一种连续化生产高含氢硅油的生产工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种精细化工领域的生产方法，尤其是涉及一种连续化制备高含氢硅油生产工艺。
【背景技术】
[0002]甲基高含氢硅油是一种无色透明的油状液体，粘度一般为10?200mPa *S，是硅油品种中重要的产品之一。它的硅氧烷主链中含有活泼基团氢，活性高，能与许多活性基团反应。其显著特点是防水效果好。可以低温交联成膜，在物质的表面形成防水层，广泛用于织物、玻璃、陶瓷、纸张、皮革、金属、建材等行业的防水剂以及硅橡胶的抗黄剂、交联剂、硅橡胶油墨稀释剂等，效果甚佳。
[0003]甲基高含氢硅油的合成主要通过甲基氢二氯硅烷单体水解调聚或通过甲基含氢环体开环共聚而成，制备过程一般包括非溶剂法和溶剂法两类。溶剂法由于该工艺中使用的溶剂需要消耗很多能量来去除，并且溶剂本身也会存在安全问题，此外，溶剂在产品中的残留对产品的品质影响非常大。因而在全球推进绿色化学的背景下，无溶剂法逐渐走上历
,—I—, -frrp /、
史舞η ο
[0004]目前采用的无溶剂法工艺生产含氢硅油多为间歇法工艺，其生产成本高、含氢量低、生产效率低等缺点阻碍了其发展。专利CN102516545A公布了一种连续化生产含氢硅油的方法，然而该工艺中需要使用浓硫酸进行调聚，利用碱进行中和，且需要消耗大量的水进行水洗，同时水洗的过程中还容易产生乳化使得含氢硅油的收率很低；因为需要很多次水洗，水洗过程中还容易造成乳化使得油水很难分离。此外，仅仅利用水进行水解使得产生大量浓度很低的稀盐酸，这些盐酸的脱吸需要消耗大量的能量。因而需要对含氢硅油生产工艺进行进一步的改进与创新。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种连续化生产高含氢硅油的生产工艺。
[0006]本发明解决的是现有溶剂法工艺生产中存在的溶剂本身存在污染或副作用，产品中溶剂的残留对产品的运用存在制约，非溶剂法工艺生产含氢硅油存在的生产成本高、收率低、含氢值偏低的问题。
[0007]本发明的技术方案是:一种连续化生产高含氢硅油的生产工艺，所述生产工艺包括以下步骤:
[0008]步骤1:将三甲基氯硅烷、甲基氢二氯硅烷、稀盐酸、低分子(甲烷)按一定比例加入到水解循环反应系统中，平均停留时间为20?lOOmin，反应温度为5°C?30°C ;所述三甲基氯硅烷与甲基氢二氯硅烷的质量比例为1:10?50，所述三甲基氯硅烷与甲基氢二氯硅烷组成的氯硅烷混合物与稀盐酸的质量比例为1:20?100 ;
[0009]步骤2:经过水解反应得到的油酸混合物进入油酸分离系统中进行分离，分离后，上层得到水解物，下层得到稀酸；所述上层水解物在油酸分离系统中的停留时间为50?150min ;所述下层稀酸进入所述步骤I中的水解反应系统进一步循环利用；所述上层水解物进入水洗系统中除去水解物中的酸，所述水解物除酸后进入脱水系统中进行脱水处理；
[0010]步骤3:经过脱水处理的水解物进入装有催化剂的固定床反应系统中进行含氢硅油调聚反应，所述调聚反应的温度控制在20?60°C，调聚时间控制在2?6h ;经过调聚反应得到的含氢硅油进入过滤系统中除去杂质，从过滤器出来的含氢硅油进入脱低分子(甲烷)器中脱出低分子(甲烷)；所述脱出的低分子(甲烷)进入所述步骤I的水解循环反应系统中进一步循环利用；所述脱低时间为5min?60min，温度控制在100°C?120°C ;脱低后的含氢硅油进入含氢硅油精制系统中进行精制，即可获得高含氢的含氢硅油；所述得到的含氢娃油的含氢量为1.56?1.60wt%。
[0011]所述步骤I中的水解循环反应系统由文丘里混合器、静态混合器、换热器、水解循环泵组成。
[0012]所述步骤I中水解反应使用的稀盐酸浓度为I?5wt%。
[0013]所述步骤2中水洗系统是由聚结器和油水分层器组成的。
[0014]所述步骤3中的催化剂为酸性白土、强酸性离子交换树脂中的一种或两种的混合物。
[0015]所述步骤2中的脱低分子(甲烷)器为旋转刮板蒸发器、降膜蒸发器、减压搅拌釜、蒸发器中的任何一种或者两种的组合。
[0016]所述步骤2中的精制过程包括采用活性炭吸附和过滤器过滤。
[0017]进一步的，所述步骤2中聚结器滤芯的材质为玻璃纤维、聚酯纤维、金属纤维、烧结毛毡、丙纶纤维、涤纶纤维中的一种。
[0018]进一步的，所述步骤2中过滤器滤芯的材质包括聚氨酯和聚酯纤维。
[0019]本发明产生的有益效果是:本发明采用水解循环系统使得生产高含氢硅油的原料水解可在低质量浓度盐酸溶液中进行；采用静态混合器、文丘里喷射器这些静设备使得水解过程的能耗大大降低，采用在水洗系统中加入聚结器进行油水分离使得水洗的次数减少，水洗的效率大大提高，避免了水洗过程中的乳化现象，提高了高含氢硅油的收率，从而使得该工艺制备的高含氢硅油生产成本大大降低；同时，水解循环系统缩短了高含氢硅油在浓酸中的停留时间，使得该工艺制备的含氢硅油的含氢量保持在1.56?1.60wt%之间。
【附图说明】
[0020]图1为本发明的生产工艺流程图。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0022]实施例1
[0023]一种连续化生产高含氢硅油的生产工艺包括以下步骤:
[0024]I)把三甲基氯硅烷、甲基氢二氯硅烷、浓度为^^%的稀盐酸、低分子(甲烷)按比例加入到水解循环反应系统中，平均停留时间20min，温度为8°C;所述三甲基氯硅烷与甲基氢二氯硅烷的质量比例为1:10，三甲基氯硅烷和甲基氢二氯硅烷组成的氯硅烷混合物与浓度为Iwt %的稀盐酸的质量比例为1:30 ;
[0025]2)经过水解反应得到的油酸混合物在油酸分离系统中进行分离，上层为水解物，下层为16被％的稀盐酸；所述下层稀酸进入水解反应系统进行循环利用；所述上层水解物在油酸分离系统中的停留时间为50min ;所述上层水解物进入水洗系统进行水洗，除去水解物中的酸；上层水解物进入脱水系统中进行脱水；
[0026]3)经过脱水的水解物进入装有催化剂为酸性白土的固定床反应系统中进行含氢硅油调聚反应，调聚温度控制在50°C，调聚时间控制在4h;经过调聚反应的含氢硅油进入过滤系统中除去杂质；从过滤器出来的含氢硅油进入脱低分子(甲烷)器中脱出低分子(甲烷)，所述脱出的低分子(甲烷)进入水解循环反应系统中进一步循环利用，脱低时间为20min，温度控制在120°C，脱低后的含氢硅油进入含氢硅油精制系统中进行精制，即可获得高含氢的含氢硅油。制备的含氢硅油产品的粘度为18(25°C，mm2/s)，pH值为7.0，含氢量为1.59wt% ο
[0027]实施例2
[0028]一种连续化生产高含氢硅油的生产工艺包括以下步骤:
[0029]I)把三甲基氯硅烷、甲基氢二氯硅烷、浓度为3被％的稀盐酸、低分子(甲烷)按比例加入到水解循环反应系统中，平均停留时间40min，温度为12°C ;所述三甲基氯硅烷与甲基氢二氯硅烷的质量比例为1:20，三甲基氯硅烷和甲基氢二氯硅烷组成的氯硅烷混合物与浓度为3￥七％的稀盐酸的质量比例为1:40 ;
[0030]2)经过水解反应得到的油酸混合物在油酸分离系统中进行分离，上层获得水解物，下层获得20被％的稀盐酸；下层稀酸进入水解反应系统循环利用；上层水解物在油酸分离系统中的停留时间为80min，上层水解物进入水洗系统中除去水解物中的酸，然后进入脱水系统中进行脱水；
[0031]3)经过脱水的水解物进入装有催化剂为酸性白土的固定床反应系统中进行含氢硅油调聚反应，调聚温度控制在60°C，调聚时间控制在3h ;经过调聚反应的含氢硅油进入过滤系统中除去杂质；从过滤器出来的含氢硅油进入脱低分子(甲烷)器中脱出低分子(甲烷)，所述脱出的低分子(甲烷)进入水解循环反应系统中进一步循环利用，脱低时间50min，温度控制在100°C，脱低后的含氢硅油进入含氢硅油精制系统中精制即可获得高含氢的含氢娃油。制备的含氢娃油产品:粘度为21 (25°C, mm2/s)，pH值为7.0，含氢量为
1.58wt % ο
[0032]实施例3
[0033]一种连续化生产高含氢硅油的生产工艺包括以下步骤:
[0034]I)把三甲基氯硅烷、甲基氢二氯硅烷、浓度为5被％的稀盐酸、低分子(甲烷)按比例加入到水解循环反应系统中，平均停留时间30min，温度为20°C ;所述三甲基氯硅烷与甲基氢二氯硅烷的质量比例为1:30，三甲基氯硅烷和甲基氢二氯硅烷组成的氯硅烷混合物与浓度为5￥七％的稀盐酸的质量比例为1:80 ;
[0035]2)经过水解反应得到的油酸混合物在油酸分离系统中进行分离，上层获得水解物，下层获得22?七％的稀盐酸，其中水解物在油酸分离系统中的停留时间为10min ;上层水解物进入水洗系统中除去水解物中的酸；下层稀酸进入水解反应系统循环利用，上层水解物进入脱水系统中进行脱水；
[0036]3)经过脱水的水解物进入装有催化剂为酸性白土的固定床反应系统中进行含氢硅油调聚反应，调聚温度控制在30°C，调聚时间控制在6h ;经过调聚反应的含氢硅油进入过滤系统中除去杂质；从过滤器出来的含氢硅油进入脱低分子(甲烷)器中脱出低分子(甲烷)；所述脱出的低分子(甲烷)进入水解循环反应系统中进一步循环利用，脱低时间30min，温度控制在120°C，脱低后的含氢硅油进入含氢硅油精制系统中精制即可获得高含氢的含氢娃油。制备的含氢娃油产品:粘度为20(25°C，mm2/s)，pH值为7.0，含氢量为
1.59wt% ο
[0037]实施例4
[0038]一种连续化生产高含氢硅油的生产工艺包括以下步骤:
[0039]I)把三甲基氯硅烷、甲基氢二氯硅烷、浓度为5被％的稀盐酸、低分子(甲烷)按比例加入到水解循环反应系统中，平均停留时间90min，温度为10°C ;所述三甲基氯硅烷与甲基氢二氯硅烷的质量比例为1:45，三甲基氯硅烷和甲基氢二氯硅烷组成的氯硅烷混合物与浓度为5￥七％的稀盐酸的质量比例为1:90 ;
[0040]2)经过水解反应得到的油酸混合物在油酸分离系统中进行分离，上层获得水解物，下层获得2^^%的稀盐酸，其中水解物在油酸分离系统中的停留时间为120min ;上层水解物进入水洗系统中除去水解物中的酸；下层稀酸进入水解反应系统循环利用，上层水解物进入脱水