六甲基二硅氮烷生產(chǎn)工藝廢水處理工藝
1、研究開發(fā)主要思路
1.1 主要研究開發(fā)方向
六甲基二硅氮烷的主要生產(chǎn)工藝為：三甲基氯硅烷在六甲基二硅氧烷(作為稀釋劑)存在下通氨進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后加入氫氧化鈉溶液進(jìn)行中和，反應(yīng)體系油水分離，廢堿水排出，油相經(jīng)精餾得產(chǎn)品硅氮烷和副產(chǎn)品硅氧烷、聚硅氧烷，堿洗過程會有部分產(chǎn)品水解生成硅氧烷?，F(xiàn)取消原有生產(chǎn)工藝中的反應(yīng)液堿洗工序，利用氯化銨飽和溶液將反應(yīng)液中氯化銨分離出來，氯化銨經(jīng)重結(jié)晶生產(chǎn)氯化銨產(chǎn)品，同時氯化銨母液全循環(huán)，達(dá)到大量削減廢水排放的目的。
1.2 技術(shù)實(shí)現(xiàn)的主要風(fēng)險和應(yīng)對措施
新工藝改用氯化銨飽和溶液洗滌分離反應(yīng)液中氯化銨，可能造成產(chǎn)品水解率上升，影響產(chǎn)品收率，需通過相關(guān)試驗(yàn)作進(jìn)一步研究。主要針對以下兩個方面進(jìn)行研究：
(1)氯化銨飽和溶液對產(chǎn)品水解率影響。
(2)新工藝油水兩相分離效果情況。
2、相關(guān)基礎(chǔ)試驗(yàn)情況
2.1 試驗(yàn)一
方案：取裝置生產(chǎn)中反應(yīng)液100ml，分別加入氯化銨飽和溶液、15%氫氧化鈉溶液、含10%氨氯化銨溶液、純水100ml，溫度15℃，混合和攪拌1min，分析油相中硅氮烷、硅氧烷含量。
試驗(yàn)結(jié)果：
從試驗(yàn)結(jié)果看，氯化銨飽和溶液、15%氫氧化鈉溶液以及純水在同等條件下對硅氮烷的水解率基本相同。
2.2 試驗(yàn)二
方案：取裝置生產(chǎn)中反應(yīng)液300ml，加入氯化銨飽和溶液300ml，溫度13℃，混合后分別攪拌20min、60min，分析油相中硅氮烷、硅氧烷含量。
試驗(yàn)結(jié)果：
從試驗(yàn)結(jié)果看，在同等條件下氯化銨飽和溶液和反應(yīng)液接觸時間越長對硅二氧烷的水解率影響越大。
2.3試驗(yàn)三
方案：成品硅氮烷300ml，分別加入氯化銨飽和溶液、含10%氨氯化銨溶液300ml，溫度13℃，混合和攪拌20min，分析油相中硅氮烷、硅氧烷含量。
試驗(yàn)結(jié)果：
試驗(yàn)結(jié)果分析：從試驗(yàn)結(jié)果氯化銨飽和溶液、含10%氨氯化銨溶液在同等條件下對硅氮烷的水解率基本相同。
2.4 試驗(yàn)四
方案：取裝置生產(chǎn)中反應(yīng)液100ml，分別加入氯化銨飽和溶液500ml，溫度15℃，混合后分別攪拌20min、60min，分析油相中硅氮烷、硅氧烷含量
試驗(yàn)結(jié)果：
從試驗(yàn)結(jié)果看，在同等條件下氯化銨飽和溶液和反應(yīng)液接觸時間越長對硅氧烷的水解率影響越大。結(jié)合試驗(yàn)三可以看出，油水比越大，硅氮烷水解率越高。
2.5試驗(yàn)五
方案：取成品硅氮烷300ml，加入含10%氨氯化銨飽和溶液300ml，溫度15℃，混合后分別攪拌2min、20min、60min，分析油相中硅氮烷、硅氧烷含量試驗(yàn)結(jié)果：
試驗(yàn)結(jié)果分析：從試驗(yàn)結(jié)果看在同等條件下氯化銨飽和溶液和反應(yīng)液接觸時間越長對硅氮烷的水解率影響越大，生產(chǎn)過程中應(yīng)盡量控制油水接觸時間。同時，靜止分層后對硅氮烷的水解率影響甚微。水解的主要產(chǎn)物硅醇在加熱條件下會重新生成硅氮烷或硅氧烷。
3、試驗(yàn)總結(jié)
從上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以分析得出：
(1)溫度一定時，水、氯化銨飽和溶液、氫氧化鈉溶液等介質(zhì)對硅氮烷水解率影響甚小，幾乎沒有區(qū)別。
(2)油水比對硅氮烷水解率影響較大，硅氮烷水解率與油水比呈正比例關(guān)系(水相比例越高，水解率越大)。
(3)水相停留時間對硅氮烷水解率影響較大，混合時間越長，水解率越高。油水兩相混合分離后對硅氮烷水解率影響不大。
(4)油水兩相混合后分離所需停留時間約5min，油相含氯化銨在4ppm左右，對后續(xù)產(chǎn)品質(zhì)量沒有什么影響。
(5)油水兩相混合分離后氯化銨飽和溶液中有機(jī)物含量小于200ppm，后續(xù)結(jié)晶干燥工序的安全生產(chǎn)是可控的。
由此表明，新工藝改用氯化銨飽和溶液洗滌分離反應(yīng)液中氯化銨晶體，是完全可行的，新工藝不僅可副產(chǎn)氯化銨，降低生產(chǎn)成本，同時可大量削減廢水排放，符合環(huán)保要求，值得推廣。（來源：浙江工程設(shè)計有限公司）