[发明专利]一种脱除有机硅生产中水解盐酸中的微量硅氧烷的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种化学催化反应技术，特别涉及一种利用树脂表面特性促进硅氧烷聚合，并同时通过树脂的物理吸附及过滤作用来脱除水解盐酸中微量硅氧烷的方法。

背景技术

氯硅烷单体的水解物可制备种类繁多的有机硅聚合物，在氯硅烷水解过程中产生大量的副产物盐酸，例如：1摩尔二甲基二氯硅烷完全水解可产生2摩尔的氯化氢。在恒沸酸水解的工艺路线中，水解后的浓盐酸经分层进入氯化氢解吸装置，回收氯化氢循环制备氯甲烷，以实现氯资源的有效利用。但水解的副产物盐酸中含有大量的有机硅类物质，主要为硅醇(线状物)和环硅氧烷(环状物)，以下统称为硅氧烷，其中线状物在反应装置内可进一步聚合形成大分子，不但造成输酸管线的堵塞、氯化氢解吸塔的堵塞，而且会使装酸容器结成胶皮状的硅氧烷层，导致生产中不得不被迫频繁地停车，拆卸设备，清除此类胶皮状的硅氧烷层，既造成了硅氧烷收率降低，又缩短了开车周期，造成了人力的浪费，并且解析氯化氢气体中的硅氧烷也影响到氯甲烷的合成质量，直接损害企业的经济利益，除去水解酸中的硅氧烷已成为一个急待解决的问题。

对于盐酸中的大量硅氧烷可采用搅拌、沉降、静置、分层的方法将其除去，但仍有少量的硅氧烷溶解或停留在盐酸中，这些溶解在盐酸中的硅氧烷的分子量为500左右，通常浓度为500mg/l，即500ppm，若搅拌分层的效果好，能达到300ppm左右。如果能除去这些微量的硅氧烷，得到净化后的盐酸即可被重新应用。

在脱除水解酸中硅氧烷方面科研人员进行了大量的工作。如Us 4,490,343介绍了一种除去氯化氢、氢气和氯硅烷混合气体中氯硅烷的方法。其中提到了除去水解酸中硅氧烷的方法，它所介绍的是用浓盐酸来洗涤氯化氢、氢气和氯硅烷的混合物。在用盐酸洗涤此混合气体过程中产生的氯硅烷水解产物不会干扰洗涤，因为在20-40℃温度下水解产物为固体并悬浮在酸中，可用简单的过滤方法将之除去。但未涉及具体的过滤方法，盐酸则可通过过滤器后再重新循环使用。

Us 5,330,735介绍了一种用聚苯乙烯基树脂吸附除去酸中硅氧烷的方法。这是一种物理脱除酸中硅氧烷的方法，主要是利用了聚苯乙烯基树脂的吸附过滤性质，将聚苯乙烯树脂作为物理吸附的载体，在吸附的过程中聚苯乙烯的表面没有发生催化反应。此工艺先将含有硅氧烷的盐酸与具有疏水表面聚苯乙烯基树脂在一定的温度下接触足够长的时间，以保证酸中的硅氧烷被聚苯乙烯基树脂吸附，然后将处理过的盐酸与聚苯乙烯基树脂分离，最后再将聚苯乙烯基树脂洗涤再生重复利用。

Us 5,766,565介绍了一种用活性碳吸附除去酸中硅氧烷的方法。此工艺过程为先将含有硅氧烷的盐酸与活性碳在一定的温度下接触足够长的时间，以保证酸中的硅氧烷被活性碳吸附，然后将处理过的盐酸与活性碳分离，最后再将活性碳洗涤再生重复利用。

CN 1130919A介绍了一种从物质表面上除去硅氧烷的方法，所采用的脱除剂是通式为R-COO-X-OR′的单酯化合物，优选使用链长为8-22个碳原子的直链的单或二糖单酯，优选浓度为0.01-5％。发明涉及一种从表面除去硅氧烷流体或含有硅氧烷流体的组合物方法。更特别地，该发明涉及通过对表面施加单糖酯或含有单糖酯的组合物而从表面除去硅氧烷流体的方法。

综上所述，脱除水解盐酸中微量硅氧烷的方法目前可供选择的方法多为物理方法：吸附或过滤，最可选择的吸附、过滤材料为活性碳和聚苯乙烯树脂。用活性碳和聚苯乙烯基树脂吸附后的酸水中含硅氧烷一般情况下为25ppm，也可达20ppm以下。

我们发现线状硅氧烷的大量存在是造成输送管线及氯化氢解析塔堵塞的主要原因，环状硅氧烷的存在不会造成输送管线及氯化氢解析塔堵塞。但目前还没有一种方法介绍采用化学方法使水解盐酸中的线状硅氧烷首先聚合后再经吸附、过滤以除去酸水中的硅氧烷。

发明内容

本发明的目的是提供一种脱除氯硅烷水解过程中产生的副产物盐酸中的微量硅氧烷的方法，以除去水解盐酸中溶解或停留的微量硅氧烷(其含量一般约为300-500ppm)。

本发明提供的脱除氯硅烷水解过程中产生的副产物盐酸(简称：水解盐酸)中的微量硅氧烷的方法，具体来说是采用亲水性聚苯乙烯基阳离子交换树脂，在吸附过滤反应器内经聚合反应及吸附过滤过程，去除有机硅生产中的氯硅烷水解过程中产生的副产物盐酸中的硅氧烷，吸附过滤反应器操作压力为0-0.4MPa，操作温度为0-30℃。

本发明可采用连续式或间歇式操作工艺。树脂表面进行的催化反应、吸附过滤在同一吸附过滤反应器内同时进行。吸附过滤反应器可为固定床或流化床反应器。