蒸發(fā)器中的任何一種或者兩種的組合。
[0016]所述步驟2中的精制過(guò)程包括采用活性炭吸附和過(guò)濾器過(guò)濾。
[0017]進(jìn)一步的，所述步驟2中聚結(jié)器濾芯的材質(zhì)為玻璃纖維、聚酯纖維、金屬纖維、燒結(jié)毛氈、丙綸纖維、滌綸纖維中的一種。
[0018]進(jìn)一步的，所述步驟2中過(guò)濾器濾芯的材質(zhì)包括聚氨酯和聚酯纖維。
[0019]本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是:本發(fā)明采用水解循環(huán)系統(tǒng)使得生產(chǎn)高含氫硅油的原料水解可在低質(zhì)量濃度鹽酸溶液中進(jìn)行；采用靜態(tài)混合器、文丘里噴射器這些靜設(shè)備使得水解過(guò)程的能耗大大降低，采用在水洗系統(tǒng)中加入聚結(jié)器進(jìn)行油水分離使得水洗的次數(shù)減少，水洗的效率大大提高，避免了水洗過(guò)程中的乳化現(xiàn)象，提高了高含氫硅油的收率，從而使得該工藝制備的高含氫硅油生產(chǎn)成本大大降低；同時(shí)，水解循環(huán)系統(tǒng)縮短了高含氫硅油在濃酸中的停留時(shí)間，使得該工藝制備的含氫硅油的含氫量保持在1.56?1.60wt%之間。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為本發(fā)明的生產(chǎn)工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0022]實(shí)施例1
[0023]一種連續(xù)化生產(chǎn)高含氫硅油的生產(chǎn)工藝包括以下步驟:
[0024]I)把三甲基氯硅烷、甲基氫二氯硅烷、濃度為^^%的稀鹽酸、低分子(甲烷)按比例加入到水解循環(huán)反應(yīng)系統(tǒng)中，平均停留時(shí)間20min，溫度為8°C;所述三甲基氯硅烷與甲基氫二氯硅烷的質(zhì)量比例為1:10，三甲基氯硅烷和甲基氫二氯硅烷組成的氯硅烷混合物與濃度為Iwt %的稀鹽酸的質(zhì)量比例為1:30 ;
[0025]2)經(jīng)過(guò)水解反應(yīng)得到的油酸混合物在油酸分離系統(tǒng)中進(jìn)行分離，上層為水解物，下層為16被％的稀鹽酸；所述下層稀酸進(jìn)入水解反應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行循環(huán)利用；所述上層水解物在油酸分離系統(tǒng)中的停留時(shí)間為50min ;所述上層水解物進(jìn)入水洗系統(tǒng)進(jìn)行水洗，除去水解物中的酸；上層水解物進(jìn)入脫水系統(tǒng)中進(jìn)行脫水；
[0026]3)經(jīng)過(guò)脫水的水解物進(jìn)入裝有催化劑為酸性白土的固定床反應(yīng)系統(tǒng)中進(jìn)行含氫硅油調(diào)聚反應(yīng)，調(diào)聚溫度控制在50°C，調(diào)聚時(shí)間控制在4h;經(jīng)過(guò)調(diào)聚反應(yīng)的含氫硅油進(jìn)入過(guò)濾系統(tǒng)中除去雜質(zhì)；從過(guò)濾器出來(lái)的含氫硅油進(jìn)入脫低分子(甲烷)器中脫出低分子(甲烷)，所述脫出的低分子(甲烷)進(jìn)入水解循環(huán)反應(yīng)系統(tǒng)中進(jìn)一步循環(huán)利用，脫低時(shí)間為20min，溫度控制在120°C，脫低后的含氫硅油進(jìn)入含氫硅油精制系統(tǒng)中進(jìn)行精制，即可獲得高含氫的含氫硅油。制備的含氫硅油產(chǎn)品的粘度為18(25°C，mm2/s)，pH值為7.0，含氫量為1.59wt% ο
[0027]實(shí)施例2
[0028]一種連續(xù)化生產(chǎn)高含氫硅油的生產(chǎn)工藝包括以下步驟:
[0029]I)把三甲基氯硅烷、甲基氫二氯硅烷、濃度為3被％的稀鹽酸、低分子(甲烷)按比例加入到水解循環(huán)反應(yīng)系統(tǒng)中，平均停留時(shí)間40min，溫度為12°C ;所述三甲基氯硅烷與甲基氫二氯硅烷的質(zhì)量比例為1:20，三甲基氯硅烷和甲基氫二氯硅烷組成的氯硅烷混合物與濃度為3￥七％的稀鹽酸的質(zhì)量比例為1:40 ;
[0030]2)經(jīng)過(guò)水解反應(yīng)得到的油酸混合物在油酸分離系統(tǒng)中進(jìn)行分離，上層獲得水解物，下層獲得20被％的稀鹽酸；下層稀酸進(jìn)入水解反應(yīng)系統(tǒng)循環(huán)利用；上層水解物在油酸分離系統(tǒng)中的停留時(shí)間為80min，上層水解物進(jìn)入水洗系統(tǒng)中除去水解物中的酸，然后進(jìn)入脫水系統(tǒng)中進(jìn)行脫水；
[0031]3)經(jīng)過(guò)脫水的水解物進(jìn)入裝有催化劑為酸性白土的固定床反應(yīng)系統(tǒng)中進(jìn)行含氫硅油調(diào)聚反應(yīng)，調(diào)聚溫度控制在60°C，調(diào)聚時(shí)間控制在3h ;經(jīng)過(guò)調(diào)聚反應(yīng)的含氫硅油進(jìn)入過(guò)濾系統(tǒng)中除去雜質(zhì)；從過(guò)濾器出來(lái)的含氫硅油進(jìn)入脫低分子(甲烷)器中脫出低分子(甲烷)，所述脫出的低分子(甲烷)進(jìn)入水解循環(huán)反應(yīng)系統(tǒng)中進(jìn)一步循環(huán)利用，脫低時(shí)間50min，溫度控制在100°C，脫低后的含氫硅油進(jìn)入含氫硅油精制系統(tǒng)中精制即可獲得高含氫的含氫娃油。制備的含氫娃油產(chǎn)品:粘度為21 (25°C, mm2/s)，pH值為7.0，含氫量為
1.58wt % ο
[0032]實(shí)施例3
[0033]一種連續(xù)化生產(chǎn)高含氫硅油的生產(chǎn)工藝包括以下步驟:
[0034]I)把三甲基氯硅烷、甲基氫二氯硅烷、濃度為5被％的稀鹽酸、低分子(甲烷)按比例加入到水解循環(huán)反應(yīng)系統(tǒng)中，平均停留時(shí)間30min，溫度為20°C ;所述三甲基氯硅烷與甲基氫二氯硅烷的質(zhì)量比例為1:30，三甲基氯硅烷和甲基氫二氯硅烷組成的氯硅烷混合物與濃度為5￥七％的稀鹽酸的質(zhì)量比例為1:80 ;
[0035]2)經(jīng)過(guò)水解反應(yīng)得到的油酸混合物在油酸分離系統(tǒng)中進(jìn)行分離，上層獲得水解物，下層獲得22?七％的稀鹽酸，其中水解物在油酸分離系統(tǒng)中的停留時(shí)間為10min ;上層水解物進(jìn)入水洗系統(tǒng)中除去水解物中的酸；下層稀酸進(jìn)入水解反應(yīng)系統(tǒng)循環(huán)利用，上層水解物進(jìn)入脫水系統(tǒng)中進(jìn)行脫水；
[0036]3)經(jīng)過(guò)脫水的水解物進(jìn)入裝有催化劑為酸性白土的固定床反應(yīng)系統(tǒng)中進(jìn)行含氫硅油調(diào)聚反應(yīng)，調(diào)聚溫度控制在30°C，調(diào)聚時(shí)間控制在6h ;經(jīng)過(guò)調(diào)聚反應(yīng)的含氫硅油進(jìn)入過(guò)濾系統(tǒng)中除去雜質(zhì)；從過(guò)濾器出來(lái)的含氫硅油進(jìn)入脫低分子(甲烷)器中脫出低分子(甲烷)；所述脫出的低分子(甲烷)進(jìn)入水解循環(huán)反應(yīng)系統(tǒng)中進(jìn)一步循環(huán)利用，脫低時(shí)間30min，溫度控制在120°C，脫低后的含氫硅油進(jìn)入含氫硅油精制系統(tǒng)中精制即可獲得高含氫的含氫娃油。制備的含氫娃油產(chǎn)品:粘度為20(25°C，mm2/s)，pH值為7.0，含氫量為
1.59wt% ο
[0037]實(shí)施例4
[0038]一種連續(xù)化生產(chǎn)高含氫硅油的生產(chǎn)工藝包括以下步驟:
[0039]I)把三甲基氯硅烷、甲基氫二氯硅烷、濃度為5被％的稀鹽酸、低分子(甲烷)按比例加入到水解循環(huán)反應(yīng)系統(tǒng)中，平均停留時(shí)間90min，溫度為10°C ;所述三甲基氯硅烷與甲基氫二氯硅烷的質(zhì)量比例為1:45，三甲基氯硅烷和甲基氫二氯硅烷組成的氯硅烷混合物與濃度為5￥七％的稀鹽酸的質(zhì)量比例為1:90 ;
[0040]2)經(jīng)過(guò)水解反應(yīng)得到的油酸混合物在油酸分離系統(tǒng)中進(jìn)行分離，上層獲得水解物，下層獲得2^^%的稀鹽酸，其中水解物在油酸分離系統(tǒng)中的停留時(shí)間為120min ;上層水解物進(jìn)入水洗系統(tǒng)中除去水解物中的酸；下層稀酸進(jìn)入水解反應(yīng)系統(tǒng)循環(huán)利用，上層水解物進(jìn)入脫水