四乙氧基硅烷合成尾气清洁工艺研究

周 俊 丁 冰 姜林炜 李连朋

(江西晨光新材料股份有限公司，江西 九江 332500)

前言

四乙氧基硅烷是硅烷偶联剂重要的中间体，也是重防腐涂料中最重要的原料，以其为主要生产原料可以生产环氧富锌底漆，用于船舶，桥梁等容易被腐蚀的金属表面，通过电化学和物理化学的原理，增强金属材料在高湿高盐环境的耐腐性，延长使用寿命。四乙氧基硅烷利用广泛，但受尾气HCl的制约，影响产量，此套工艺可以解决HCl尾气回收问题，扩大四乙氧基硅烷生产量，也可减少尾气氯化氢对环境的污染。

1 国内现有四乙氧基硅烷酯化尾气吸收方式

1.1 水吸收法

1.1.1 所涉及的工作原理或反应方程式

酯化反应：

4CH3CH2OH+SiCl4=Si(OCH2CH3)4+4HCl↑

溶解：水溶解Hcl形成盐酸。

中和反应：

HCl+NaOH=NaCl+H2O

1.1.2 工艺流程

目前，国内生产四乙氧基硅烷的部分企业，采用的是水吸收法处理四乙氧基硅烷中的Hcl。其主要流程(图1)是尾气经过冷凝器后经多级降膜吸附器吸收，形成一定浓度的盐酸溶液，然后后续对盐酸溶液进行处理，从而解决四乙氧基硅烷尾气问题。

此方法存在的弊端是：四乙氧基硅烷产量越大，产生的HCl尾气量越大，从而导致产生的盐酸量相应变大，处理盐酸所需要的成本高，严重限制四乙氧基硅烷的产量，不利于产品的扩产；

附图1：

图1 水吸收法工艺流程

1.2 Hcl气体直接回收利用

1.2.1 所涉及的工作原理或反应方程式

酯化反应：

4CH3CH2OH+SiCl4=Si(OCH2CH3)4+4HCl↑

尾气回收反应方程式：

Si+3HCl=SiHCl3+H2

1.2.2 工艺流程

目前，工业合成SiHCl3，是利用硅粉和HCl气体反应制得。四乙氧基硅烷合成尾气的主要成分HCl气体，进入三氯氢硅合成炉反应，可以回收这部分的HCl气体。

此方法有以下两点好处：1、基本可以避免盐酸的产生，使得四乙氧基硅烷的产量可以有很大提升；也可以减少环保成本；2、回收HCl，可以减少合成SiHCl3的原料投入，降低成本。

此方法的弊端是：四乙氧基硅烷合成尾气中含有一部分乙醇，会随着HCl气体进入SiHCl3合成炉，会使得设备易堵塞，增加维修成本，也会影响三氯氢硅产品品质。

2 四乙氧基硅烷合成尾气清洁工艺

HCl气体直接回收利用的前景乐观，好处良多，但弊端也严重影响到HCl的回收利用，四乙氧基硅烷合成尾气清洁显得尤为重要。

2.1 工艺流程

图2 四乙握拳基硅烷尾气工艺

此工艺流程(图2)增加两个洗涤塔，利用氯硅烷在洗涤塔内循环，将四乙氧基硅烷尾气中的乙醇完全反应，使得尾气中含有纯净的氯化氢气体，再进入三氯氢硅合成炉反应，可以大大降低合成炉的堵塞情况，使得HCl可以稳定的回收利用，带来巨大的经济效益和环保效益。

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