一種有機硅水解物環線分離方法及裝置的制造方法
【專利摘要】本發明提供一種有機硅水解物環線分離方法，具體步驟為將有機硅初始水解物以1~3m3/h流速經一級、二級預熱器預熱，再經加熱器加熱后進入閃蒸罐環線分離，分離后得到的氣態環體水解物從分離罐頂部采出，線體水解物從底部采出；氣態環體水解物與初始水解物發生第一次熱交換后冷凝作為110膠生產原料；線體水解物與熱交換后的初始水解物發生第二次熱交換，冷凝后作為107膠生產原料。本發明可將水解物中線體含量由50~70%提高到85~99%、極大的改善了水解物低溫抗凍性，拓展了水解物產品的應用市場；利用高線性體水解物生產的107膠分子量寬度大幅縮窄，顯著提升了產品質量和應用范圍。
【專利說明】
一種有機硅水解物環線分離方法及裝置
技術領域
[0001] 本發明屬于化工有機硅生產技術領域，具體涉及一種高線性體水解物節能生產方 法。
【背景技術】
[0002] 有機硅水解物是一種由線體和環體低聚硅氧烷組成的混合物，其中線體水解物是 一類鏈端帶有羥基，以Si-0-Si鏈為主鏈的低聚硅氧烷，可表示為:H0((CH 3)2Si0)nH，（n = 3 ~10且η為整數）；環體水解物是一類以Si-0-Si鏈閉合成環的低聚硅氧烷，可表示為： li(CH；,)：Si〇l·!，(n = 3~7且η為整數），或者用簡化式（（CH3)2SiO)n表示。有機硅水解物是一 種重要的有機硅中間產物，廣泛應用于硅油、硅橡膠、硅樹脂等有機硅下游產品的生產。國 內外對有機硅水解物利用方式主要包括兩類:一是將有機硅水解物裂解重組為低聚環硅氧 燒混合物即DMC廣品，再進一步制備硅油、娃橡|父等廣品；^是直接利用有機娃水解物制備 107硅橡膠。一般水解物中線體水解物含量約占水解物的50~60 %，低于20°C溫度下容易結 晶，使用不方便;水解物制107硅橡膠過程中，水解物中的環體開環生成長鏈，存在較大的偶 然性，導致107膠分子量寬度大，產品質量提升空間小。
[0003] 目前，國內外有機硅行業生產產能過剩，銷售市場不景氣，為降低生產成本，提高 綜合效益，各有機硅生產廠家紛紛加大生產裝置節能降耗等技術改造力度，并適當調整產 品結構，增加產品綜合利用價值。中國專利CN 104031084A介紹了一種有機硅水解物環線分 離方法，利用有機硅水解物中環體和線體沸點不同，通過精餾方式分別收集環體和線體。該 發明有利于減輕水解物裂解負荷，降低裂解裝置投資，通過分離后的線體直接制備107膠， 節省了脫水環節生產成本，但該方法采用板式塔
[0004] 作為環線分離設備，水解物中的環體需要在塔釜升溫而被分離出來，存在氣體運 行阻力大、能耗較大的缺點；中國專利CN101173044A介紹了一種綜合利用有機硅水解料環 線分離制備107膠的方法。通過將有機硅水解物蒸餾分離，得到的線體在氮氣循環脫水條件 下，制備107膠，環體經脫水等步驟后制備110膠。該方法提高了有機硅水解物的綜合利用價 值，降低了原料成本，節省了大量能源消耗，但該方法僅簡單采用釜式減壓蒸餾進行環線分 離，能耗高，連續性生產能力低，產能受到限制。
【發明內容】
[0005] 本發明目的在于克服上述現有技術缺點，提供一種高線性體水解物節能生成方 法。
[0006] 本發明提供的一種有機硅水解物環線分離的方法包括如下步驟：
[0007] -種有機硅水解物環線分離方法，其特征在于，包括如下步驟：
[0008] (1)有機硅初始水解物以l_3m3/h流速經一級、二級預熱器預熱，再經加熱器加熱 后進入閃蒸罐環線分離，分離后得到的氣態環體從分離罐頂部采出，線體水解物從底部采 出；
[0009] (2)氣態環體與初始水解物發生第一次熱交換后冷凝作為110膠生產原料；
[0010] (3)線體水解物與步驟(2)熱交換后的初始水解物發生第二次熱交換，冷凝后作為 107膠生產原料。
[0011] 所述的所述的初始水解物中包含環體分子與線體分子，其中環體含量約30~50% (wt% )，分子式為:C^i^^i^l，n = 3~7且η為整數，或者用簡化式（（CH3)2SiO)n;線體含量 約占50~70%(wt%)，分子式為H0((CH 3)2Si0)nH，n = 3~10且η為整數。
[0012] 所述的一級預熱后水解物出口溫度為40-70°C，二級預熱后水解物出口溫度為70-120°C，在水解物加熱器中升溫至140-150°C后進入閃蒸罐。
[0013] 所述的閃蒸罐內控制系統溫度為120-150°c，閃蒸罐真空度為-80~-95kPa。
[0014] 所述的氣體環體與初始水解物發生第一次熱交換后控制環體溫度為50-70°C;線 體水解物與初始水解物發生第二次熱交換后控制線體水解物溫度為70_90°C。
[0015] 所述的有機硅初始水解物包括質量分數為30-50%的環體水解物及50-70%的線 體水解物。
[0016] 所述的有機硅初始水解物經閃蒸罐環線分離后，水解物中線體含量提高至85-99% 〇
[0017] 本發明還提供一種有機硅水解物環線分離裝置，該裝置中一級預熱器與二級預熱 器連接，二級預熱器與加熱器連接，加熱器與閃蒸分離罐連接，閃蒸分離罐頂部與一級預熱 器連接，閃蒸分離罐底部與二級預熱器連接。
[0018] -級預熱器下部設置有環體采出管，二級預熱器上部設置有線體水解物采出管。
[0019] 本發明同現有技術相比其優點在于：
[0020] 1、本發明充分利用產品廢熱作為兩級預熱器熱介質，既充分利用了物料溫度，又 降低了冷量消耗，能源利用效率高。
[0021 ] 2、本發明采用真空環境下在閃蒸分離，分離罐內物料換熱效率高，阻力小、分離效 果好。
[0022] 3、本發明采用連續操作，比間歇操作更穩定、更節能。
[0023] 4、本發明得到的高線性水解物直接用于生產107硅橡膠，環體處理后用于生產110 硅橡膠，107膠分子量寬度變窄，產品質量提高。
[0024] 5、高線體水解物抗凍性好，利于氣溫較低的地區使用，開拓了產品市場。
【附圖說明】
[0025] 圖1為機硅水解物環線分離裝置，其中，1. 一級預熱器，2.二級預熱器，3.加熱器， 4.閃蒸分離罐。
【具體實施方式】
[0026] 實施例1
[0027] 有機硅初始水解物（線體H0((CH3)2Si0)nH，（n = 3~10且η為整數）含量為52% (wt%);環體（（〇13)25;[0)11，（11 = 3~10且11為整數)含量48%(￥1:%))以11113/11流速經一級預 熱器將溫度提升至65°C，再經二級預熱器將溫度提升至105°C，最后再經過加熱器將溫度提 升至150°C左右，進入閃蒸罐環線分離，控制閃蒸罐真空度為_80kPa，分離溫度為135°C。分 離后得到的氣態環體水解物(分子式（（CH3)2SiO)n，（n = 3~10且η為整數））從分離罐頂部采 出，與初始水解物發生熱交換后降溫至60°C冷凝，作為110膠生產原料;分離得到的高線體 水解物（以線體HO((CH3) 2SiO)nH，（n = 3~10且η為整數)為主)對初始水解物進行二級預熱， 降溫至85°C左右進入高線體水解物貯槽，作為107膠生產原料或裝車外售。控制水解物達到 150 °C左右進入閃蒸罐環線分離，高溫環體、高線體水解物作為熱介質為初始水解物預熱提 供熱源，分離后的物料經冷凝后分別進入環體貯罐、高線性體水解物貯罐，控制系統真空度 為-80kPa，所得高線性體水解物中線性體含量約90%，利用分離得到的環體、線體制備的 110娃橡膠、107娃橡膠各項性能指標均合格。
[0028] 實施例2
[0029] 有機硅初始水解物（線體H0((CH3)2Si0) nH，（n = 3~10且η為整數）含量為52% (wt% );環體（（CH3)2SiO)n，（η = 3~10且η為整數)含量48% (wt% ))以2m3/h流速經一級預 熱器將溫度提升至65°C，再經二級預熱器將溫度提升至105°C，最后再經過加熱器將溫度提 升至150°C左右，進入閃蒸罐環線分離，控制閃蒸罐真空度為_80kPa，分離溫度為135°C。分 離后得到的氣態環體水解物(分子式（（CH 3)2Si0)n，（n = 3~10且η為整數））從分離罐頂部采 出，與初始水解物發生熱交換后降溫至60°C冷凝，作為110膠生產原料;分離得到的高線體 水解物（以線體H0((CH 3)2Si0)nH，（n = 3~10且η為整數)為主)對初始水解物進行二級預熱， 降溫至85°C左右進入高線體水解物貯槽，作為107膠生產原料或裝車外售。控制水解物達到 150 °C左右進入閃蒸罐環線分離，高溫環體、高線體水解物作為熱介質為初始水解物預熱提 供熱源，分離后的物料經冷凝后分別進入環體貯罐、高線性體水解物貯罐，控制系統真空度 為-80kPa，所得高線性體水解物中線性體含量約90%，利用分離得到的環體、線體制備的 110娃橡膠、107娃橡膠各項性能指標均合格。
[0030] 實施例3
[0031] 有機硅初始水解物（線體H0((CH3)2Si0) nH，（n = 3~10且η為整數）含量為52% (wt% );環體（（CH3)2SiO)n，（η = 3~10且η為整數)含量48% (wt% ))以3m3/h流速經一級預 熱器將溫度提升至65°C，再經二級預熱器將溫度提升至105°C，最后再經過加熱器將溫度提 升至150°C左右，進入閃蒸罐環線分離，控制閃蒸罐真空度為_80kPa，分離溫度為135°C。分 離后得到的氣態環體水解物(分子式（（CH 3)2Si0)n，（n = 3~10且η為整數））從分離罐頂部采 出，與初始水解物發生熱交換后降溫至60°C冷凝，作為110膠生產原料;分離得到的高線體 水解物（以線體H0((CH 3)2Si0)nH，（n = 3~10且η為整數)為主)對初始水解物進行二級預熱， 降溫至85°C左右進入高線體水解物貯槽，作為107膠生產原料或裝車外售。控制水解物達到 150 °C左右進入閃蒸罐環線分離，高溫環體、高線體水解物作為熱介質為初始水解物預熱提 供熱源，分離后的物料經冷凝后分別進入環體貯罐、高線性體水解物貯罐，控制系統真空度 為-80kPa，所得高線性體水解物中線性體含量約90%，利用分離得到的環體、線體制備的 110娃橡膠、107娃橡膠各項性能指標均合格。
[0032] 實施例4
[0033] 有機硅初始水解物（線體H0((CH3)2Si0) nH，（n = 3~10且η為整數）含量為70% (wt% );環體（（CH3)2SiO)n，（η = 3~10且η為整數)含量30% (wt% ))以2m3/h流速經一級預 熱器將溫度提升至60°C，再經二級預熱器將溫度提升至112°C，最后再經過加熱器將溫度提 升至150°C左右，進入閃蒸罐環線分離，控制閃蒸罐真空度為_80kPa，分離溫度為135°C。分 離后得到的氣態環體水解物(分子式（（CH3)2SiO)n，（n = 3~10且η為整數））從分離罐頂部采 出，與初始水解物發生熱交換后降溫至58°C冷凝，作為110膠生產原料;分離得到的高線體 水解物（以線體HO((CH3) 2SiO)nH，（n = 3~10且η為整數)為主)對初始水解物進行二級預熱， 降溫至87°C左右進入高線體水解物貯槽，作為107膠生產原料或裝車外售。控制水解物達到 150 °C左右進入閃蒸罐環線分離，高溫環體、高線體水解物作為熱介質為初始水解物預熱提 供熱源，分離后的物料經冷凝后分別進入環體貯罐、高線性體水解物貯罐，控制系統真空度 為-80kPa，所得高線性體水解物中線性體含量約93%，利用分離得到的環體、線體制備的 110娃橡膠、107娃橡膠各項性能指標均合格。
[0034] 實施例5
[0035] 有機硅初始水解物（線體H0((CH3)2Si0)nH，（n = 3~10且η為整數）含量為65% (wt% );環體（（CH3)2SiO)n，（η = 3~10且η為整數)含量35% (wt% ))以2m3/h流速經一級預 熱器將溫度提升至60°C，再經二級預熱器將溫度提升至109°C，最后再經過加熱器將溫度提 升至145°C左右，進入閃蒸罐環線分離，控制閃蒸罐真空度為_90kPa，分離溫度為130°C。分 離后得到的氣態環體水解物(分子式（（CH 3)2Si0)n，（n = 3~10且η為整數））從分離罐頂部采 出，與初始水解物發生熱交換后降溫至58°C冷凝，作為110膠生產原料;分離得到的高線體 水解物（以線體H0((CH 3)2Si0)nH，（n = 3~10且η為整數)為主)對初始水解物進行二級預熱， 降溫至86 °C左右進入高線體水解物貯槽，作為107膠生產原料或裝車外售。控制水解物達到 150 °C左右進入閃蒸罐環線分離，高溫環體、高線體水解物作為熱介質為初始水解物預熱提 供熱源，分離后的物料經冷凝后分別進入環體貯罐、高線性體水解物貯罐，控制系統真空度 為-80kPa，所得高線性體水解物中線性體含量約93%，利用分離得到的環體、線體制備的 110娃橡膠、107娃橡膠各項性能指標均合格。
【主權項】
1. 一種有機娃水解物環線分離方法，其特征在于，包括如下步驟： (1) 有機娃初始水解物Wl-3m3A流速經一級、二級預熱器預熱，再經加熱器加熱后進入 閃蒸罐環線分離，分離后得到的氣態環體從分離罐頂部采出，線體水解物從底部采出； (2) 氣態環體水解物與初始水解物發生第一次熱交換后冷凝作為110膠生產原料； (3) 線體水解物與步驟(2)熱交換后的初始水解物發生第二次熱交換，冷凝后作為107 膠生產原料。2. 權利要求1所述的有機娃水解物環線分離方法，其特征在于，所述的初始水解物中包 含環體分子與線體分子，其中環體含量約30~50 % (wt % )，分子式天= 3~ 7且η為整數，或者用簡化式（（畑3)2SiO)n;線體含量約占50~70%^*%)，分子式為朋 ((C 出)2SiO)nH，n = 3 ~10 且 η 為整數。3. 權利要求1所述的有機娃水解物環線分離方法，其特征在于，一級預熱后水解物出口 溫度為40-70°C，二級預熱后水解物出口溫度為70-120°C，水解物加熱器出口溫度為140- 15(TC。4. 權利要求1所述的有機娃水解物環線分離方法，其特征在于，閃蒸分離罐內控制系統 溫度為120-150°C，閃蒸分離罐真空度為-80~-95kPa。5. 權利要求1所述的有機娃水解物環線分離方法，其特征在于，氣體環體水解物與初始 水解物發生第一次熱交換后控制環體水解物溫度為50-7(TC ;線體水解物與初始水解物發 生第二次熱交換后控制線體水解物溫度為70-90°C。6. 權利要求1所述的有機娃水解物環線分離方法，其特征在于，有機娃初始水解物經閃 蒸罐環線分離后，水解物中線體含量提高至85-99 %。7. -種有機娃水解物環線分離裝置，其特征在于，該裝置中一級預熱器與二級預熱器 連接，二級預熱器與加熱器連接，加熱器與閃蒸分離罐連接，閃蒸分離罐頂部與一級預熱器 連接，閃蒸分離罐底部與二級預熱器連接。8. 權利要求7所述的有機娃水解物環線分離裝置，其特征在于，一級預熱器下部設置有 環體水解物采出管，二級預熱器上部設置有線體水解物采出管。
【文檔編號】C08G77/04GK106083910SQ201610519693
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年7月4日
【發明人】李書兵, 王文金, 孫剛, 潘瀟
【申請人】湖北興發化工集團股份有限公司