氯资源回收循环集成技术与有机硅单体.doc

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1、氯资源回收-循环集成技术与有机硅单体-草甘膦生态产业体系一、立项依据有机硅材料性能优异、功能独特，应用范围十分广泛，是最能适应时代要求和发展最快的材料之一。有机硅单体（甲基氯硅烷，苯基氯硅烷，乙烯基氯硅烷等）是整个有机硅工业的基础，而甲基氯硅烷则是有机硅工业的支柱。近年来随着国内有机硅产品市场的不断扩展和需求的增大，有机硅单体的生产规模不断扩大，发展迅速。目前，甲基氯硅烷单体的工业化生产大多采用硅粉与氯甲烷在铜催化剂存在下的直接合成工艺。该工艺生产流程长，技术难度大，虽然在二十世纪四十年代就已实现了工业化生产，然而，至今仍在不断地

2、进行基础研究，过程研究和工程研究。甲基氯硅烷生产过程中，一方面需要不断地消耗作为原料的氯资源氯甲烷或氯化氢，另一方面，由二甲基氯硅烷出发制备环状硅氧烷过程中又产生副产物氯化氢和盐酸。此外，甲基氯硅烷合成过程中，由于存在着多种副反应，除了目标产物二甲基二氯硅烷（简称二甲）之外，还副产三甲基氯硅烷（简称三甲）、一甲基三氯硅烷（简称一甲）、一甲含氢单体以及含氯低沸物、含氯高沸物。一甲单体、低沸物、高沸物等应用市场有限，如不能加以适当的处理和利用，寻找到合适的出路，将成为阻碍甲基氯硅烷发展的拦路虎。从环保、经济和社会的要求出发，化学工业不

3、能再承担使用和产生有毒有害物质的费用，其发展必须适应环境保护和人类持续发展的要求和需要。因此，发展有机硅单体生产工业需要突破传统化学工业的高消耗、重污染的粗放型生产模式，大力研究开发和应用绿色化学与工程技术，建立与自然生态相协调的清洁生产-生态工业新模式。其核心内容在于从原料到目标产物的转化和生产过程中，可以在产品的设计阶段，重视研究化学反应的高效原子经济性，最大限度地利用资源，从源头不生产或少生产废物；也可以针对现有工艺，分离和利用本来要排放的污染物，重新认识和有效实施污染物质仅仅是未被利用的原料，污染物质加上创新技术也能转变为

4、有价值的资源。借助于经济可行的相关反应的合理组合，构成资源综合利用的反应过程体系，消减或消除对环境有害的污染物，使资源以及能源有效地得到利用，从根本上解决资源-环境与可持续发展问题。依据清洁生产—生态工业新模式的基本思想和原则，应用新一代资源回收-循环集成技术，建立起一种创新的有机硅单体-草甘膦联合生产过程资源优化利用的生态化产业体系。在这个产业体系中，有机硅与有机磷的工业生产过程相互关联，通过形成氯元素生态产业链，实现氯资源分层多级回收-循环体系。草甘膦及其中间体亚磷酸二甲酯生产过程中产生的副产物氯甲烷经过净化回收，变废为宝，大

5、规模地应用于甲基氯硅烷工业化生产，反过来，甲基氯硅烷生产过程中的副产物氯化氢和盐酸又用于草甘膦的生产，实现氯元素的总体大循环。在亚磷酸二甲酯与草甘膦联产过程内部，实施氯化氢利用小循环；在有机硅单体生产体系中，有效地进行氯资源之间的相互转换和循环利用。有机硅单体-草甘膦清洁生产-生态工业新模式，真正认识污染物质仅仅是未被利用的原料。进一步深入研究开发氯资源回收与循环集成技术，不仅能极大地降低有机硅单体、草甘膦工业生产过程对环境的污染，同时又大大地降低有机硅单体、草甘膦产品的生产成本。这对于创新一批构思独特，指标先进，经济合理的清洁技

6、术，促进我国绿色化学与工程的发展和生态化产业体系的形成具有十分重要的意义。一、国内外研究现状和发展趋势化学工业与化学工程技术的发展为人类社会提供了大量的各种用途的合成产品，为社会繁荣和文明进步作出了巨大贡献。然而，化学工业大量排放出的污染物和使用后的丢弃物，也使人类生存环境迅速恶化。目前，化学工业使用的工艺技术和生产的产品，绝大多数都是40、50年代研究开发成功的，这些传统工艺通常资源浪费较多，环境影响严重。近年来，发达国家纷纷大力研究与开发从源头上减少或消除污染的绿色化学反应与工程技术或称清洁生产技术，其核心内容是依据“原子经济

7、性”原理，开发“原子经济”反应，提高化学反应的选择性，使用无毒无害原料、催化剂和溶剂，可再生资生资料为原料，开发环境友好的产品。目前，清洁生产技术在化工行业还只占非常少的一部分，要使大部分产品和工艺达到“原子经济反应”和“三废零排放”的要求，还有相当大的差距。近年来，人们已经意识到，化学工业的清洁生产是一个多尺度多层次的概念，除了在微观层次上采用产品革新、原料替代、工艺工程改进等方面进行改造外，还需要将清洁技术、物质循环技术和生态工业技术有机地结合起来，创建新一代资源回收与循环集成技术，构筑与自然生态相协调的清洁生产-生态工业新模

8、式。在这种生态化产业体系新模式中，化学工业系统不是孤立的，而是与周围其他系统相关的，如一个生产过程的废物可以作为另一过程的原料。作为与某些主要元素（如C、S、Cl、Cr）相关的资源，通过不同生产过程间原料-废物之间的相互依存和“粘合”关系，构筑起相