[發明專利]一種有機硅反應副產物生產白碳黑同時回收產品的方法

無效

• 申請號: 200610171586.3
• 申請日: 2006-12-31
• 公開（公告）號: CN101209842A
• 公開（公告）日: 2008-07-02
• 發明（設計）人: 張喜軍;陳朝暉;邱明建;張雅麗
• 申請（專利權）人: 北京金源化學集團有限公司
• 主分類號: C01B33/113
• 分類號: C01B33/113
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于生產廢棄物的循環利用和綜合回收技術領域。

背景技術

白碳黑為白色，不溶于水、耐高溫、不燃燒、無污染、具有很好的電絕緣性、多孔性，在橡膠、油漆、涂料、塑料、造紙、醫藥、消防、日化、食品和化工等諸多領域具有廣泛的用途，具有巨大的開發潛力和廣闊的發展前景。白碳黑的生產工藝主要是沉淀法和氣相法，是利用天然石英砂制成水玻璃，然后制得白碳黑?，F在的生產工藝不僅生產成本高，而且需要消耗大量的石英砂資源，使白碳黑生產行業成為資源消耗型行業。有鑒于此，現有許多研究者將目光轉向到利用其他資源生產白碳黑的技術革新領域。根據現有報道，其他資源包括稻殼灰(CN1762802介紹的以稻殼灰為原料制備白碳黑)、硅藻土(《四川化工》1997年第一期第8頁介紹的以硅藻土為原料生產白碳黑)，高嶺土(《化學世界》1988年第198頁介紹的以高嶺土為原料制備白碳黑)、粘土(《非金屬礦》1999年第一期第17頁介紹的以埃諾石粘土為原料制備白碳黑)、膨脹土(《齊齊哈爾輕工學院學報》1993年第四期第64頁介紹的以膨脹土為原料制白碳黑)等等，一般經過堿溶、過濾、溶液調pH值、陳化、過濾、粉碎、熱處理等多道工序。雖然這些工藝能在相當程度上避免使用天然石英砂的問題，但是由于這些原料中硅含量低，需要更多的其他原料的消耗，更多的操作量和更多的廢渣、廢液排放，從整個社會化大生產的角度講，并不是最佳的選擇。

有機硅烷是現代有機硅工業的關鍵，在現代社會各個方面得到普遍的應用(《有機硅合成工藝及產品應用》，幸松民、王一璐編著，化學工業出版社，2000年版)。其中部分有機硅烷，如有機鹵硅烷、有機氫硅烷、有機烷氧基硅烷、有機氨硅烷等，作為基礎原料參與化工、材料、醫藥、能源等各方面的應用和反應時，容易形成各種反應的膠狀或懸浮顆粒狀的副產物，不僅導致反應處理困難、并且會因為膠狀或懸浮顆粒狀形態容易對產品的包裹而降低收率。這些膠狀或懸浮顆粒狀的副產物主要成分是硅酸和氧化硅，性質穩定，不容易去除，一般工業上是將其過濾后高溫焚燒，產生白碳黑。不僅需要大量的能源，并且由于包裹有大量的產品，經過焚燒后，包裹的產品同時被燒掉，產生大量的浪費。另外，由于包裹的原因，產生的白碳黑質量較差，還會在焚燒過程中產生大量的二次污染。目前尚未有適當的方法解決這一問題。

本發明就是提供一種綜合回收利用技術，利用反應生成的膠狀或懸浮顆粒狀的副產物，將其轉變為白碳黑或硅膠等產品，同時回收副產物中包裹的部分產品，提高反應總收率。

發明內容

為了實現利用有機硅反應生成的膠狀或懸浮顆粒狀的副產物轉變為白碳黑或硅膠等產品，同時回收副產物中包裹的部分產品，提高反應總收率的目標，本發明提供的技術方案是：

將有機硅反應產生的膠狀或懸浮顆粒狀的副產物，或如果反應產物對堿不敏感并且可以在某種有機溶劑中有良好的溶解能力，直接使用未分離的反應混合物，進行堿化處理；用有機溶劑萃取出反應產物，得到溶液狀的硅酸鹽溶液；調節硅酸鹽溶液的pH值，得到氧化硅沉淀；干燥、或灼燒氧化硅沉淀，得到白碳黑。具體工藝過程為：

1.將有機硅反應后從體系分離出的膠狀或懸浮顆粒狀的副產物，如果反應產物對堿不敏感并且可以在某種有機溶劑中有良好的溶解能力的話，可以直接使用反應混合物(即產品與副產品未分離來處理)，堿和水按照一定的比例投入反應器中反應，堿包括氫氧化鈉，氫氧化鉀，碳酸鈉，碳酸鉀等中的一種和多種，優選氫氧化鈉和碳酸鈉。投料硅：堿摩爾比為1.0～6.0，優選1.5～3.0。加水量，保證體系中硅酸鹽溶液在體系中的濃度為1～40％，優選5～20％。反應完全后溶液pH值大于9，優選大于10小于14。

2.有機硅副產物是指有機鹵硅烷、有機氫硅烷和有機烷氧基硅烷等有機硅參與反應后體系的副產物，其中有機硅烷包括四氟化硅、四氯化硅、三氯氫硅、二氯氫硅、三氯甲基硅烷、二氯甲基硅烷、二氯甲基氫硅、三氯苯基硅烷、四甲氧基硅烷，四乙氧基硅烷、三甲氧基氯硅烷、二甲氧基二氯硅烷、三乙氧基氯硅烷、二乙氧基二氯硅烷、三甲氧基氫硅、三乙氧基氫硅等。

3.堿化反應的反應溫度為80～130℃，優選90～110℃。反應壓力為0.06～0.3MPa，優選0.09～0.15MPa。反應時間為10分鐘～8小時，優選30分鐘～2小時。反應完成后，得到澄清的硅酸鹽溶液。部分條件下，可能有少量沉淀或不溶物，可通過過濾或壓濾得到澄清溶液，以備后面的工序。