[发明专利]一种连续化高效绿色生产二甲基硅油的装置及其方法

说明书

本发明公开了一种连续化高效绿色生产二甲基硅油的装置及其方法。该方法包括以下步骤：(1)将DMC和封端剂混合，然后置于脱水釜中脱水；(2)将步骤(1)所得产物置于聚合釜中，再加入固体酸树脂催化剂反应；(3)将步骤(2)所得反应产物置于初蒸釜中，脱低1～2h；然后在刮板蒸发器中继续脱低4～5h后，即可分离得到二甲基硅油。本发明方法绿色无污染，产品自动连锁控制，生产过程可控，产品质量稳定，各项指标优于产品标准，特别适合于工业化生产。

技术领域

本发明属于化工技术领域，具体涉及一种连续化高效绿色生产二甲基硅油的装置及其方法。

背景技术

随着机械、电气、纺织、涂料、医学等工业的快速发展及二甲基硅油新用途的不断开发，国内外对二甲基硅油的需求量逐年递增。开发目标产物收率高、成本低、环境友好的二甲基硅油新工艺是十分必要的。

在二甲基硅油的生产过程中，工业上普遍采用的是由低摩尔质量的二甲基环硅氧烷(D4或DMC)与三甲基硅氧基封端的低摩尔质量二甲基聚硅氧烷(MDnM)经平衡化反应制取。二甲基硅油的反应原理：在平衡化反应中Si-O-Si链的断开又重新连接的过程，此时，环状硅氧烷中的Si-O-Si链可以开环聚合，低分子的硅氧烷可以进一步聚合成高分子硅氧烷，而高分子硅氧烷又可断裂成低分子的硅氧烷。二甲基硅油合成过程中，催化剂的选择非常重要。选择的催化剂不同，合成条件和合成过程也将大不相同。催化剂主要分两大类，一类为酸性催化剂，另一类为碱性催化剂。生产方法主要有酸平衡法和碱平衡法两种。

使用酸性催化剂，催化平衡化反应制取二甲基硅油是生产中常用的方法，酸平衡法较适合于生产低粘度硅油。常用的酸性催化剂有硫酸，三氟甲基磺酸及固体酸催化剂等。用硫酸作催化剂，催化活性较高，但硫酸做催化剂时，硫酸的用量较大，产物显酸性，产物要经过中和、水洗、过滤等工艺，产品的成本增加。而且，硫酸作催化剂对设备的腐蚀较大。三氟甲基磺酸价格较高，工业上较少使用。

使用碱性催化剂催化平衡化反应制取二甲基硅油也是生产中常用的方法。碱平衡法则较适合于生产中、高粘度二甲基硅油。常用的催化剂是KOH及暂时性催化剂(CH₃)₄NOH或(n-C₄H₉)₄POH等。使用KOH做催化剂时，由于中和后产品中存在磷酸盐，影响产品透光率，且应用领域会很窄。使用暂时性催化剂时，催化剂难以完全分解，产品中存在氨味，产品的质量很不稳定。

由于现有生产工艺存在产品质量差，环境污染严重，成本高等方面的缺点，开发目标产物收率高，环境安全性好的二甲基硅油合成新工艺势在必行。选用固体超强酸树脂催化法合成二甲基硅油工艺具有产品质量好，反应条件温和，环境安全性好等方面的优点。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供一种连续化高效绿色生产二甲基硅油的装置及其方法，可有效解决现有二甲基硅油制备过程中存在的污染严重，产品质量差的问题。

为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种连续化高效绿色生产二甲基硅油的装置，包括依次连通相连通的原料系统、反应系统、脱低系统以及收集罐；

原料系统包括封端剂储存罐和计量罐；所述封端剂储存罐与计量罐连通；

反应系统包括相连通的脱水釜和聚合釜；所述脱水釜与计量罐连通；

脱低系统包括依次连通的初蒸釜、预热器以及刮板蒸发器；所述初蒸釜与聚合釜连通；所述刮板蒸发器和预热器均与导热油储罐连通；所述刮板蒸发器与收集罐连通。

进一步地，原料系统还包括与计量罐连通的低分子储存罐，且DMC直接由上游车间泵送至计量罐中；刮板蒸发器、初蒸釜和脱水釜分别通过第一冷凝器、第二冷凝器和第三冷凝器与低分子储存罐连通。