有机硅副产高沸物的裂解技术及工业化经济分析

多晶硅高沸裂解
多晶硅是一种重要的光伏材料，但在生产过程中常常会出现高沸裂解的问题。

高沸裂解指的是在多晶硅熔炼过程中，由于温度和压力的变化，硅料表面出现微裂纹，最终导致硅料破碎。

这不仅浪费了成本，还对生产效率产生了严重的影响。

为了解决高沸裂解的问题，研究人员采用了多种方法。

一种方法是改变熔炼工艺，如增加氢气气氛、调整熔炼温度和压力等。

另一种方法是改变硅料的化学成分和晶体结构，如掺杂其他元素、添加晶核剂等。

此外，研究人员还发现，高沸裂解与硅料的晶粒大小有关。

晶粒越细，高沸裂解的风险就越大。

因此，控制硅料的晶粒大小也是解决高沸裂解问题的重要手段。

综上所述，多晶硅高沸裂解问题是一个复杂的问题，需要综合考虑多种因素，才能得到有效的解决方案。

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有机硅高沸物、硅渣浆、废触体无害化处理项目一、项目简介：有机硅装置在单体合成生产过程中副产高沸物、共沸物、硅渣浆液中含有Si、Cu及有机硅单体等物质，按7万吨/年规模的有机硅装置计算，每年产出量分别约为：~4000吨精馏高沸物、约1200吨共沸物、3000吨硅渣浆。

这些副产品含有害成分，不能直接排放；由于直接销售的渠道有限，是影响有机硅单体装置正常运行的瓶颈因素。

经特殊工艺对有机硅单体装置产出的共沸物、高沸物、硅渣浆、进行无害化处理后，既保证有机硅单体装置的正常开车，又能生产出一甲基二氯硅烷单体、一甲基三氯硅烷单体、二甲基二氯硅烷等单体，在保护环境消除污染的同时，又能带来很好的经济效益。

因此具有较强的市场竞争优势。

二、工艺过程简述：硅渣浆采用先分层、蒸干然后加溶剂萃取、中和、分离，分离出渣浆中的固体及其中的高沸物。

高沸物送裂解单元，固体外卖送金属回收单位。

高沸物采用裂解催化技术，在催化剂的作用下高沸物与氯化氢发生反应裂解生产出一甲基三氯硅烷、三甲基一氯硅烷、一甲基氢硅烷、二甲基二氯硅烷等混合单体，经分馏得到纯单体产品。

共沸物分离采用酯化分离的技术路线，即：共沸物中的四氯化硅与乙醇反应生成正硅酸乙脂，经分馏得到三甲基一氯硅烷和正硅酸乙脂。

三、消耗定额：需要依托的公用工程等外部条件为：电、低压蒸汽、循环水、仪表空气、氮气等；需提供裂解用干燥HCl气体；外购裂解催化剂、硫酸、无水乙醇。

四、设备台数及占地面积：设备总台数约100台套（含备泵）。

装置主体占地约2000m2（不含罐区等辅助设施）。

五、三废及副产物1．酸性废水尾气吸收产生，可中和后送污水处理。

2．固体含铜、锡等硅粉，产量与渣浆组成有关。

六、装置投资：总投资约1500万元。

(共沸物分离装置占400万,高沸物占1100万)七、经济评价：按废料平均价格500元/吨，综合加工费用600元/吨计算，产品平均售价达到1500元/吨时即可获得较为可观的经济效益。

有机硅单体生产中副产物的综合利用浙江恒业成有机硅有限公司赵海洋摘要：目前国内甲基有机硅单体产能相对过剩，市场低迷，各单体厂家的单体价格已经接近甚至低于成本价格。

在无法改变大环境的前提下，有效的办法有两种，一是提高二甲选择性，二是做好副产物的综合利用。

通过提高二甲选择性来降低成本不是一朝一夕可以解决的，而副产物的综合利用可大大提高有机硅装置在国内的竞争能力。

本文全面简述了目前有机硅单体合成副产物综合利用的方法和手段。

关键词：二甲基二氯硅烷；高沸物；低沸物；三甲基氯硅烷；甲基二氯硅烷；废触体；浆渣1 前言目前，国内外普遍采用氯甲烷与硅粉在铜系催化下直接合成甲基氯硅烷单体，直接法生产甲基氯硅烷单体的主产物是二甲基二氯硅烷，反应的二甲选择性一般在80%~90% 之间（选择性的高低的主要看工艺的情况，一般国外的工艺技术比国内成熟，对于国内的工艺而言，二甲选择性一般只能稳定到80%~85%，副产物主要是甲基三氯硅烷（简称一甲），含量大约是5%~15%，三甲基氯硅烷（简称三甲）和甲基氢二氯硅烷（一甲含氢）约占1%，高沸点混合物约占4%~8%，低沸点混合物（沸点低于40℃）约占1%~2%。

有机硅单体生产中的副产物极易与空气中的水分反应，产生氯化氢，在排放和储存过程中会对生态环境造成巨大污染。

随着有机硅单体生产规模的进一步扩大，副产物的绝对数量相当可观，副产物综合利用的目的是提高有机硅单体的附加值，减少它对环境的污染。

本文分五部分介绍甲基单体生产中副产物的综合利用途径。

2 高沸物的再资源化和利用2.1 高沸物的组成及利用方法高沸物是以Si-Si，Si-C-Si，Si-O-Si 为主的多种硅烷混合物。

常温常压下高沸物是一种棕黑色、带有刺激性气味并具有强烈腐蚀性的混合液体，密度约为1.13g/cm3，沸程80℃ ~215℃。

高沸物在有机硅粗单体中的含量约占4%~8%，高沸物的组成受硅粉纯度、氯甲烷纯度、催化剂和反应条件的影响，因此不同的有机硅单体厂家高沸物的组成并不同，其主要成份有三十多种。

第４１卷第１期２０１３年１月化　工　新　型　材　料ＮＥＷ　ＣＨＥＭＩＣＡＬ　ＭＡＴＥＲＩＡＬＳＶｏｌ．４１Ｎｏ．１·１１５·作者简介：高维平，男，教授，研究方向：有机硅化工、化工分离技术。

有机硅高沸物乙氧基酯化的工艺研究高维平１　李晓光２　昌　盛２（１．吉林化工学院，吉林１３２０２２；２．吉林医药学院药学系，吉林１３２０１３）摘　要　本实验主要对直接法生产有机氯硅烷单体过程中产生的大量高沸点废料的混合物，进行乙氧基酯化的工艺研究，优选出了最佳且适于工业化生产的工艺原料配比、操作条件及技术路线，实现了变废为宝美化环境的绿色工艺。

关键词　有机硅高沸物，催化裂解，酯化Ｐｒｏｇｒｅｓｓ　ｏｎ　ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｅｔｈｏｘｙｌ　ｓｉｌｉｃｏｎｅ　ｏｉｌ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅｏｒｇａｎｏｓｉｌｉｃｏｎ　ｈｉｇｈ－ｂｏｉｌｉｎｇ　ｒｅｓｉｄｕｅｓ　ｂｙ　ｅｓｔｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎＧａｏ　Ｗｅｉｐｉｎｇ１　Ｌｉ　Ｘｉａｏｇｕａｎｇ２　Ｃｈａｎｇ　Ｓｈｅｎｇ２（１．Ｊｉｌｉｎ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｊｉｌｉｎ　１３２０２２；２．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｐｈａｒｍａｃｙ，Ｊｉｌｉｎ　Ｍｅｄｉｃａｌ　Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｊｉｌｉｎ　１３２０１３）Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｔｈｅ　ｅｔｈａｎｏｌ　ｅｓｔｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｂａｓｉｃ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｏｆ　ｏｒｇａｎｏｓｉｌａｎｅ　ｈｉｇｈ　ｂｏｉｌｉｎｇ　ｒｅｓｉｄｕｅｓ，ｔｈｅｂｙｐｒｏｄｕｃｔ　ｉｎ　ｏｒｇａｎｉｃ　ｃｈｌｏｒｏｓｉｌａｎｅ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｂｙ　ｄｉｒｅｃｔ　ｐｒｏｃｅｓｓ，ｗａｓ　ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅ　ｂｅｓｔ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒ　ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｌｉｎｅｓ　ｗａｓ　ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ．Ａｌｌ　ｉｎ　ａｌｌ　ａ　ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ　ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｒｅｓｉｄｕｅ　ｗａｓ　ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ．Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ　ｏｒｇａｎｏｓｉｌａｎｅ　ｈｉｇｈ　ｂｏｉｌｉｎｇ　ｒｅｓｉｄｕｅ，ｃａｔａｌｙｔｉｃ　ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｅｓｔｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ 有机硅高沸物系有机硅甲基氯硅烷单体生产过程中产生的沸点≥８０℃的－Ｓｉ－Ｓｉ－、－ＳｉＯＳｉ－、－ＳｉＣＨ２Ｓｉ－键为主的混合物，目前的工业化深加工技术成本高、附加值低。

有机硅高沸物裂解工艺研究作者：朱艳娜来源：《科学与财富》2018年第30期摘要：在直接法合成甲基氯硅烷单体过程中会产生大量的副产物---高沸物，对有机硅高沸物进行裂解可以制备成甲基氯硅烷。

本文针对有机硅高沸物裂解工艺进行了重点解析，探讨了有机硅高沸物裂解的反应机理，为这种技术的应用和发展积累一些技术资料。

关键词：有机硅高沸物；裂解工艺；工业化0引言在以往的许多年间，我国工业产业领域中有机硅原料单体生产过程中副产的高沸物始终无法被妥善处理，国内对高沸物无害化处理技术的研究始终没有突破性进展，只有少量高沸物被用来生产防水剂和硅树脂，二次利用率非常低，并且这些产品应用领域不多，几乎没有市场，每年仅有五分之一的高沸物得到了有效处理，其余的部分大量积压，既污染生态环境，而且存在一定的危险。

在国内某化工公司成功攻克了裂解工艺难关之前，工业领域尚没有高沸物工业化利用的可靠技术或相关工艺，高沸物的综合利用问题已经成为我国有机硅工业发展的严峻课题，因此裂解工艺的成功研发及工业化对整个行业来说具有较为深渊的意义。

1 高沸物成分及来源有机硅高沸物是指在有机硅原料单体合成过程中产生的，较有机硅单体沸点在80～215℃之间，主要组分为二硅烷类混合物的总称。

一般地，它是由混合单体经分离工段脱高塔分离后，由回收塔塔底采出，约占单体总量的百分之五。

它是一种带有刺激性气味并具有强烈腐蚀性的液体，常因含杂质而呈黑色。

目前全球有机硅单体生产及加工企业已愈数千家，每年，有机硅单体的总产能将达到约二百五十万吨，产量约二百万吨。

随着世界有机硅生产技术进步及其系列产品应用领域的迅速开发拓展，有机硅产品的品级及牌号已近一万个，常用的也有五千余个。

2 有机硅高废物裂解工艺高沸物裂解生产甲基氯硅烷单体包括高沸物裂解和混合单体分馏精制2个单元。

其中，高沸物裂解单元主要由高沸物上料、高沸物裂解、混合单体采出等组成；混合单体分馏精制单元主要由脱高、脱低、中切、单体精馏等组成。

有机硅高沸裂解有机硅高沸裂解是指有机硅化合物在高温下经裂解反应，产生较低碳数的有机硅烃。

有机硅高沸裂解是一种重要的化学反应过程，具有较高的研究价值和应用前景。

本文将从定义、反应机理、应用等方面对有机硅高沸裂解进行详细介绍。

首先，有机硅高沸裂解是指在高温下有机硅化合物分子内的硅碳键断裂，产生较低碳数的有机硅烃化合物。

有机硅高沸裂解的反应条件一般是高温（通常在400-600摄氏度之间），而反应体系通常采用无悬浮固体和无溶解固体的气相或液相。

有机硅高沸裂解是一种放热反应，一般需要添加催化剂来促进反应的进行。

接下来，我们来了解有机硅高沸裂解的反应机理。

在有机硅高沸裂解反应中，有机硅化合物的硅碳键断裂是反应的关键步骤。

在高温条件下，硅碳键的键能较低，形成活化态的有机硅分子。

然后，该活化态的有机硅分子经历裂解，产生较低碳数的有机硅烃。

同时，反应还会伴随着其他副产物的生成，如碳氢化合物和二氧化硅等。

有机硅高沸裂解具有广泛的应用前景。

首先，有机硅高沸裂解反应可以用于有机硅化合物的制备。

通过有机硅高沸裂解反应，可以将高碳数的有机硅化合物转化为较低碳数的有机硅烃化合物，从而实现有机硅合成的绿色可持续发展。

其次，有机硅高沸裂解反应还可以用于能源领域。

有机硅烃化合物具有较高的燃烧热和低的凝固点，可以作为高效的液体燃料、燃气和航空燃料等。

此外，有机硅高沸裂解反应还可以用于有机硅化合物的分析和表征，有助于了解有机硅化合物的结构和性质。

最后，我们需要注意有机硅高沸裂解反应的安全性。

有机硅高沸裂解反应是一种高温反应，需要严格控制反应条件，避免发生意外事故。

在实验操作中，需要穿戴个人防护装备，并确保实验装置的密封性和稳定性。

此外，在有机硅高沸裂解反应中，还需要合理选择催化剂和反应条件，以提高反应的选择性和产率。

总结起来，有机硅高沸裂解是一种重要的化学反应过程，具有较高的研究价值和应用前景。

本文从定义、反应机理、应用等方面对有机硅高沸裂解进行了详细介绍。