一種聚甲基三乙氧基硅烷反應(yīng)尾氣的吸收利用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于聚甲基=乙氧基硅烷合成技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種聚甲基=乙氧基娃 燒反應(yīng)尾氣的吸收利用方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 有機(jī)娃產(chǎn)品已成為人們發(fā)展生產(chǎn)和改善生活環(huán)境不可缺少的化工材料，其需求量 也在成倍增長，有機(jī)娃化合物及由其制得的有機(jī)娃材料品種繁多、性能優(yōu)異，近年來得到了 迅猛發(fā)展。在有機(jī)烷氧基硅烷的中間體中含有兩個化學(xué)性質(zhì)截然不同的基團(tuán)，運(yùn)兩個基團(tuán) 可W分別和有機(jī)物、無機(jī)物緊密結(jié)合，成為有機(jī)物和無機(jī)物間的橋梁，因而被廣泛的用作無 機(jī)填料表面改性劑、涂料改性劑W及樹脂改性劑等。當(dāng)前，各類硅烷、硅氧烷中間體W及由 它們制得的硅油、娃橡膠、娃樹脂(包括它們的二次加工品）等產(chǎn)品，已在電子電氣、建筑、汽 車、紡織、輕工、化妝品、醫(yī)療、食品等行業(yè)獲得廣泛的應(yīng)用，并發(fā)揮了積極的作用。任何高分 子材料的發(fā)展，關(guān)鍵在于單體技術(shù)的發(fā)展，有機(jī)娃也不例外，而甲基=乙氧基硅烷是有機(jī)娃 工業(yè)的重要原料之一，利用甲基=氯硅烷醇解W制備甲基=乙氧基硅烷，就可W實現(xiàn)對甲 基=氯硅烷的有效利用，從而大大提高有機(jī)娃產(chǎn)業(yè)的附加值。
[0003] 聚甲基=乙氧基硅烷為甲基=乙氧基硅烷的低聚體，平均聚合度為2~3,具有特 殊的香味，是可W燃燒的液體，有酸或堿存在時，遇水易水解、縮合，水解縮合產(chǎn)物是高分子 化合物，最后交聯(lián)成膜。聚甲基=乙氧基硅烷具有憎水性及較高的耐熱性，還具有良好的耐 候、耐老化、耐污染、耐化學(xué)藥品和憎水、透氣性，主要用作防水劑，隔離防粘劑，脫模劑，消 泡劑，防水、防腐涂料，甲基嵌段室溫硫化娃橡膠。
[0004] 國內(nèi)普遍采用醇解反應(yīng)生產(chǎn)聚甲基=乙氧基硅烷。此法在生產(chǎn)過程中會副產(chǎn)大量 尾氣HCL，通常采用降膜吸收塔水噴淋吸收成鹽酸。但合成聚甲基S乙氧基硅烷時的反應(yīng)尾 氣成分復(fù)雜，聚甲基=乙氧基硅烷的合成尾氣中包含氮氣、氯化氨、乙醇、一甲基=氯硅烷、 W及反應(yīng)產(chǎn)生的低沸點的化合物，一甲基=氯硅烷和部分低沸點化合物遇水水解，一定溫 度下連鎖反應(yīng)生成娃橡膠等固體物質(zhì)，很容易堵塞管道和吸收塔等設(shè)備，使尾氣吸收裝置 無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)，導(dǎo)致聚甲基S乙氧基硅烷的純度不高，收率降低，尾氣吸收利用率降低，排 放到空氣中污染了環(huán)境。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，提供一種聚甲基=乙氧基 硅烷反應(yīng)尾氣的吸收利用方法，增加一套塔式反應(yīng)裝置，通過強(qiáng)化反應(yīng)，讓尾氣中易水解轉(zhuǎn) 化成固體的一甲基=氯硅烷和部分低沸點化合物等組分被強(qiáng)制反應(yīng)消耗掉，從而達(dá)到凈化 尾氣的目的，不再堵塞管道和吸收塔等設(shè)備，使剩余的尾氣中只包含氯化氨和氮氣，再采用 常規(guī)的設(shè)備和方法，可W很順利地吸收成鹽酸，該方法提高了反應(yīng)收率，原來跑掉去尾氣吸 收系統(tǒng)被轉(zhuǎn)化成固體的那部分原料，最終都轉(zhuǎn)化成了產(chǎn)品，設(shè)備管道和吸收塔不再堵塞，運(yùn) 轉(zhuǎn)率和吸收效率大大提高，尾氣吸收后制成的鹽酸純度大大提高，接近于正品鹽酸，變廢為 寶，W實現(xiàn)零排放，對提高聚甲基=乙氧基硅烷合成技術(shù)水平和環(huán)境保護(hù)具有重要意義。
[0006] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0007] 一種聚甲基=乙氧基硅烷反應(yīng)尾氣的吸收利用方法，其特征在于包括如下步驟： (a)檢查反應(yīng)裝置:首先利用常規(guī)方法檢查反應(yīng)蓋、反應(yīng)塔及塔蓋的氣密性是否達(dá)標(biāo)，接著 利用高壓水槍對反應(yīng)蓋和塔蓋進(jìn)行沖刷，沖刷時間持續(xù)15~20分鐘，將堆積在反應(yīng)蓋和塔 蓋內(nèi)壁及角落的污垢沖落，然后在常溫下干燥，避免反應(yīng)過程中設(shè)備出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象，影響反 應(yīng)效率，增加反應(yīng)時間，避免堆積在反應(yīng)蓋和塔蓋內(nèi)壁及角落的污垢參與或阻礙反應(yīng)的進(jìn) 行，滲入雜質(zhì)，影響反應(yīng)產(chǎn)物的收率。
[0008] (b)加熱反應(yīng)塔:反應(yīng)裝置干燥完畢后，提前打開塔頂冷凝器中的冷卻水，然后向 塔蓋內(nèi)打入無水乙醇，接著向塔蓋內(nèi)通入蒸汽，對塔蓋進(jìn)行加熱，持續(xù)加熱時間1~化，保證 塔蓋的溫度在IOOC W上，使塔蓋內(nèi)的乙醇揮發(fā)帶動加熱整個反應(yīng)塔，揮發(fā)的乙醇經(jīng)塔頂冷 凝器冷凝，通過第一回流管回流至反應(yīng)塔，直至塔頂形成穩(wěn)定回流后，繼續(xù)加熱，并保持反 應(yīng)塔的塔頂溫度達(dá)到80°C W上；
[0009] (C)醇解反應(yīng):加熱反應(yīng)塔工作完成后，準(zhǔn)確稱取事先計量好的一甲基=氯硅烷， 打入到反應(yīng)蓋中，利用加熱裝置將反應(yīng)蓋加溫至60~9(TC，通過鼓泡管道向反應(yīng)蓋內(nèi)通入 氮氣，氮氣流量為0.，接著打開無水乙醇高位槽的閥口，利用恒壓滴液漏斗向反應(yīng)蓋 內(nèi)勻速滴加無水乙醇，與一甲基=氯硅烷進(jìn)行反應(yīng)，滴加時間為1~化，同時打開電磁攬拌 器持續(xù)攬拌，電磁攬拌器的轉(zhuǎn)速為150~2(K)r/min，反應(yīng)生成的尾氣上升進(jìn)入冷凝器冷卻， 冷凝液經(jīng)第二回流管回流到反應(yīng)蓋內(nèi)，未被冷凝的氣體進(jìn)行下一步處理，最大化利用反應(yīng) 原料，使反應(yīng)完全，增加反應(yīng)產(chǎn)物收率，且使尾氣更好地排出，便于后續(xù)的吸收利用。
[0010] (d)預(yù)熱尾氣：在醇解反應(yīng)開始的同時，運(yùn)轉(zhuǎn)氣體預(yù)熱器，使氣體預(yù)熱器內(nèi)部的溫 度達(dá)到screw上，冷凝器通過第一導(dǎo)氣管連接氣體預(yù)熱器，將離開冷凝器出來的冷的尾氣 經(jīng)第一導(dǎo)氣管通入到氣體預(yù)熱器中，用氣體預(yù)熱器對尾氣進(jìn)行加熱，使加熱后的尾氣溫度 達(dá)到8(TC W上，氣體預(yù)熱器通過第二導(dǎo)氣管連接反應(yīng)塔底部的進(jìn)氣口，將預(yù)熱后的尾氣經(jīng) 第二導(dǎo)氣管通入到反應(yīng)塔內(nèi)，使尾氣中的部分成分與反應(yīng)塔內(nèi)的乙醇更好地發(fā)生反應(yīng)，達(dá) 到凈化尾氣的效果。
[0011] (e)尾氣吸收:將剩余的尾氣通入到石墨冷卻器中進(jìn)行冷卻，石墨冷卻器中裝有氯 化鋼溶液，冷卻后的尾氣再通入到降膜吸收塔中，在降膜吸收塔中，尾氣與來自膽槽的水或 循環(huán)稀酸接觸吸收，生成較濃的鹽酸后從塔底流出，經(jīng)酸封后送至鹽酸膽槽，降膜吸收塔中 一部分未被吸收的尾氣，通入到尾氣吸收塔中，降膜吸收塔的氣體出口溫度為7~10°C，吸 收累抽取循環(huán)水槽中的水，將水打入到尾氣吸收塔中，進(jìn)一步吸收尾氣，尾氣吸收液再經(jīng)尾 氣吸收塔回流到降膜吸收塔中，提高了氯化氨的吸收效率，制成的鹽酸純度大大提高，接近 于正品鹽酸，變廢為寶，有重大經(jīng)濟(jì)價值。
[0012] 進(jìn)一步，塔蓋帶夾套，反應(yīng)塔內(nèi)裝有不誘鋼絲網(wǎng)波紋填料，使參與反應(yīng)的混合氣體 增加接觸面積，延長了反應(yīng)時間，確保反應(yīng)完全，讓尾氣中易水解轉(zhuǎn)化成固體的一甲基=氯 硅烷和部分低沸點化合物等組分被強(qiáng)制反應(yīng)消耗掉，從而達(dá)到凈化尾氣的目的，使剩余的 尾氣中只包含氯化氨和氮氣。
[0013] 進(jìn)一步，步驟(C)中所用鼓泡管道包括直管和彎管，彎管連接在直管的下方，直管 和彎管之間的夾角為90度，使通入的氮氣能緩慢推動反應(yīng)蓋內(nèi)液體旋轉(zhuǎn)流動，起到攬拌的 作用，而且氮氣能充分接觸到反應(yīng)蓋內(nèi)的所有液體，擴(kuò)大了氮氣與反應(yīng)液體的接觸面積，大 大提高了攬拌效果，且?guī)痈碑a(chǎn)小分子化合物氯化氨尾氣更好地排出，縮短了反應(yīng)時間，提 高了設(shè)備的性能。
[0014] 進(jìn)一步，步驟(C)中所通入氮氣的流速為160mL/min，此時醇解反應(yīng)的主反應(yīng)較完 全，副反應(yīng)較少，反應(yīng)產(chǎn)物的收率最大。
[0015] 進(jìn)一步，步驟(e)中所用降膜吸收塔為圓塊孔式降膜吸收塔，采用單元換熱塊拼接 結(jié)構(gòu)，換熱塊之間采用聚四氣乙締0形圈或膨脹PTFE密封，采用單元石墨塊設(shè)計，被損壞的 塊材能迅速更換，提高了吸收效果，降低了尾氣中的氯化氨濃度，使吸收前移，減輕了尾氣 吸收塔的負(fù)擔(dān)。
[0016] 本發(fā)明由于采用了上述技術(shù)方案，具有W下有益效果：
[0017] 本發(fā)明中增加一套塔式反應(yīng)裝置，塔蓋帶夾套，塔內(nèi)裝有不誘鋼絲網(wǎng)波紋填料，塔 頂裝有回流冷凝器。提前打開塔頂冷凝器中的冷卻水，然后向塔蓋內(nèi)打入無水乙醇，接著向 塔蓋內(nèi)通入蒸汽，對塔蓋進(jìn)行加熱，持續(xù)加熱時間1~化，保證塔蓋的溫度在IOCTCW上，使 塔蓋內(nèi)的乙醇揮發(fā)帶動加熱整個反應(yīng)塔，揮發(fā)的乙醇經(jīng)塔頂冷凝器冷凝，通過第一回流管 回流至反應(yīng)塔，直至塔頂形成穩(wěn)定回流后，繼續(xù)加熱，并保持反應(yīng)塔的塔頂溫度達(dá)到screw 上。在醇解反應(yīng)開始的同時，運(yùn)轉(zhuǎn)氣體預(yù)熱器，使氣體預(yù)熱器內(nèi)部的溫度達(dá)到screw上，冷 凝器通過第一導(dǎo)氣管連接氣體預(yù)熱器，將離開冷凝器出來的冷的尾氣經(jīng)第一導(dǎo)氣管通入到 氣體預(yù)熱器中，用氣體預(yù)熱器對尾氣進(jìn)行加熱，使加熱后的尾氣溫度達(dá)到8(TC W上，氣體預(yù) 熱器通過第二導(dǎo)氣管連接反應(yīng)塔底部的進(jìn)氣口，將預(yù)熱后的尾氣經(jīng)第二導(dǎo)氣管通入到反應(yīng) 塔內(nèi)，使尾氣中的部分成分與反應(yīng)塔內(nèi)的乙醇更好地發(fā)生反應(yīng)。反應(yīng)塔內(nèi)裝有不誘鋼絲網(wǎng) 波紋填料，使參與反應(yīng)的混合氣體增加接觸面積，延長了反應(yīng)時間，確保反應(yīng)完全?；旌戏?應(yīng)氣流逐漸上升，反應(yīng)生成的沸點較高的反應(yīng)產(chǎn)物被反應(yīng)塔的塔頂回流液冷凝而緩慢下 行，最終到達(dá)塔蓋;不參加反應(yīng)氣體的純度越來越高的尾氣緩慢上行，最終到達(dá)塔頂冷凝 器，經(jīng)塔頂冷凝器冷凝掉乙醇?xì)怏w后，尾氣中只剩下氯化氨和氮氣。由于醇解反應(yīng)生成的尾 氣中，一甲基=氯硅烷和部分低沸點化合物的含量畢竟是很有限的，而反應(yīng)塔和塔蓋中的 乙醇是大量的，相對于一甲基=氯硅烷和部分低沸點化合物來說，是大大過量的，因此，可 W很好地消除原尾氣中的一甲基=氯硅烷和部分低沸點化合物，從而凈化了尾氣，然后用 降膜吸收塔和尾氣吸收塔將尾氣吸收利用。
[0018] 通過強(qiáng)化反應(yīng)，讓尾氣中易水解轉(zhuǎn)化成固體的一甲基=氯硅烷和部分低沸點化合 物等組分被強(qiáng)制反應(yīng)消耗掉，從而達(dá)到凈化尾氣的目的，不再堵塞管道和吸收塔等設(shè)備，使 剩余的尾氣中只包含氯化氨和氮氣，再采用常規(guī)的設(shè)備和方法，可W很順利地吸收成鹽酸。 本發(fā)明提高了反應(yīng)收率，原來跑掉去尾氣吸收系統(tǒng)被轉(zhuǎn)化成固體的那部分原料，最終都轉(zhuǎn) 化成了產(chǎn)品，設(shè)備管道和吸收塔不再堵塞，運(yùn)轉(zhuǎn)率和吸收效率大大提高，尾氣吸收后制成的 鹽酸純度大大提高，接近于正品鹽酸，變廢為寶，W實現(xiàn)零排放，對提高聚甲基=乙氧基娃 燒合成技術(shù)水平和環(huán)境保護(hù)具有重要意義。
【附圖說明】
[0019] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明：
[0020] 圖1為本發(fā)明一種聚甲基=乙氧基硅烷反應(yīng)尾氣的吸收利用方法的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021 ]圖2為本發(fā)明中尾氣吸收的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
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