8-崔孟忠-合理利用甲基氯硅烷副产 打造绿色单体装置

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1、专题二：氯硅烷单体生产工艺的节能降耗及产业链建设合理利用甲基氯硅烷副产打造绿色单体装置崔孟忠烟台大学化工材料研究所烟台264005有机硅材料是一类以Si-O键为主链，在Si原子上引入了有机基团作为侧链的高分子聚合物，它们兼具有机聚合物和无机聚合物的特性，因此具有优良的耐高低温特性、良好的耐气候老化性、优良介电性、生理惰性和低表面张力等性能。被广泛应用于航空航天、军事技术、电子电气工业、纺织造纸、建筑工业、化学工业、金属和油漆工业、医药医疗等领域。甲基氯硅烷是生产有机硅材料的重要原料，而二甲基二氯硅烷(以下简称二甲)是其中需求量最大

2、的一种单体。表12007年以来我国有机硅单体新、扩建装置计划(万t/a)生产能力序号生产企业投产时间备注单体聚硅氧烷1星新材料10.05.02007年初投产2江苏宏达6.03.02007年初投产3浙江合盛化工6.03.02007年3投产6.03.02007年底投产4山东东岳10.05.02009年底计划5浙江恒业成3.21.62007年底开工6四川硅峰有机硅(泸州北方公司)6.03.02008年开工7江苏兄弟化工6.03.02008年开工8浙江中天6.03.02008年开工9山西三佳煤化工有限公司6.03.02008年已开工10开

3、封东大化工公司6.03.02008年开工11山东金岭集团6.03.02008年计划12新安化工(与迈图合资)10.05.02008年已开工13唐山三友化工6.03.02008年已开工14蓝星天津项目(原与罗地亚合资)20.010.02009年计划15道康宁/瓦克合资张家港项目40.020.02010年已开工16湖北兴发化工有限公司3.01.52008年已开工合计156.278.1进入二十一世纪以来，随着国内有机硅材料市场份额的不断扩大，多家企业规划扩建或新建甲基氯硅烷单体装置，根据相关资料预计到2010年底，我国有机硅单体产能将接

4、近180.0万t/a(见表1，包括2007年以前年产能，受金融危机影响部分企业可能会修改计划)，有机硅单体乃至整个下游产品的竞争将日益加剧。在此背景下，一方面需要大力开发有机硅下游产品市场；另一方面，解决好甲基氯硅烷副产高、低沸物等的高效、经济性利用问题，也显得越来越重要。甲基氯硅烷副产物的综合利用，也已经成为制约我国有机硅工业发展的瓶颈，如果这一问题不能得到彻底解决，不仅将严重破坏生态环境，而并将阻碍我国有机硅产业的健康发展。-1-由于直接法合成甲基氯硅烷单体粗产物中，除目标产物二甲基二氯硅烷外，还会产生10~15%左右的副产物

5、，包括废硅粉、低沸物和高沸物等。甲基氯硅烷单体生产过程中产生的废硅粉、低沸物和高沸物等组成比较复杂，由于这些副产物都是富含氯原子的极性化合物，故在储存、排放过程中都极易与空气中的水分发生反应产生氯化氢等腐蚀性气体；而废硅粉中含有大量的硅氢键化合物，性质极其活泼，存放过程中接触空气易导致自燃。如果企业生产过程中不能及时、有效的处理，一方面将造成极大的安全隐患与环境污染；另一方面也造成了甲基氯硅烷装置生产效率下降。随着我国甲基氯硅烷单体装置产能的不断扩张，甲基氯硅烷副产物的量不断增加，已经成为制约我国有机硅产业发展的一大“瓶颈”，因此

6、合理利用甲基氯硅烷副产、打造绿色单体装置，已经成为当前有机硅单体化工企业需要迫切解决的问题之一。1甲基氯硅烷副产物的一般组成国内外的甲基氯硅烷单体生产中，普遍采用在铜粉催化作用下，氯甲烷与硅粉直接反应合成氯硅烷单体的工艺，除主要目标产物Me2SiCl2(简称二甲)外，还o有一些其它液体、固体副产物，液体副产物中沸点低于40C的部分被称为低沸物，主要包括Me4Si(四甲)，异戊烷，Me2HSiCl(二甲含氢)，HSiCl3(三氯氢硅)，MeCl(氯甲烷)，MeHSiCl2(二甲含氢)等组分，约占粗单体总量的1~2%；而沸点o超过80

7、C的部分副产被称为高沸物，以Si-Si、Si-C-Si为主的高沸点硅烷混合物，国内装置中约占粗单体总量的6~8%(国外一般为1~3%)(注：国内一般以分离二o甲后，高于70C的物料称为高沸物)。除此之外还有在有机硅单体合成过程中产生的以硅、铜、碳等为主的废触体(也称固体废渣)，主要包括直接旋风分离排出、高沸物沉积桨渣和流化床清床废料等物料，由于技术进步，甲基氯硅烷单体装置生产过程中产生的固体废渣量已经下降至约为二甲单体量的2~5%左右。1.1高沸物的组成一般来说，甲基氯硅烷高沸物由于含有少量极细微的硅粉和不可溶的Cu、Al、Zn等

8、杂质，外观呈酱色、带有刺激性气味并具有强烈腐蚀性的混合液体，3o常温常压下密度在1.13g/cm左右，沸程80-215C，其中主要组分约有三十多种化合物。高沸物的组成与有机硅单体生产中硅粉、氯甲烷的纯度、催化剂的性质以及反应条件等密切相关，各公司生