有机硅单体分离系统工艺流程模拟分析

有机硅单体生产工艺、原辅消耗及效益分析一、 合成工艺有机硅合成属精细化工范畴，合成路线较长，单体合成段工艺控制严格，以甲醇、氯化氢、硅粉等原料合成有机硅单体工艺可分为五段。

第一段：一氯代甲烷的合成在0.4MPa 压力和氯化锌催化剂的作用下合成一氯代甲烷（沸点-24℃）。

第二段：有机硅单体的合成在该工段一氯甲烷气体携带硅粉（60-160目）进入流化床，在300℃，0.2-0.3MPa 压力，CuCl 催化剂作用下，合成有机硅单体。

单体 含量 分馏纯度 估价（万元/t ）⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧≥≥≥≥≥→+4.0%98%82.1%98%18.0%98%83%98%2)(2%9.99%80)()(2333332233高沸物SiHClCH SiCl CH SiClCH SiCl CH Si g Cl CH 注：生产厂家一般不出售二甲单体（CH 3）2SiCl 2，二甲单体的选择性在国际上可达85%-90%。

第三段：单体分馏经过11个塔及60多台辅助设备，将合成段来的单体精馏分离，根据纯度要求，分离出二甲单体、三甲单体、一甲单体、含氢单体和高沸物等不同组份。

第四段：单体水解二甲单体在盐酸介质存在下水解成线状单体和环体（D n ）[]⎩⎨⎧-→+）（环体）（%40%600)(223n n D OHO Si OH H Si CH注：环体中n=3、4、5等，其中四环体即八甲基环四硅氧烷较典型；D环体价格n为26000-27000元/t。

第五段：线状单体裂解将占水解产量60%的线状物进一步裂解变成环体（D n）。

二、原料消耗1万t/a单体生产装置原材料及动力消耗见下表。

表1 有机硅生产原材料及动力消耗一览（按每吨有机硅单体计）三、经济效益分析10 kt/a 有机硅装置投资需1.5-2.0亿元，其中建设资金1亿元；年利润3000万元（5年收回成本）；建设周期：2年。

2007-8-31。

有机硅单体项目工艺技术方案、物料平衡、消耗定额及流程说明1 工艺技术方案的选择1.1 原料路线的确定有机硅聚合物绝大部分是由二甲基二氯硅烷制得的低聚二甲基环硅氧烷，再引入其它基团加工成各种形态、适应各种功能要求的聚合物产品及制品。

国内外目前普遍采用美国GE公司罗乔1941年发明的直接法合成甲基氯硅烷工艺，即采用硅粉和氯甲烷气体在铜催化剂体系存在下进行反应生产甲基氯硅烷混合单体的方法，该方法原料易得、易于实现大规模连续化生产，是有机硅单体合成最成功、也是唯一实现工业化的生产方法。

经合成得到的混合甲基单体通过精馏分离得到二甲基二氯硅烷及其它各种精单体。

二甲基二氯硅烷经水解、裂解制得二甲基硅氧烷低聚物（DMC、D4），作为进一步加工各种有机硅聚合产品的基础原料。

甲基氯硅烷水解副产的氯化氢经回收与甲醇合成氯甲烷。

所以，一个有机硅基础厂至少包括硅粉加工、甲基单体合成、甲基单体分离、二甲基二氯硅烷水解及裂解、氯化氢回收、氯甲烷合成、综合利用及三废处理等十多套生产装置。

本项目采用上述国内外有机硅单体厂普遍采用的原料路线。

1.2 国内外工艺技术概况二甲基二氯硅烷单体是有机硅工业的支柱，甲基氯硅烷合成是有机硅单体生产的核心技术。

甲基氯硅烷合成工艺方法简单，但技术却很复杂。

国外各大有机硅厂商单体合成技术经过几十年的开发已相当成熟，但还在不断改进，且十分保密。

目前有机硅单体合成的流化床反应器直径已超过4m，单台流化床反应器生产能力超过100kt/a，全部流程采用计算机控制，原材料消耗接近理论值。

国内有机硅单体合成技术的开发始于二十世纪五十年代，经历了从搅拌床到流化床、从氯化亚铜催化体系到铜催化体系、流化床直径从φ400→φ600→φ1200→φ1500→φ2000→φ3000的漫长历程。

直至二十世纪八十年代，国内二十余家单体厂产量仅为2 kt/a左右，甲基氯硅烷合成多采用搅拌床及多台φ600流化床，单套规模仅为百吨级，处于布点分散、技术落后、环保不配套、综合利用水平低、原料消耗高等落后状态。

简述有机硅单体生产的工艺流程有机硅单体生产的工艺流程可以分为下述几个步骤：1.硅矿石准备：选用高纯度的硅矿石，如石英、硅灰石或硅酸盐矿石等作为原料。

通过矿石破碎、磨细和浮选等步骤，得到纯度较高的硅酸盐矿石。

2.熔炼和还原：将硅酸盐矿石和还原剂（如焦炭）放入高温电炉中进行熔炼和还原反应。

在高温下，硅酸盐被还原成纯净的金属硅，同时生成CO和CO2等气体。

通过炉底的出口，将生成的液态金属硅收集起来。

3.精制：通过熔炼的硅金属中，还包含一些杂质，如铝、铁、钙和镁等。

这些杂质需要通过精炼过程去除。

一种常用的方法是将硅金属与氯化氢气体反应生成氯化物，然后通过升华或凝华的方式将其分离出来。

4.氯化：将精炼后的硅金属与氯气进行反应，生成氯化硅。

这是非常重要的一步，因为氯化硅是有机硅合成的重要原料之一、反应中会产生热量，需要控制反应温度和氯气的流量，以确保反应的高效进行。

5.与有机物反应：将氯化硅与有机化合物进行反应，生成有机硅单体。

这个步骤通常涉及到有机合成反应，需要在适当的温度和压力条件下进行。

常见的有机化合物包括甲基氯硅烷、环氧硅烷和硅烷等。

这些有机硅单体可以用于制造硅橡胶、硅油、硅树脂、硅胶等有机硅材料。

6.精炼和分离：生成的有机硅单体中，可能还会残留一些未反应的氯化物或其他杂质。

为了提高产品的纯度，需要对有机硅单体进行精炼和分离。

例如，可以使用蒸馏、结晶、萃取等技术，将有机硅单体从杂质中分离出来，并提高其纯度。

7.筛选和包装：最后，对有机硅单体进行筛选，去除颗粒杂质，确保产品的纯净度。

然后将有机硅单体进行包装，以便于储存和运输。

总的来说，有机硅单体的生产工艺流程包括硅矿石准备、熔炼和还原、精制、氯化、有机反应、精炼和分离、筛选和包装等步骤。

在每个步骤中都需要严格控制温度、压力和反应条件，以确保产品的质量和纯度。

这些有机硅单体可以广泛应用于化工、材料、医药等领域，具有很高的经济和技术价值。

有机硅单体共沸物的分离和再利用XX：TQ264 XX：1009-2374（20XX）07-0056-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.20XX.07.029有机硅材料主要是一类以Si-O键为主链，在Si上再引入有机基团作为侧链的高分子化合物，其性能优异、功能独特，广泛用于军工、航天、医疗、化工等领域，其中（CH3）2SiCl2是最为重要的有机硅单体。

自1941年美国人罗乔（US2380995）发明用氯甲烷与硅粉在铜粉的催化下直接合成有机氯硅烷的方法以来，甲基氯硅烷合成技术经过半个多世纪的进展，已日臻完善。

我国有机硅工业经过近三十年的进展，生产规模也不断扩大，正逐步走向成熟。

在“直接法”生产甲基氯硅烷单体工业中，由于催化剂、工艺条件等因素的制约，单体粗产物中除目标产物（CH3）2SiCl2外，副产物四氯化硅与三甲基氯硅烷由于沸点较为接近（四氯化硅57.6℃，三甲基氯硅烷57.3℃），易形成共沸物。

按目前国内甲基氯硅烷的生产工艺路线及水平来计算，一般共沸物质量分数约为单体粗产物的1～2wt%。

得到的“共沸物”组成一般为：（CH3）3SiCl约为45～60wt%；SiCl4约为30～50wt%；其他成份为CH3SiHCl2、HSiCl3、（CH3）2SiHCl等沸点低于40℃的混合物，约占共沸物组成的5～10wt%。

随着近年来我国甲基氯硅烷单体生产规模的不断扩大，随之而来的就是共沸物绝对数量也在迅速增长。

以目前国内有机硅单体2000kt/的产能计算。

按照1～2wt%的比例计算，全国有机硅单体企业共沸物的绝对数量约为20～40kt/。

如不及时加以转化利用，将会造成极大的安全、环保隐患。

三甲基氯硅烷和四氯化硅都是重要的有机硅化合物，用途广泛。

三甲基氯硅烷是制备三甲基二硅氧烷和三甲基二硅氮烷的原料。

四氯化硅酯化后得到的正硅酸乙酯[Si（OC2H5）4]是生产硅树脂、室温硅橡胶、油漆、涂料、白碳黑等产品的重要原料。

有机硅单体生产工艺研究与优化一、有机硅单体生产工艺研究在有机硅单体的生产过程中，主要采用了两种方法，即热裂解法和嵌碳法。

热裂解法是指将硅甲烷或硅氧烷等有机硅化合物加热至高温，使其发生裂解反应，生成有机硅单体。

这种方法具有反应速度快、产量高的优点，但存在能源消耗高、产品纯度低等问题。

嵌碳法是通过将硅烷和碳源反应生成碳负载硅烷，然后再通过热裂解反应脱除碳源，得到有机硅单体。

这种方法具有能耗低、产物纯度高的优点，但是催化剂的选择和反应条件的控制对产品质量有较大影响。

二、有机硅单体生产工艺优化1.催化剂选择：催化剂对有机硅单体生产的影响很大。

目前常用的催化剂有贵金属催化剂、过渡金属催化剂和非金属催化剂等。

优化催化剂的选择，可以提高反应速度、降低温度和压力等操作条件。

2.反应条件控制：反应温度、压力和反应物的比例等反应条件对有机硅单体的生成有很大的影响。

通过优化反应条件，可以增加有机硅单体的产量和纯度。

3.副反应的控制：在有机硅单体的生产过程中，常伴随着一些副反应，如聚合反应、异构反应等，这些副反应会降低有机硅单体的产量和质量。

通过优化反应条件或添加合适的抑制剂，可以有效控制副反应。

4.产品分离纯化：有机硅单体通常与其他反应产物混合在一起，需要进行分离和纯化。

传统的分离纯化方法包括蒸馏、结晶、吸附等。

优化分离纯化工艺，可以提高有机硅单体的纯度和回收率。

三、新的有机硅单体生产工艺流程基于以上研究和优化，提出了一种新的有机硅单体生产工艺流程。

具体步骤如下：1.选择合适的催化剂和反应条件。

在催化剂选择方面，可以采用贵金属催化剂，如铑催化剂或钯催化剂。

在反应条件方面，优化反应温度、压力和反应物的比例。

2.控制副反应的发生。

通过添加合适的抑制剂或优化反应条件，控制副反应的发生，提高有机硅单体的产量和质量。

3.优化产品分离纯化工艺。

采用适当的分离纯化方法，如蒸馏、结晶、吸附等，提高有机硅单体的纯度和回收率。

综上所述，有机硅单体生产工艺的研究与优化对于提高有机硅单体的产量和质量具有重要意义。

单体合成车间工艺操作规程XXX第一章导热油岗位1 任务a在反应启动时提供热量，待流化床转入正常生产时作为移走反应热的冷却手段，通过废热锅炉与油冷器降低进床油温和调节进油量来控制流化床温度。

b在流化床推料前，给氮气加热，供系统吹除、干燥。

c加热一旋、二旋系统及其连接管道，一旋、二旋受、排料斗，避免粗单体和氯甲烷冷凝润湿粉尘而引起系统堵塞。

d给洗涤塔再沸器提供热量。

e给进床氯甲烷过热提供热量。

f给闪蒸罐提供热量。

2 管辖范围2.1组成情况简介热油循环包括加热炉油系统、反应器油系统、A区油系统、B区油系统。

2.2分区情况及作用a 加热炉系统本系统包括加热油槽、加热炉热油泵加热炉其主要作用是加热循环系统内的导热油，不断补充热量供各用户使用。

b 反应器油系统本系统包括反应器热油槽、反应器热油泵\热锅炉、油冷器、排污膨胀器、排尽用油槽，其作用是在流化床反应器开、停车时提供、移走热量，以维持流化床反应温度在正常范围内。

c A区油系统本系统由A区油泵和A区油槽组成，其主要作用为加热过热器，使进床CH3Cl过热，加热一、二级旋风分离器及受料斗、排料斗，保持系统畅通，防止管路和设备堵塞。

d B区油系统本系统由B 区油泵、B区油槽组成，其主要作用为洗涤塔再沸器和闪蒸罐提供热量，以回收氯甲烷和高沸物。

3 相关岗位的联系4 工艺流程简述6 主要设备、仪表6.1 主要设备一览表6.2 主要仪表一览表7 操作方法7.1开车7.1.1开车准备（1）检查系统阀门是否处于正常位置。

（2）检查各油槽液位是否满足要求。

7.1.2送油至各系统相继启动加热炉油泵、反应器油泵及各区热油泵，向各设备送导热油，冷循环半小时。

7.1.3油脱水原始开车或开车前补加了一定量新导热油时，均需进行脱水操作。

其原因是：如果导热油中含有水及轻组份物质，由于在高温下水的蒸汽压较高，对油泵会产生气蚀作用，同时还会降低导热油的传热系数，降低传热效果，并影响油质的稳定，水量多时，甚至会产生爆炸。

有机硅粗单体分离的节能优化及流程模拟
刘欣;李细巧;刘继三
【期刊名称】《化工设计》
【年(卷),期】2013(000)005
【摘要】对有机硅单体分离单元流程进行节能优化，运用Aspen Plus流程模拟软件，对普通流程和节能优化流程进行模拟。

在满足纯度要求的基础上，从节能和填料投资成本方面对结果进行分析比较，确定较合理的节能优化流程。

【总页数】4页(P13-16)
【作者】刘欣;李细巧;刘继三
【作者单位】华陆工程科技有限责任公司西安 710065;华陆工程科技有限责任公司西安 710065;华陆工程科技有限责任公司西安 710065
【正文语种】中文
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5.节能型有机硅单体精馏技术模拟 [J], 王帆
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简述有机硅单体生产的工艺流程金属硅通过破碎成硅粉，和催化剂、氯甲烷一起加入到硫化床，进过洗涤塔滤出渣浆后进过粗单体塔获得粗单体。

硅粉和氯甲烷为有机硅生产的原料，硅块进过给料机送至鄂式破碎机进行初步破碎，再送至旋风磨，磨成硅粉，筛分后的合格硅粉由气力输送泵或槽车送至单体合成。

硅粉和氯甲烷在流化床内气固相催化反应合成有机硅粗单体，从流化床出来的气固混合物进过旋风分离器出去大部分粉尘后去洗涤塔，顶部采出的粗单体去粗单体塔进一步分离，粗单体塔地步采出粗单体。

粗单体：混合物，主要含有二甲基二氯硅烷、一甲基三氯硅烷、三甲基一氯硅烷、一甲基二氯硅烷、二甲基氯硅烷、高沸物、低沸物等。

粗单体进过脱高塔、脱低塔、二元塔（产品二甲、一甲）、轻分塔（产品轻沸）、含氢塔（产品：含氢），共沸塔（产品：共沸）、三甲塔（产品三甲）、高沸塔（产品高沸）进行精馏分离操作。

甲基单体精馏具有分离组分多、组分相对挥发度度小、分离纯度高等特点，装置采用微正压、先脱高、后脱低、先后分出一甲、二甲的多塔连续工艺、分别获得多种高纯度的甲基单体产品。

简述有机硅基础聚合物（110 硅橡胶和107 硅橡胶）的生产工艺流程和应用110 硅橡胶二甲加入浓酸循环封闭式管道反应系统发生水解反应生成低聚硅氧烷（二甲水解物）并释放出氯化氢，氯化氢通过管道输送至其他工段生产氯甲烷或者浓盐酸，低聚硅氧烷进过萃取、中和、蒸煮、排水处理，得到合格水解物。

水解物经过静置排水后进入裂解釜，在氢氧化钾催化剂的作用下环花重排，经裂解塔分解出钾盐、线体、得到环体进入脱低塔；脱低塔塔顶采出D3，塔釜液体输送至产品塔；产品塔塔釜返回至水解循环系统水解，塔顶采出DMC。

DMC 和 VMC 混合脱水后，加入封头剂、碱胶发生聚合后经过脱氢脱去低分子得到产品进行包装，即可得到110 甲基乙烯基生胶.甲基乙烯基硅橡胶由于硫化活性提高，耐热性和高温抗压缩变形有很大改进，是产量最大、应用最广的一类硅橡胶，品种牌号也最多。

有机硅单体生产工艺研究与优化
摘要：
有机硅单体是一类重要的有机合成中间体，广泛应用于化工、医药、电子等领域。

本文通过对有机硅单体生产工艺的研究和优化，旨在提高有机硅单体的产量与质量，降低生产成本，满足市场需求。

首先，介绍了有机硅单体的基本性质和应用，然后对常见的有机硅单体生产工艺进行分析与总结，最后提出了一种优化工艺，并对其进行了验证和评价。

1.引言
1.1研究背景
1.2研究目的
2.有机硅单体的基本性质和应用
2.1有机硅单体的分类和结构特点
2.2有机硅单体的应用领域和市场需求
3.有机硅单体生产工艺分析与总结
3.1常见的有机硅单体生产工艺
3.2工艺存在的问题和局限性
3.3工艺改进的方向和目标
4.有机硅单体生产工艺优化
4.1工艺参数的优化
4.2催化剂的选择和配比优化
4.3反应条件的优化
4.4产品分离与纯化技术的改进
5.优化工艺的验证和评价
5.1优化工艺的实验设计与结果分析
5.2产量、纯度和收率的评价指标
5.3优化工艺的经济效益评估
6.结论
6.1研究结果总结
6.2研究不足和展望
文档要求：本文需从有机硅单体的基本性质和应用出发，对常见的有
机硅单体生产工艺进行分析和总结；然后提出一种优化工艺，并对其进行
实验验证和评价。

文档内容须涵盖以上6个部分，字数要求1500字以上。

在撰写过程中，应注重逻辑严谨、观点明确、数据准确可靠，结构合理完整。

有机硅单体合成车间旋风除尘系统操作规程1 任务使流化床反应器出来的含尘气体径分离后，细粉重新回收利用以及使进入洗涤塔（T-0201）的细粉量降至最少。

2 管辖范围2.1旋风分离系统包括一级旋风分离器（S0203）、一旋受料斗（V0205）、一旋排料斗（V0206）、二级旋风分离器（S0204）、二旋受料斗（V0207）、细粉罐（V0208）、废粉罐V0209）。

3 相关岗位的联系4 工艺流程简述反应生成的气体进入一级旋风分离器（S0203）进行旋风分离，固料自流到一旋受料斗（V0205）。

到一定量时，用氮气压入一旋排料斗（V0206）一旋排料斗中的因料用氮气定期定量压回流化床循环使用，压料完毕，一旋排料斗（V0206）中的含尘氮气径布袋过滤器（S0205A/B）集尘，气体去水洗塔（T0204）。

收集的粉料进入细粉罐（V0208）当一旋受料斗中的因料过多时，用氮气输送到细粉罐（V0208）或废粉罐（V0209）。

级旋风分离器（S0203）除尘后的气体进入二级旋风分离器（S0204）进行二级旋风除尘，同料自流到二旋受料斗（V0207），二旋受料斗（V0207）中的固料，用氮气定期压入细粉罐（V0208），压料完毕，含尘气体经布袋过滤器（S0205A/B）集尘，气体去水洗塔（T-0204），收集的细粉进入细粉罐（V0208），二级旋风分离器（S0204）除尘后的气体进入洗涤塔（T0201）进行洗涤除尘。

6 主要设备、仪表7 操作方法7.1开车。

（1）一、二级旋风分离系统随流化床系统开车而开车。

（2）一、二级旋风分离系统在流化床（R0201）开车前就应当已升温至少四小时，并吹除干燥合格。

（3）启动A区油泵（P0209A/B）。

给一、二级旋风系统送热油在本系统设备的夹套中循环。

使所有设备的表面温度达200℃以上。

（4）在给设备升温的同时，用从流化床反应器出来的热氮气吹除一、二级旋风分离器，夹套管，受料斗，排料斗，细粉罐及废粉罐以及布袋过滤器。

有机硅化学工艺实验实验目的：1. 掌握有机硅化学工艺实验的基本原理和实验方法。

2. 学习有机硅化学工艺中常用的反应体系，深入了解其反应机理和特点。

3. 能够正确分离和分析有机硅化合物的产物，熟练掌握实验室中需要用到的基本技术。

实验环境和设备：化学实验室，电子天平，电磁加热板，滴定管，玻璃棒，滤纸及滤漏器等。

实验原理：有机硅化学工艺实验指的是合成有机硅化合物的一系列实验。

其中，常用的有机硅化合物有烷基硅烷、氯甲基硅烷、乙基硅烷、苯基硅烷等，这些化合物具有不同的反应机理和特点。

在有机硅化学工艺实验中，常采用一些经过优化的反应体系，通过特定温度、反应时间、反应物浓度等条件，让反应物发生化学反应，形成新的有机硅化合物产物。

实验流程：1.选取适当的有机硅化合物，并通过适当的方法对其进行纯化和预处理。

2.制备配合物或催化剂：将所需的金属或无机化合物与有机硅化合物按照一定的化学计量比例混合搅拌。

3.进行反应：将所需的原料加入反应中，通过控制温度和反应时间等条件，使其发生一定的化学反应，形成新的有机硅化合物产物。

4.分离产物：通过各种分离方法，如萃取、蒸馏、结晶、气相色谱等，分离产物，并通过不同的分析方法，如元素分析、红外光谱、核磁共振、紫外光谱等，对分离出来的产物进行鉴定和分析。

5.最后，对实验过程和结果进行总结，得出结论和对下一步工作的展望。

实验注意事项：1.安全第一，注意实验室危险品的存储和操作。

如有不懂的化学品，请先了解其性质和使用方法，再进行实验。

2.实验应按照导师的要求和实验方案进行，不要擅自更改实验条件和操作步骤。

3.实验前应检查实验设备的状态和完好性，并注意保持实验室的干净和整洁，避免影响实验结果。

4.实验后要及时处理实验废物和实验室环境，避免对环境造成污染。

实验结果：本次实验成功合成出目标产物，并通过红外光谱、核磁共振等分析方法，对其结构和性质进行了分析和鉴定。

实验结果表明，在一定条件下，在催化剂的促进下，有机硅化合物可以发生一定的化学反应，形成新的有机硅化合物产物。