生产工艺废水处理研究

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1研究开发主要思路

1.1主要研究开发方向。六甲基二硅氮烷的主要生产工艺为：三甲基氯硅烷在六甲基二硅氧烷(作为稀释剂)存在下通氨进行反应，反应结束后加入氢氧化钠溶液进行中和，反应体系油水分离，废碱水排出，油相经精馏得产品硅氮烷和副产品硅氧烷、聚硅氧烷，碱洗过程会有部分产品水解生成硅氧烷。现取消原有生产工艺中的反应液碱洗工序，利用氯化铵饱和溶液将反应液中氯化铵分离出来，氯化铵经重结晶生产氯化铵产品，同时氯化铵母液全循环，达到大量削减废水排放的目的。1.2技术实现的主要风险和应对措施。新工艺改用氯化铵饱和溶液洗涤分离反应液中氯化铵，可能造成产品水解率上升，影响产品收率，需通过相关试验作进一步研究。主要针对以下两个方面进行研究：(1)氯化铵饱和溶液对产品水解率影响。(2)新工艺油水两相分离效果情况。

2相关基础试验情况

2.1试验一。方案：取装置生产中反应液100ml,分别加入氯化铵饱和溶液、15%氢氧化钠溶液、含10%氨氯化铵溶液、纯水100ml，温度15℃，混合和搅拌1min,分析油相中硅氮烷、硅氧烷含量。从试验结果看，氯化铵饱和溶液、15%氢氧化钠溶液以及纯水在同等条件下对硅氮烷的水解率基本相同。2.2试验二。方案：取装置生产中反应液300ml,加入氯化铵饱和溶液300ml，温度13℃，混合后分别搅拌20min、60min,分析油相中硅氮烷、硅氧烷含量。从试验结果看，在同等条件下氯化铵饱和溶液和反应液接触时间越长对硅二氧烷的水解率影响越大。2.3试验。三方案：成品硅氮烷300ml,分别加入氯化铵饱和溶液、含10%氨氯化铵溶液300ml，温度13℃，混合和搅拌20min,分析油相中硅氮烷、硅氧烷含量。试验结果分析：从试验结果氯化铵饱和溶液、含10%氨氯化铵溶液在同等条件下对硅氮烷的水解率基本相同。2.4试验四。方案：取装置生产中反应液100ml,分别加入氯化铵饱和溶液500ml，温度15℃，混合后分别搅拌20min、60min,分析油相中硅氮烷、硅氧烷含量从试验结果看，在同等条件下氯化铵饱和溶液和反应液接触时间越长对硅氧烷的水解率影响越大。结合试验三可以看出，油水比越大，硅氮烷水解率越高。2.5试验五方案：取成品硅氮烷300ml,加入含10%氨氯化铵饱和溶液300ml，温度15℃，混合后分别搅拌2min、20min、60min,分析油相中硅氮烷、硅氧烷含量试验结果分析：从试验结果看在同等条件下氯化铵饱和溶液和反应液接触时间越长对硅氮烷的水解率影响越大，生产过程中应尽量控制油水接触时间。同时，静止分层后对硅氮烷的水解率影响甚微。水解的主要产物硅醇在加热条件下会重新生成硅氮烷或硅氧烷。

3试验总结

从上述实验数据可以分析得出：(1)温度一定时，水、氯化铵饱和溶液、氢氧化钠溶液等介质对硅氮烷水解率影响甚小，几乎没有区别。(2)油水比对硅氮烷水解率影响较大，硅氮烷水解率与油水比呈正比例关系(水相比例越高，水解率越大)。(3)水相停留时间对硅氮烷水解率影响较大，混合时间越长，水解率越高。油水两相混合分离后对硅氮烷水解率影响不大。(4)油水两相混合后分离所需停留时间约5min,油相含氯化铵在4ppm左右，对后续产品质量没有什么影响。(5)油水两相混合分离后氯化铵饱和溶液中有机物含量小于200ppm，后续结晶干燥工序的安全生产是可控的。由此表明，新工艺改用氯化铵饱和溶液洗涤分离反应液中氯化铵晶体，是完全可行的，新工艺不仅可副产氯化铵，降低生产成本，同时可大量削减废水排放，符合环保要求，值得推广。

参考文献：

[1]杜作栋.有机硅化学[M].北京：高等教育出版社，1990.

[2]冯圣玉,张洁,季美江,等.有机硅高分子及其应用[M].北京：化学工业出版社，2004.

[3]金晶,伍川,方炳华．硅氮烷的合成及应用研究进展[M]．有机硅材料，2011.

作者:丁丽芳 余黎明 单位:浙江工程设计有限公司