CN107847853B - 用于净化在硅酮生产中获得的过程废气的连续方法 - Google Patents
用于净化在硅酮生产中获得的过程废气的连续方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107847853B CN107847853B CN201680040002.0A CN201680040002A CN107847853B CN 107847853 B CN107847853 B CN 107847853B CN 201680040002 A CN201680040002 A CN 201680040002A CN 107847853 B CN107847853 B CN 107847853B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- membrane
- organosilicon compounds
- membrane separation
- gas stream
- stream
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000007789 gas Substances 0.000 title claims abstract description 102
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 46
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 title claims abstract description 18
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 238000011437 continuous method Methods 0.000 title description 3
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 68
- 150000003961 organosilicon compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 45
- 239000012466 permeate Substances 0.000 claims abstract description 27
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 22
- 239000012465 retentate Substances 0.000 claims abstract description 17
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- -1 siloxanes Chemical class 0.000 claims abstract description 13
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 claims abstract description 4
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims abstract description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 9
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 5
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 4
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims description 4
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 4
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 3
- 229910020175 SiOH Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 claims description 3
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 3
- KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N disiloxane Chemical class [SiH3]O[SiH3] KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 claims description 2
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 claims description 2
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims description 2
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 claims description 2
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 claims description 2
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 4
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 2
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 2
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 description 2
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 description 2
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 2
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 description 2
- 239000005046 Chlorosilane Substances 0.000 description 1
- XMSXQFUHVRWGNA-UHFFFAOYSA-N Decamethylcyclopentasiloxane Chemical compound C[Si]1(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O1 XMSXQFUHVRWGNA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009530 blood pressure measurement Methods 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- KOPOQZFJUQMUML-UHFFFAOYSA-N chlorosilane Chemical class Cl[SiH3] KOPOQZFJUQMUML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000769 gas chromatography-flame ionisation detection Methods 0.000 description 1
- HTDJPCNNEPUOOQ-UHFFFAOYSA-N hexamethylcyclotrisiloxane Chemical compound C[Si]1(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O1 HTDJPCNNEPUOOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UQEAIHBTYFGYIE-UHFFFAOYSA-N hexamethyldisiloxane Chemical compound C[Si](C)(C)O[Si](C)(C)C UQEAIHBTYFGYIE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229940110728 nitrogen / oxygen Drugs 0.000 description 1
- HMMGMWAXVFQUOA-UHFFFAOYSA-N octamethylcyclotetrasiloxane Chemical compound C[Si]1(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O1 HMMGMWAXVFQUOA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 229920005573 silicon-containing polymer Polymers 0.000 description 1
- AAPLIUHOKVUFCC-UHFFFAOYSA-N trimethylsilanol Chemical compound C[Si](C)(C)O AAPLIUHOKVUFCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/002—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by condensation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/22—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by diffusion
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/22—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by diffusion
- B01D53/225—Multiple stage diffusion
- B01D53/226—Multiple stage diffusion in serial connexion
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/22—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by diffusion
- B01D53/228—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by diffusion characterised by specific membranes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/22—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by diffusion
- B01D53/229—Integrated processes (Diffusion and at least one other process, e.g. adsorption, absorption)
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D71/06—Organic material
- B01D71/70—Polymers having silicon in the main chain, with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon only
- B01D71/701—Polydimethylsiloxane
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D71/06—Organic material
- B01D71/76—Macromolecular material not specifically provided for in a single one of groups B01D71/08 - B01D71/74
- B01D71/78—Graft polymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F7/00—Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
- C07F7/02—Silicon compounds
- C07F7/08—Compounds having one or more C—Si linkages
- C07F7/20—Purification, separation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/55—Compounds of silicon, phosphorus, germanium or arsenic
- B01D2257/553—Compounds comprising hydrogen, e.g. silanes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/55—Compounds of silicon, phosphorus, germanium or arsenic
- B01D2257/556—Organic compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L83/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L83/04—Polysiloxanes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
本发明提供了净化包含有机硅化合物且是在制备硅酮的生产过程中获得的过程废气的连续方法，包括通过含有基于硅酮的半渗透膜的膜分离装置将选自于具有2‑18个Si原子的线性、环状和支化的硅氧烷，三有机硅烷醇及其混合物所组成的组中的有机硅化合物从含有氮和氧的过程废气流中分离出来，其中所述膜相对于氮选择性地透过有机硅化合物和氧，且将待分离的含有有机硅化合物、氮和氧的进料气流在所述膜分离装置的入口处连续地导入，在所述膜分离装置中，通过与所述膜接触而将其连续地分离成耗尽有机硅化合物并离开所述膜分离装置的渗余气体子流和富集了有机硅化合物并离开所述膜分离装置的渗透气体子流。
Description
本发明涉及用于净化含有硅酮化合物的且是从制备硅酮的生产过程中获得的过程废气的连续方法。
US 4,941,893公开了一种在半导体硅金属的制备中去除气体的方法，其中通过半渗透膜将气体混合物中的氢气和氯化氢从氯硅烷中选择性地分离出来。作为选择性膜，优选使用涂覆有磺化聚砜的聚砜复合膜。
M.Ajkar，M.Travesset，S.Yüce和T.Melin的“Siloxan removal from landfilland digester gas-A technology overview”，Bioresource Technology 101，2913-2923(2010)描述了通过各种技术，包括利用膜来将挥发性硅氧烷从填埋气中分离出来。
在2011年Hochschule Aachen的论文“Membrane-based Removal of VolatileMethylsiloxanes”第68-104页中，Marc Ajhar描述了使用聚二甲基硅氧烷(PDMS)膜从生物气体中去除挥发性甲基硅氧烷，约0.15g/m3范围的小量存在的挥发性甲基硅氧烷被从甲烷/二氧化碳气体混合物中分离出来。
本发明的目的在于提供一种净化过程废气的连续方法，所述过程废气含有有机硅化合物并是在生产硅酮中形成的，其中有机硅化合物，特别是硅氧烷可以选择性地甚至较大量地从氮气/氧气混合物中被除去。
该目的通过本发明实现。
本发明提供了一种净化含有有机硅化合物并是在制备硅酮的生产过程中获得的过程废气的连续方法，包括利用膜分离装置将选自于由具有2-18个Si原子的线性、环状和支化硅氧烷、三有机硅烷醇及其混合物所组成的组中的硅酮化合物从含有氮和氧的过程废气流中分离出来，所述膜分离装置含有基于硅酮的半渗透膜，其中所述膜相对于氮选择性地渗透有机硅化合物和氧，待分离且含有有机硅化合物、氮和氧的进料气流在所述膜分离装置的入口处被连续地导入，在其中，通过与膜接触而连续地被分离成被耗尽有机硅化合物并离开所述膜分离装置的渗余气体子流，和富集硅酮化合物并离开所述膜分离装置的渗透气体子流。
制备硅酮的生产方法是硅橡胶如HTV、RTV和LSR硅橡胶的制备，或硅酮聚合物的制备。这里所形成的过程废气包含选自于由具有2-18个Si原子的线性、环状和支化硅氧烷、三有机硅烷醇及其混合物所组成的组中的硅酮化合物。
该过程废气作为进料气体被输送到根据本发明的半渗透膜上。
所述进料气体中存在的有机硅化合物优选是选自以下组中的化合物：
下式的线性硅氧烷：
R3SiO(R2SiO)nSiR3 (I)，
其中基团R是相同或不同的，且各自为具有1-12个碳原子，优选1-6个碳原子，更优选为甲基或乙烯基的一价烃基，和
n是0或1-16的整数，
下式的环状硅氧烷
(R2SiO)x (II)，
其中R如上述所定义，和
x是3-18的整数，优选3-6，
下式的三有机硅烷醇
R3SiOH (III)，
其中R如上述所定义，
及其混合物。
根据本发明的废气净化的关键部件是半渗透膜。在硅酮生产中获得的过程废气流作为进料气流被输送到具有半渗透膜的膜分离装置的入口处并与所述膜分离装置中的膜接触。该膜优选为聚辛基甲基硅氧烷复合膜，优选在由聚丙烯腈/聚酯非织造材料构成的多孔载体结构上的聚辛基甲基硅氧烷复合膜(POMS)。这种膜可从Helmholtz-ZentrumGeesthacht，Zentrum für Material-und Küstenforschung GmbH，Max-Planck-Straβe 1，21502 Geesthacht，Germany获得。
所述膜材料能够溶解进料气体中存在的有机硅化合物。优选通过真空泵在膜的渗透侧、即在膜与进料气体与膜接触的那侧相反的一侧上施加低于大气压的压力，以提供溶解在所述膜材料中的化合物迁移驱动力。
所述进料气体优选含有大于或等于95体积％的量的氮，优选含有小于或等于5体积％的量的氧。
在膜的渗透侧施加低于大气压的压力，优选通过真空泵。
渗透气体子流中的压力优选不超过0.15巴，其优点是防止了分离的有机硅化合物与氧的点燃。优选压力为0.02至0.07巴。
该压力可优选通过液环泵来实现。也可以通过适当选择真空单元来实现显著更低的压力。
所述进料气体中的压力优选为至少1巴且不超过16巴，优选1.0-1.5巴的压力。
所述进料气体和本发明工艺过程中的温度优选不超过100℃，优选至少为5℃，更优选30℃至40℃。
所述膜的去除性能可以通过进料气流与渗透气流的压力比来改变。这里，可以适当选择进料侧和渗透侧的压力。进料气流与渗透气体子流的压力比优选至少为7，并且可以高达1600万，优选7-50的压力比，特别优选15-20的压力比。
所得到的渗余气流相应地耗尽了有机硅化合物。所述渗余气流可以作为惰性气体连续再循环到过程中或者连续释放到环境中。
所述渗余气流优选含有比原料气流高的氮含量和低的氧含量。因此，所述渗余气流优选含有95-98体积％的量的氮，并优选含有2-5体积％的量的氧。
所得到的渗透气流相应地富集有机硅化合物。其可以通过相应的措施连续地从所述渗透气流中冷凝出来，优选通过冷凝，如在壳-管式热交换器或板式热交换器或具有连续可清洁表面的热交换器如刮擦冷却器(scratch coolers)中冷凝。优选收集并利用所获得的冷凝物。取决于配置，相应的过程废气流可以连同所述渗余气流一起或者单独连续地释放到环境中。
所述膜分离装置具有能够自由选择活性膜面积的大小的结构。因此，可以覆盖非常大的浓度范围，特别是在进料气体中高负荷的挥发性有机硅化合物。该负荷可以是几个重量ppm到总共数千克/h。
存在于所述进料气中的有机硅化合物的负荷[g/h]由体积流量[m3/h]和浓度[g/m3]的乘积给出。
根据Marc Ajhar的论文，垃圾填埋气中的挥发性甲基硅氧烷的浓度较低，特别是总体上低于0.15g/m3，所述垃圾填埋气中只有小负荷的挥发性甲基硅氧烷被去除。与其相反，根据本发明的方法，高浓度和负荷的有机硅化合物被从所述过程废气中除去，即可以通过本发明的方法净化来自工业过程的过程废气。
所述进料气体中有机硅化合物的总浓度优选为0.3g/m3至1000g/m3，优选1g/m3至100g/m3。
基于干标准条件(标准条件：压力1.01325巴，温度273.15K，绝对大气湿度为0％)，所述进料气的体积流量优选为10m3/h至2000m3/h，优选30m3/h至500m3/h。
所述进料气体中存在的有机硅化合物的负荷[g/h]总共优选为10g/h至10000g/h，更优选为1000g/h至5000g/h。
该进料气流在与所述膜分离装置中的膜接触之后被分成耗尽的渗余气流和富集的渗透气流，通过适当的措施，如冷凝将所述有机硅化合物从所述渗透气流中分离出来而获得过程废气流。
所述进料气体中的负荷[g/h]，每种情况下都基于各种单独类型的有机硅化合物或基于有机硅化合物的总量，可由进料气体的体积流量[m3/h]和浓度[g/m3]的乘积来计算。同样，在所述渗余气体中的有机硅化合物的负荷[g/h]也可以由所测量的渗余气体的体积流量[m3/h]和浓度[g/m3]来计算。所述膜对有机硅化合物的渗透性，以及因此渗余气体中有机硅化合物负荷的耗尽程度可以如下确定：
η[％]＝[1-(负荷渗余/负荷进料)]x100
对有机硅化合物的渗透性优选为30％至100％，优选50％至100％，特别优选60％至90％。
通过将多个膜分离装置串联，可以进一步优化对进料气体中有机硅化合物的去除性能。在此，将剩余的渗透气流连续地进料到串联连接的另一个膜分离装置处。在那里，再次分离成渗透物和渗余物。
通过实例在图1中对该过程进行了描述。
将在生产硅酮的过程中获得的过程废气作为进料气体1进料到具有半渗透膜6的膜分离装置的入口处。该进料气体在膜6上被分离耗尽有机硅化合物的渗余气体2和富集有机硅化合物的渗透气体3。渗余气体2可以作为惰性气体再循环到过程中或被排放到环境中。在所述膜的渗透侧，优选通过真空泵7施加作为溶解在所述膜材料中的化合物的迁移驱动力的低于大气压的压力。在渗透气体3中以较高浓度存在的有机硅化合物可以优选借助冷凝器8通过冷凝来分离。冷凝物4优选被收集和利用。所产生的过程废气5被单独释放或与所述渗余气一起被释放到环境中。
体积流量的确定：
根据DIN EN 15259使用Prandtl管进行差压测量。
探测极限：1m3/s
精度：±10％估计
所述有机硅化合物的确定：
利用排气收集器皿经由毛细管从废气流中整体取样，基于DIN EN 13464的方法，使用GC-FID进行定性和定量分析。检测极限：＜2mg/m3，取决于有机硅化合物的类型
精度：±10％估计
实施例1：
在生产高温交联硅橡胶的过程中连续形成的过程废气作为进料气流1以50m3/h的速率在40℃和1080毫巴的绝对压力下进料至所述膜6处。在所述膜处，将该进料气流分离成40m3/h的渗余气流2和10m3/h的渗透气流3。渗透侧的压力为60毫巴绝对压力。这对应于17.5的压力比。冷凝器8使用-10℃的制冷剂运行。
如表1所示，所述过程废气的重要成分的浓度是用合格的随机样品测量的。相应的负荷可以由其借助测得的体积流量计算。进料气流1在进入所述膜之前取样，所述过程废气5在刮擦冷却器8的下游测量，渗余物2在所述膜的下游测定。
结果总结在表1中。
进料气体：
N2：≥95体积％
O2：≤5体积％
渗余物：
N2：95-98体积％
O2：2-5体积％
有机硅化合物：
Si2：六甲基二硅氧烷
M3SiOH：三甲基硅烷醇
D3：六甲基环三硅氧烷
D4：八甲基环四硅氧烷
D5：十甲基环五硅氧烷
D6：十一甲基环六硅氧烷
实施例2：
在生产高温交联硅橡胶的过程中连续形成的过程废气作为进料气流1以50m3/h的速率在40℃的温度和1080毫巴的绝对压力下进料至所述膜6处。在所述膜处，将该进料气流分离成40m3/h的渗余气流2和10m3/h的渗透气流3。渗透侧的压力为60毫巴绝对压力。这对应于17.5的压力比。冷凝器8使用-10℃的制冷剂运行。
如表2所示，所述过程废气的重要成分的浓度是用合格的随机样品测量的。相应的负荷可以由其借助测得的体积流量计算。进料气流1在进入所述膜之前取样，过程废气5在刮擦冷却器8的下游测量，渗余物2在所述膜的下游测定。
结果总结在表2中。
进料气体：
N2：≥95体积％
O2：≤5体积％
渗余物：
N2：95-98体积％
O2：2-5体积％
有机硅化合物：见实施例1
Claims (12)
1.一种用于净化包含有机硅化合物且是在制备硅酮的生产过程中获得的过程废气的连续方法，通过含有聚辛基甲基硅氧烷复合膜作为基于硅酮的半渗透膜的膜分离装置将选自具有2-18个Si原子的线性、环状和支化的硅氧烷，三有机硅烷醇及其混合物所组成的组中的有机硅化合物从含有氮和氧的过程废气流中分离出来，其中所述半渗透膜相对于氮选择性地透过有机硅化合物和氧，且将待分离的且含有有机硅化合物、氮和氧的进料气流在所述膜分离装置的入口处连续地导入，在所述膜分离装置中，通过与所述半渗透膜接触而将其连续地分离成耗尽有机硅化合物并离开所述膜分离装置的渗余气体子流和富集了有机硅化合物并离开所述膜分离装置的渗透气体子流，所述进料气流中有机硅化合物的总浓度为0.3g/m3至1000g/m3，所述进料气流中存在的有机硅化合物的负荷为10g/h至10000g/h。
2.权利要求1所述的方法，特征在于所述有机硅化合物是选自于以下的化合物及其混合物：
下式的线性硅氧烷，
R3SiO(R2SiO)nSiR3 (I),
其中基团R是相同或不同的，且各自为具有1-12个碳原子的一价烃基，和
n是0或1-16的整数，
下式的环状硅氧烷，
(R2SiO)x (II),
其中R如上述所定义，和
x是3-18的整数，
下式的三有机硅烷醇，
R3SiOH (III),
其中R如上述所定义。
3.权利要求2所述的方法，特征在于所述基团R各自为具有1-6个碳原子的一价烃基。
4.权利要求2所述的方法，特征在于所述基团R各自为甲基或乙烯基。
5.权利要求2所述的方法，特征在于x是3-6的整数。
6.权利要求1或2所述的方法，特征在于所述渗透气体子流中的压力不超过0.15巴。
7.权利要求1或2所述的方法，特征在于进料气流和渗透气体子流的压力比在7-50的范围内。
8.权利要求1或2所述的方法，特征在于进料气流和渗透气体子流的压力比在15-20的范围内。
9.权利要求1或2所述的方法，特征在于所述半渗透膜是位于由聚丙烯腈/聚酯无纺布构成的多孔载体结构上的聚辛基甲基硅氧烷复合膜(POMS)。
10.权利要求1或2所述的方法，特征在于所述渗余气体子流被连续地再循环到制备硅酮的生产过程中或被连续地排放到环境中。
11.权利要求1或2所述的方法，特征在于在渗透气体子流中以较高浓度存在的有机硅化合物通过冷凝连续地从渗透气体子流中分离出来，且所产生的过程废气流被连续地排放到环境中。
12.权利要求1或2所述的方法，特征在于将多个膜分离装置串联连接。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102015213252.8A DE102015213252A1 (de) | 2015-07-15 | 2015-07-15 | Kontinuierliches Verfahren zur Reinigung von bei der Produktion von Siliconen anfallender Prozessabluft |
| DE102015213252.8 | 2015-07-15 | ||
| PCT/EP2016/066398 WO2017009276A1 (de) | 2015-07-15 | 2016-07-11 | Kontinuierliches verfahren zur reinigung von bei der produktion von siliconen anfallender prozessabluft |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107847853A CN107847853A (zh) | 2018-03-27 |
| CN107847853B true CN107847853B (zh) | 2021-06-15 |
Family
ID=56511553
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201680040002.0A Active CN107847853B (zh) | 2015-07-15 | 2016-07-11 | 用于净化在硅酮生产中获得的过程废气的连续方法 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10583390B2 (zh) |
| EP (1) | EP3322506B1 (zh) |
| JP (1) | JP6522802B2 (zh) |
| KR (1) | KR102035409B1 (zh) |
| CN (1) | CN107847853B (zh) |
| DE (1) | DE102015213252A1 (zh) |
| WO (1) | WO2017009276A1 (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3653548A1 (de) | 2018-11-13 | 2020-05-20 | Siemens Aktiengesellschaft | Linearsortierer mit variabel laufenden quergurt-trägern |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1886486A (zh) * | 2003-11-04 | 2006-12-27 | 国际壳牌研究有限公司 | 用无孔或纳米过滤膜提高液态烃物流质量的方法 |
| CN101143803A (zh) * | 2007-09-18 | 2008-03-19 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种分离碳酸二甲酯和甲醇共沸物的方法 |
| CN104707458A (zh) * | 2015-02-06 | 2015-06-17 | 常州大学 | 一种垃圾填埋气/沼气中硅氧烷的脱除方法和装置 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59222204A (ja) * | 1983-04-26 | 1984-12-13 | Asahi Glass Co Ltd | ガス分離用複合膜 |
| US4941893B1 (en) * | 1989-09-19 | 1996-07-30 | Advanced Silicon Materials Inc | Gas separation by semi-permeable membranes |
| NL9201854A (nl) * | 1992-10-26 | 1994-05-16 | Franciscus Petrus Maria Nooren | Werkwijze en inrichting voor het zuiveren van vloeibaar materiaal, in het bijzonder polysiloxaan alsmede toepassing van het gezuiverde vloeibare materiaal. |
| EP0908219B1 (en) * | 1997-10-09 | 1999-12-08 | Gkss-Forschungszentrum Geesthacht Gmbh | Multi-stage process for the separation/recovery of gases |
| DE19915106A1 (de) * | 1999-04-01 | 2000-10-05 | Elenac Gmbh | Verfahren zur Isolierung von Olefinen aus Polyolefinanlagen |
| WO2001044350A1 (en) * | 1999-12-14 | 2001-06-21 | Apex Medical Technologies, Inc. | Latices from emulsified hydrocarbon rubber solutions by membrane separation |
| US20020165505A1 (en) * | 2001-03-01 | 2002-11-07 | Gee Ronald Paul | Pervaporation separation of volatile siloxanes from emulsions |
| DE10300141A1 (de) * | 2003-01-07 | 2004-07-15 | Blue Membranes Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Sauerstoffanreicherung von Luft bei gleichzeitiger Abreicherung von Kohlendioxid |
| US8568510B2 (en) * | 2008-05-12 | 2013-10-29 | Membrane Technology And Research, Inc | Gas-separation processes using membranes with permeate sweep to recover reaction feedstocks |
| US7964020B2 (en) * | 2008-05-12 | 2011-06-21 | Membrane Technology & Research, Inc | Gas separation process using membranes with permeate sweep to remove CO2 from combustion gases |
| KR20110120563A (ko) * | 2010-04-29 | 2011-11-04 | 명지대학교 산학협력단 | 유기물의 투과증발 회수용 안정화 지지 액막 |
| DK2727979T3 (da) * | 2012-11-02 | 2015-04-07 | Helmholtz Zentrum Geesthacht Zentrum Für Material Und Küstenforschung Gmbh | Fischer-tropsch-fremgangsmåde til fremstilling af carbonhydrider på grundlag af biogas |
-
2015
- 2015-07-15 DE DE102015213252.8A patent/DE102015213252A1/de not_active Withdrawn
-
2016
- 2016-07-11 CN CN201680040002.0A patent/CN107847853B/zh active Active
- 2016-07-11 WO PCT/EP2016/066398 patent/WO2017009276A1/de active Application Filing
- 2016-07-11 KR KR1020177036032A patent/KR102035409B1/ko active IP Right Grant
- 2016-07-11 US US15/739,960 patent/US10583390B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2016-07-11 JP JP2017566381A patent/JP6522802B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2016-07-11 EP EP16741895.3A patent/EP3322506B1/de active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1886486A (zh) * | 2003-11-04 | 2006-12-27 | 国际壳牌研究有限公司 | 用无孔或纳米过滤膜提高液态烃物流质量的方法 |
| CN101143803A (zh) * | 2007-09-18 | 2008-03-19 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种分离碳酸二甲酯和甲醇共沸物的方法 |
| CN104707458A (zh) * | 2015-02-06 | 2015-06-17 | 常州大学 | 一种垃圾填埋气/沼气中硅氧烷的脱除方法和装置 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Marc Ajhar etal..Siloxane removal using siliconerubber membranes.《Separation and Purification Technology》.2012,234-244. * |
| Siloxane removal using siliconerubber membranes;Marc Ajhar etal.;《Separation and Purification Technology》;20120126;234-244 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2018519994A (ja) | 2018-07-26 |
| EP3322506A1 (de) | 2018-05-23 |
| DE102015213252A1 (de) | 2017-01-19 |
| CN107847853A (zh) | 2018-03-27 |
| WO2017009276A1 (de) | 2017-01-19 |
| JP6522802B2 (ja) | 2019-05-29 |
| KR20180006444A (ko) | 2018-01-17 |
| US10583390B2 (en) | 2020-03-10 |
| EP3322506B1 (de) | 2019-09-04 |
| KR102035409B1 (ko) | 2019-10-22 |
| US20180369747A1 (en) | 2018-12-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Heile et al. | Establishing the suitability of symmetric ultrathin wall polydimethylsiloxane hollow-fibre membrane contactors for enhanced CO2 separation during biogas upgrading | |
| US7365220B2 (en) | Process for the recovery of alkoxysilanes obtained from the direct reaction of silicon with alkanols | |
| Leemann et al. | Vapour permeation for the recovery of organic solvents from waste air streams: separation capacities and process optimization | |
| Ajhar et al. | Siloxane removal using silicone–rubber membranes | |
| EP1036758A1 (en) | Ozone purification | |
| JP7332297B2 (ja) | ガス分離のためのプロセス | |
| Brunetti et al. | CO2 separation from humidified ternary gas mixtures using a polydecylmethylsiloxane composite membrane | |
| CN107847853B (zh) | 用于净化在硅酮生产中获得的过程废气的连续方法 | |
| Malakhov et al. | Carbon dioxide desorption from amine solution in a nonporous membrane contactor | |
| Vorotyntsev et al. | Fine purification of silane for removal of chlorosilanes by membrane gas separation | |
| Matson et al. | Preparation and characterization of poly (1-trimethylsilyl-1-propyne) cross-linked by aliphatic diamines | |
| CN103657457B (zh) | 硅橡胶复合膜、其制备方法及其用途 | |
| KR100637416B1 (ko) | 표면개질된 실리카 나노입자와 피디엠에스를 이용하여 제조된 휘발성유기화합물 분리용 혼합 막, 이의 제조방법 및 용도 | |
| Brunetti et al. | Si‐Containing Polymers in Membrane Gas Separation | |
| JP2021181042A (ja) | 消毒用エタノール製造システム | |
| US11667755B2 (en) | Siloxane hybrid membranes for enhanced natural gas liquid recovery | |
| Yildirim et al. | An experimental study of CO2 separation using a silica based composite membrane | |
| Pei et al. | Surface plasma etching of ZIF-8/PEBA mixed matrix membranes for enhanced ethanol permselective pervaporation | |
| TW202319110A (zh) | 一種分離方法 | |
| Fair | Industrial scale membrane processes | |
| JP2022184754A (ja) | 気体の分離方法 | |
| WO2011150898A2 (en) | A process for the separation of a gaseous mixture and an apparatus for carrying out the same | |
| JPH0977697A (ja) | アセトアルデヒドとヨウ化メチルの分離方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |