節(jié)能減排有機硅產(chǎn)業(yè)的技術措施

節(jié)能減排有機硅產(chǎn)業(yè)的技術措施

在如此艱難的情況下，有必要尋求和發(fā)展計算機行業(yè)的發(fā)展路徑。前幾年,我國的有機硅產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造了光輝業(yè)績,但是也存在不容忽視的隱憂。當前國內(nèi)市場消費的有機硅產(chǎn)品中,國內(nèi)生產(chǎn)的主要集中在中低檔產(chǎn)品,得潤豐厚的高檔產(chǎn)品大多被跨國公司壟斷;國內(nèi)在有機硅技術開發(fā)方面投入不大,長遠發(fā)展的技術儲備不足,國內(nèi)有機硅產(chǎn)業(yè)的總體技術水平與跨國公司相比尚存在較大差距。當前金融危機的爆發(fā),使得產(chǎn)業(yè)的弱點暴露受累,有的只生產(chǎn)有機硅單體的廠家目前已經(jīng)面臨困境。有機硅產(chǎn)業(yè)應當提高自身技術水平,企業(yè)應當建立相對完整的產(chǎn)業(yè)鏈,改變粗放生產(chǎn)為精細科學生產(chǎn)。通過引進先進技術或自主研究開發(fā)實用技術,根據(jù)區(qū)域環(huán)境特點和市場需求演變,開發(fā)適銷對路產(chǎn)品,有條件的企業(yè)還應開展前瞻性研究,建立技術儲備,以保證企業(yè)的長遠穩(wěn)定發(fā)展。有機硅企業(yè)開展節(jié)能減排降耗研究,投入少收效快,是有機硅產(chǎn)業(yè)擺脫當前困境的出路之一。有機硅產(chǎn)業(yè)節(jié)能降耗減排有機硅產(chǎn)業(yè)節(jié)能降耗減排,可在工藝、原料、助劑、設備等各方面開展研究改進。根據(jù)國內(nèi)有機硅企業(yè)現(xiàn)狀,以下列舉幾項簡單易行的研究改進方向:⑴改進生產(chǎn)工藝●改進直接法甲基氯硅烷單體合成工藝,提高二甲基二氯硅烷選擇性。在現(xiàn)有技術水平基礎上,根據(jù)本企業(yè)應用的原料硅粉和氯甲烷等具體條件,試驗優(yōu)選高效催化劑和調(diào)整助催化劑,同時輔以觸體除鐵等技術措施,延長連續(xù)開車周期和提高二甲基二氯硅烷選擇性?！窨茖W設計甲基氯硅烷單體分餾工藝,達到優(yōu)質(zhì)節(jié)能降耗。應根據(jù)甲基氯硅烷粗單體的組成、分餾設備具體條件和對應組分的實際使用要求,通過精細計算物相轉(zhuǎn)變能耗和工藝負荷,比較優(yōu)化最佳分餾工藝方案,在保證產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)適用的同時,達到節(jié)能降耗。有的企業(yè)采用粗放地先蒸出主體組分然后再按組分重新細分餾,這種做法并不合理,尤其是反復汽化冷凝浪費冷量,能耗大。還有的企業(yè)不區(qū)分產(chǎn)品使用要求,個別組分純度控制指標不夠合理,浪費能源和工時?！癯浞掷梦锪陷斔偷膭幽?用以促進運行物料的相分離?，F(xiàn)行二甲基二氯硅烷水解普遍采用連續(xù)水解工藝,副產(chǎn)鹽酸水溶液連續(xù)輸送到貯槽內(nèi),通常采用從貯槽上方泵入的方式進料,貯槽內(nèi)鹽酸水溶液一直處于強烈攪拌狀態(tài),酸水中夾帶的少量氯硅烷水解物難以與水相分離,長時間運行后,水解物將聚集堵塞管道或影響后續(xù)氯甲烷的合成。如果改變酸水入槽方式為貯槽上部切線方向進料,減少酸水上下方向的擾動,同時利用旋轉(zhuǎn)離心作用促進油相水相分離,既可回收部分有用油相物料,又減少清理沉積物的操作,并且減輕環(huán)境污染?！窀倪M熱硫化硅橡膠混煉工藝,少用或不用結(jié)構(gòu)控制劑,生產(chǎn)高質(zhì)量混煉硅橡膠。熱硫化硅橡膠的捏合混煉通常都要應用高羥基含量的羥基硅油等結(jié)構(gòu)控制劑,才能做到混煉工藝正常進行和保證混煉硅橡膠的加工性能?；鞜捁柘鹉z中羥基硅油等結(jié)構(gòu)控制劑的加入,作為易擴散遷移組分,是導致硅橡膠鍵盤接觸導電失效故障的主要根源之一。采用新工藝,少用或不用結(jié)構(gòu)控制劑即可生產(chǎn)良好加工性能的混煉硅橡膠,節(jié)省下相對價格較貴的結(jié)構(gòu)控制劑,降低混煉硅橡膠生產(chǎn)成本,并且以其制得的硅橡膠鍵盤導電失效故障率大大降低。●采用先進生產(chǎn)工藝,生產(chǎn)高性能甲基苯基硅樹脂。縮合反應固化型甲基苯基硅樹脂是應用廣泛、產(chǎn)銷量最大的一類有機硅樹脂。甲基苯基硅樹脂傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝是以甲基氯硅烷和苯基氯硅烷作主要原料,經(jīng)過水解、水洗、濃縮、熱縮合等工序,制得成品硅樹脂。這樣生產(chǎn)的硅樹脂普遍存在固化活性低、固化的涂膜與基材粘附力弱、固化后的涂膜容易返黏等弊病。采用特效反應催化劑,在較低的溫度下進行縮聚反應,較多地保留了硅樹脂中的高活性反應基團,同時還促使在氯硅烷水解過程中生成的惰性環(huán)狀大分子物開環(huán)參與縮聚,因而不僅降低生產(chǎn)能耗、增加了產(chǎn)品收率,而且應用此先進工藝制得的硅樹脂徹底克服了傳統(tǒng)硅樹脂的固有缺點。⑵變換原材料生產(chǎn)有機硅產(chǎn)品●以二甲基二氯硅烷水解物替代二甲基硅氧烷環(huán)體生產(chǎn)107室溫硫化硅橡膠。107室溫硫化硅橡膠是一類用量較大的有機硅基礎聚合物。傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝是采用二甲基硅氧烷混合環(huán)體作起始原料,通過催化開環(huán)聚合、加水降解、破壞催化劑、脫低分子物等工藝過程制得產(chǎn)品。在從前工業(yè)生產(chǎn)二甲基二氯硅烷單體純度不夠高時,為避免硅橡膠產(chǎn)品出現(xiàn)交聯(lián),需要首先將二甲基二氯硅烷水解,生成的水解物再加堿催化熱裂解,制成二甲基硅氧烷混合環(huán)體,然后再以二甲基硅氧烷環(huán)體作原料生產(chǎn)107硅橡膠。當前國產(chǎn)二甲基二氯硅烷單體已經(jīng)達到足夠高的純度,其水解物完全可以直接用于107硅橡膠的生產(chǎn)。以水解物替代混合環(huán)體作原料生產(chǎn)107硅橡膠,可以大大降低107硅橡膠的生產(chǎn)成本。如果在應用水解物生產(chǎn)107硅橡膠的過程中采用連續(xù)粘度監(jiān)控等措施,還可以做到穩(wěn)定控制產(chǎn)品的粘度?！褚约谆裙柰樘娲谆檠趸柰樯a(chǎn)甲基硅樹脂溶液。為制得貯存穩(wěn)定的甲基硅樹脂溶液,特別是交聯(lián)度較高的甲基硅樹脂,傳統(tǒng)工藝都是從甲基烷氧基硅烷出發(fā)。甲基烷氧基硅烷是由甲基氯硅烷經(jīng)過醇解反應制得,而醇解反應通常收率不高,故應用甲基烷氧基硅烷生產(chǎn)甲基硅樹脂的原料成本較高。采用改進的工藝,直接以甲基氯硅烷作原料,生產(chǎn)溶液型甲基硅樹脂,則可大大降低生產(chǎn)成本。●以四氯化硅作為起始原料,開發(fā)系列有機硅產(chǎn)品。伴隨光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展,生產(chǎn)多晶硅的副產(chǎn)四氯化硅過剩已成公害,亟待解決四氯化硅處理和利用的問題。利用“負價格成本”的四氯化硅作主要原料,開發(fā)有機硅系列產(chǎn)品恰逢大好時機。由四氯化硅出發(fā),通過醇解反應生產(chǎn)正硅酸乙酯、聚硅酸乙酯和硅酸甲酯等,這早已有成熟的工藝技術。在硅酸酯類產(chǎn)品的基礎上,還應延伸產(chǎn)品鏈至富鋅漆等后續(xù)產(chǎn)品。充分利用原料價格優(yōu)勢,擴大生產(chǎn)、推廣應用和創(chuàng)造效益,同時又為減輕環(huán)境污染做出貢獻。應用四氯化硅的酯化產(chǎn)物作起始原料,還可以開發(fā)多種有機硅產(chǎn)品。例如,由正硅酸甲酯出發(fā),通過武慈反應,生產(chǎn)二苯基二甲氧基硅烷。二苯基二甲氧基硅烷用于聚烯烴等規(guī)聚合催化劑的載體,有穩(wěn)定的市場需求,而且生產(chǎn)該產(chǎn)品效益可觀。過去采用二苯基二氯硅烷作原料,通過甲醇解反應生產(chǎn)二苯基二甲氧基硅烷,原料價格貴,生產(chǎn)成本高,同時因為原料二苯基二氯硅烷是來自直接法經(jīng)受高溫反應得到的產(chǎn)品,原料中含有的微量多氯聯(lián)苯轉(zhuǎn)移至產(chǎn)品中,致使產(chǎn)品應用受到環(huán)保規(guī)則的限制。如果從正硅酸甲酯出發(fā),通過鈉縮合反應生產(chǎn)二苯基二甲氧基硅烷,不僅原料成本低廉,而且完全不含有害雜質(zhì)多氯聯(lián)苯。⑶應用新型高效助劑,提高有機硅產(chǎn)品的綜合性能●優(yōu)選結(jié)構(gòu)控制劑,提高熱硫化硅橡膠混煉效率,改善混煉硅橡膠產(chǎn)品質(zhì)量。熱硫化硅橡膠的捏合混煉工藝過程耗能較多,在主體物料配方相同的條件下,選用高效結(jié)構(gòu)控制劑,則白炭黑加入膠料中捏合過程吃粉快,從而降低捏合混煉工藝的能耗。此外,混煉硅橡膠配合高效結(jié)構(gòu)控制劑,制得的混煉膠加工性能好,加工制品之前的返煉也同樣節(jié)省能耗?！褚后w硅橡膠配合高效硫化助劑,提高制品加工效率,改善產(chǎn)品質(zhì)量?？s合型室溫硫化硅橡膠配合高效硫化劑,不僅可以達到快速硫化,硅橡膠硫化過程收縮率低,而且得到的硫化硅橡膠拉伸強度、撕裂強度等各項性能均有明顯提高。對于加成反應液體硅橡膠的硫化反應進程,交聯(lián)劑、催化劑的作用更為敏感。采用性能優(yōu)良的高效交聯(lián)劑、催化劑,不僅用量省,硫化速度快,而且得到的硫化硅橡膠各項性能優(yōu)良?！衽涮籽芯块_發(fā)增粘底涂處理劑,擴展有機硅產(chǎn)品的應用。硅橡膠、硅樹脂等類產(chǎn)品具有耐高低溫、高絕緣、低介電損耗等一系列優(yōu)良性能,但是有機硅材料粘接或粘附性能欠佳,因此限制了它的擴展應用。為有機硅產(chǎn)品配套研究開發(fā)增粘底涂液及相關處理劑,輔佐改善有機硅材料的粘接性能,不僅可以擴展有機硅產(chǎn)品的應用范圍,而且將明顯提高其商品附加值?！衲＞吖柘鹉z配合耐燒蝕添加劑,將大大延長硅橡膠模具的使用壽命。用于樹脂工藝品復制成型的模具硅橡膠,硫化膠的耐燒蝕能力與硅橡膠模具的使用壽命密切相關。在模具硅橡膠中添加微量的特效抗燒蝕添加劑,即可大幅度提高硅橡膠的耐燒蝕性能。高耐燒蝕性能的模具硅橡膠自然對應于高檔的銷售價格,簡便的改進即可為制造者帶來可觀的經(jīng)濟效益,同時也減少了資源消耗。⑷綜合利用●甲基氯硅烷單體高沸物和低沸物的綜合利用。國內(nèi)甲基氯硅烷單體產(chǎn)量急劇膨脹,副產(chǎn)高沸物和低沸物的處理已成為不可回避的嚴重問題。而有機硅上游產(chǎn)品銷售的激烈競爭又給產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)成本帶來壓力,因此,綜合利用副產(chǎn)高沸物和低沸物,當前顯得尤為重要。甲基氯硅烷單體副產(chǎn)物的處理和利用雖然早已開展工作,但是現(xiàn)有的處理方式不盡科學合理,還遠沒有做到綜合利用,有的甚至只是變相危害或污染轉(zhuǎn)移。在當前形勢下,應該加強研究開發(fā),在更高層次上研究利用甲基氯硅烷單體副產(chǎn)物,生產(chǎn)建筑防水防污劑、石油破乳劑、瓷磚防污劑、云母粘接劑、耐火材料防潮劑、耐高溫消泡劑等一系列有機硅產(chǎn)品,一方面完全徹底處理好副產(chǎn)物,消除環(huán)境污染,另一方面變廢為寶,提高副產(chǎn)物的經(jīng)濟價值,改善有機硅企業(yè)的經(jīng)濟效益。●回收四甲基硅烷,從放空尾氣中收集有價值的產(chǎn)品。作為一種稀缺的化工原料,四甲基硅烷經(jīng)后續(xù)深加工可制得有機合成反應用的高效能助劑。國內(nèi)有的企業(yè)正在花高價從國外進口純度不高的四甲基硅烷粗品,而國內(nèi)有機硅單體生產(chǎn)廠卻都沒有回收四甲基硅烷,寶貴的財富放空了。稍加強化冷凍和分餾搜集,就可以回收四甲基硅烷,這樣既消除了環(huán)境污染,又有可觀的經(jīng)濟效益。●甲基氯硅烷單體生產(chǎn)濕法除塵渣漿回收綜合利用。當前甲基氯硅烷生產(chǎn)濕法除塵的渣漿大多采用水解、掩埋等處理方式,沒有做到真正無害化處理和有用組分回收利用。采用高效蒸干工藝,完全除盡氯硅烷液體組分,然后再分別處理和回收利用有用組分。不僅消除環(huán)境污染,而且有用組分的后續(xù)加工利用也有良好的經(jīng)濟效益?！駨U硅橡膠裂解回收甲基硅氧烷環(huán)體工藝改進。國內(nèi)有機硅產(chǎn)品消費量擴大,廢舊硅橡膠裂解回收硅氧烷環(huán)體也是有利可圖。應該改進裂解工藝,應用混合酸催化劑,以降低能耗和提高產(chǎn)品回收率。⑸科學選用儀器設備有機硅產(chǎn)業(yè)科學選用最經(jīng)濟實用的儀器設備,可以明顯改善企業(yè)的效益。各生產(chǎn)廠家往往比較注重主體設備的設計制造和裝配,這當然是必要的,但是,科學地選用最經(jīng)濟適用的輔助儀器設備,同樣會增產(chǎn)降耗和創(chuàng)造效益?！癫捎迷诰€監(jiān)控儀表,精細控制生產(chǎn)過程?；どa(chǎn)中的溫度、壓力、流量等工藝參數(shù)的在線監(jiān)控,人們早已熟知并廣泛采用,但是,物料粘度、酸度等參數(shù)變化的在線監(jiān)控實際應用并不多?？茖W選用實用的在線監(jiān)控儀表,可以實現(xiàn)精細生產(chǎn)控制、節(jié)省能源消耗和提高產(chǎn)品質(zhì)量。以107室溫硫化硅橡膠生產(chǎn)操作為例,采用永磁體耦合傳動的旋轉(zhuǎn)粘度計在線監(jiān)控反應物料粘度變化,根據(jù)粘度計在線指示的物料粘度,可以清晰判斷反應進程和精確估算聚合物分子量大小,以便于在適當反應節(jié)點終止縮聚或降解反應,從而達到基本準確控制聚合物的粘度和分子量。此外,由于應用在線粘度計的精細監(jiān)控,還可以大大縮短反應時間節(jié)省工時,減少能源消耗,降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本?！癫捎秒p程冷凝器冷凝收集物料,減少物料排空損失。有機硅產(chǎn)品生產(chǎn)過程中,經(jīng)常要應用氣相組分冷凝后收集的操作。通常的做法是在冷凝液受器上直接尾氣放空或減壓抽真空。這種常規(guī)操作不可避免會有部分未來得及冷凝的物料因放空或抽真空損失掉。如果采用雙程冷凝器,第一冷程冷凝主體餾分,尾氣在放空或抽真空時通過第二冷程被再次冷凝,這樣就可以將放空或抽真空尾氣中的大部分有用物料回收利用。●采用無油潤滑真空泵,回收尾氣中的有用冷凝物。有機硅產(chǎn)品的生產(chǎn)過程經(jīng)常在減壓條件下操作,真空泵是常用的定型設備。大部分的減壓操作適宜采用無油潤滑型真空泵。當前性能良好的無油潤滑型真空泵運行效率高,低噪聲,運行過程無需加油潤滑,不僅節(jié)省潤滑油,而且不會污染抽真空排出的氣體,從而可以方便地回收利用尾氣冷凝物,對于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn),應重視尾氣中仍有一部分可回收利用的物料?！駪酶倪M設計的高效捏合機,提高混煉硅橡膠生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。為了提高硅橡膠的機械性能,需要在基礎膠料中添加補強填料和進行捏合混煉。捏合機是生產(chǎn)混煉硅橡膠的必備