CN117756839A - 一种含硫硅烷的清洁生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明属于含硫硅烷生产技术领域，尤其涉及一种含硫硅烷的清洁生产工艺，包括以下步骤：步骤S1、合成巯丙基三乙氧基硅烷；S2、将得到的巯丙基三乙氧基硅烷液体与碘液及碘的四氯化碳溶液在反应塔内反应，反应生成的碘化氢从反应塔顶端排出；步骤S3、反应结束后，液态产物和未反应的巯丙基三乙氧基硅烷混合液从反应塔底部通过泵送入真空精馏塔进行分离得到合格Si‑75产品，回收未反应的巯丙基三乙氧基硅烷返回反应塔。达到了循环利用来降低原料成本，使过程物料种类很少，避免了使用和处理固体物料的难题，从而，大产能低成本清洁生产含硫硅烷硫化剂Si‑75。

Description

一种含硫硅烷的清洁生产工艺

技术领域

本发明属于含硫硅烷生产技术领域，尤其涉及一种含硫硅烷的清洁生产工艺。

背景技术

含硫的巯烃基硅烷偶联剂用途广，其以巯丙基三乙氧基硅烷用量最大，主要用作橡胶硫化促进剂，由氯丙基硅烷和硫脲或硫醇钠反应是巯丙基三乙氧基硅烷生产的主要工艺。可用巯丙基三乙氧基硅烷和S2C l 2反应来生产橡胶硫化剂Si-69，Si-69是生产绿色轮胎的关键原料。含硫硅烷硫化剂S i-75是二硫醚类化合物，其克服了使用Si-69容易过早硫化造成焦烧的缺点，是生产绿色轮胎原料的升级换代产品，市场需求很大，目前其用流程复杂的相转移反应工艺进行生产并被申请了专利，例如CN201610229521.3，CN202020481759.7。性能更优异的新一代含硫硅烷硫化剂NXT和VP-Si-363必须使用巯丙基三乙氧基硅烷为原料来生产高纯度产品，但由于目前巯烃基硅烷目前的生产工艺生产成本高价格高，使高纯度新型含硫硅烷硫化剂成本高，使用严重受限。由卤烃基烷氧基硅烷和硫化氢直接反应虽然可以生产巯烃基硅烷并且选择性高更有利于卤元素循环利用，但由于其需要特殊的高压反应过程担心发生安全风险而难以被生产装置使用。我国烟台同业化工技术有限公司目前已成功实现万吨级以上由硫和氢气直接反应合成硫化氢的高效低成本大规模生产装置，因此研究合理流程设备工艺使用硫化氢来直接反应生产巯烃基硅烷，其原料简单，可以大幅降低含硫硅烷的生产成本。此外，上海氯碱股份有限公司和烟台万华化学集团股份有限公司分别推出固定床和流化床工艺成功大型化装置的专利技术来将多余的氯化氢和氧气催化氧化反应转化为氯气进行低成本循环利用，可以通过技术合作来降低建设大型装置的难度。

目前在用的含硫硅烷生产工艺，原料成本高并且辅助原料种类多，有的涉及使用易结块难以分散的固相原料，例如无水的固体硫和硫化钠，其副产大量固体氯化钠需要进行结晶过滤分离，生产过程有分离和隔离水分的需求，使原料的分散传质以及固体副产物的分离都难度很大，过程腐蚀性强对设备耐腐蚀性要求高，从而装置流程和操作控制以及设备维护都很复杂，因物料循环利用能力低废料多，难以实现大产能低成本清洁生产。

发明内容

本发明的目的是针对上述存在的技术问题，提供一种含硫硅烷的清洁生产工艺,达到了循环利用来降低原料成本，使过程物料种类很少，避免了使用和处理固体物料的难题，从而，大产能低成本清洁生产含硫硅烷硫化剂Si-75。

有鉴于此，本发明提供一种含硫硅烷的清洁生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1、将氯丙基三乙氧基硅烷和硫化氢液体分别用泵加压后并流进多层筛板塔反应器内，然后将多层筛板塔反应器反应后的气液相一起进入气提塔式反应器，向气提塔式反应器塔底通入新鲜纯的高温硫化氢气体用于驱逐反应生成的氯化氢，反应结束后，收集气提塔式反应器流出的反应产物，经过后处理，得到巯丙基三乙氧基硅烷；

步骤S2、将步骤S1得到的巯丙基三乙氧基硅烷液体与碘液及碘的四氯化碳溶液在反应塔内反应，反应生成的碘化氢从反应塔顶端排出；

步骤S3、反应结束后，液态产物和未反应的巯丙基三乙氧基硅烷混合液从反应塔底部通过泵送入真空精馏塔进行分离得到合格Si-75产品，回收未反应的巯丙基三乙氧基硅烷返回反应塔。

在本技术方案中，使用单质碘及其碘的四氯化碳溶液与巯丙基三乙氧基硅烷在精馏塔反应合成二硫醚类化合物Si-75，是一种定量反应性质的高选择性高转化率反应，其反应体系中物料种类比现有生产专利少得多，不需加入组分复杂的复合溶剂和催化剂，使产品很容易分离提纯，碘反应转化成碘化氢后，又可以用与廉价的氯气进行燃烧反应来低成本回收碘进行循环利用，过程无需处理固体，使流程容易进行节能设计，装置设备紧凑占地很小，实现大产能低成本清洁生产过程。

在上述技术方案中，进一步的，步骤S1的所述多层筛板塔反应器内压力为15～25MPa，反应温度为120～180℃，所述气提塔式反应器内压力为8～14MPa，反应温度提升到180～240℃。

在上述技术方案中，进一步的，步骤S2的所述反应塔内压力-0.1～0.1MPa，反应温度40～240℃。

在本技术方案中，通过气液并流的多层筛板塔式高压反应器来实现维持气液混流的平推流反应器功能，从而提高硫化氢和氯丙基三乙氧基硅烷直接在高压下气液相反应合成巯烃基硅烷的选择性和转化率，同时向气提塔式反应器塔底通入新鲜纯的高温硫化氢气体，使气体都向上流动，硫化氢的沸点比氯化氢高，其挟带热量升高温度使液体中溶解的氯化氢汽化被赶向塔项流动，从而降低向下流动的液体中的氯化氢含量，进而促使氯丙基硅烷可以完全转化为巯丙基三乙氧基硅烷，因反应过程对碳钢和不锈钢没有腐蚀性，本发明可以使用占地很少的竖式高塔形反应设备来保障氯丙基三乙氧基硅烷和硫化氢直接反应合成巯丙基三乙氧基硅烷的安全经济性。

在上述技术方案中，进一步的，所述气体塔式反应器顶部的气相以氯化氢和硫化氢为主，将顶部的氯化氢和硫化氢排入精馏塔，所述精馏塔顶部设有冷凝器，所述冷凝器将氯化氢以气态或液态排入到氯化氢收集储存***，精馏塔底部获得以硫化氢为主的混合物液体，其经过泵加压再用加热器加热升温后用于多层筛板塔反应器的反应物料。

在本技术方案中，将氯化氢以气态或液态排入到氯化氢收集储存***将作为三氯氢硅合成装置的原料，三氯氢硅是用来生产氯丙基三乙氧基硅烷氯进而提高资源的合理运用，塔底再沸器可以利用筛板塔反应器的反应热来加热，在精馏塔塔底获得含硫化氢为主的液体，经过泵加压再加热升温后，按需分配给串联的并流筛板塔反应器作为反应原料。

在上述技术方案中，进一步的，所述多层筛板塔反应器包括：

进料口和出料口；

筒体，其沿竖直方向设置，所述筒体内水平安装有多层筛板，紧靠所述筛板上端安装有下栅栏，部分所述下栅栏上端设有换热盘管，所述换热盘管上端设有上栅栏。

在本技术方案中，因反应速度慢使反应区温升很小，通过上栅栏和下栅栏夹紧防止换热盘管振动，换热塔段在塔体上采取非连续的分散设置，从而可以实现反应器的分段优化控温，不需在反应区内部设置很多换热管来控制反应温度，便于设备结构简化。

在上述技术方案中，进一步的，所述筛板上均布设有若干通孔，所述通孔的孔径为2～5mm，所述通孔间距为10～15mm。

在本技术方案中，筛板通过小孔喷流扰动来强化反应区的传质，其使反应器内液体轴向返混被阻隔，同时使液体流速在塔体全截面接近均布构建平推流流动，从而使反应器可以实现类似管式平推流反应器的功能，有利于提高反应选择性和转化率。

在上述技术方案中，进一步的，所述换热盘管形状为水平阿基米德等距螺线形。

在本技术方案中，通过阿基米德等距螺线原理制作换热盘管降低反应区温差，利用小孔近距喷流扰动使换热盘管可以获得高传热系数，可以增加反应物料在反应器内的停留时间，从而提高反应效率。

在上述技术方案中，进一步的，所述多层筛板塔反应器为多个，多个所述多层筛板塔反应器通过所述进料口和出料口依次串联在一起。

在本技术方案中，利用结构紧凑占地小的串联塔式，使得多个多层筛板塔反应器串联使用，获得超长流动通道来满足慢速反应所需的停留时间，从而提高来提高氯丙基三乙氧基硅烷的反应转化率。

在上述技术方案中，进一步的，将步骤S2排出的碘化氢进行纯化后与干燥氯气在加压燃烧炉中燃烧，燃烧产生碘液、氢气以及氯化氢进行回收循环利用。

在上述技术方案中，进一步的，碘化氢与氯气混合燃烧前均分别依次用高温液碘进行加热。

在本技术方案中，碘化氢与氯气通过高温液碘进行加热到100～250℃以有利于稳定燃烧，能提高加压燃烧炉火焰温度到800～1300℃，使氯气容易快速完全反应，并可降低氯气的消耗量。

本发明有益效果是：

1.使用单质碘及其碘的四氯化碳溶液与巯丙基三乙氧基硅烷在精馏塔反应合成二硫醚类化合物Si-75，是一种定量反应性质的高选择性高转化率反应，其反应体系中物料种类比现有生产专利少得多，不需加入组分复杂的复合溶剂和催化剂，使产品很容易分离提纯，碘反应转化成碘化氢后，又可以用与廉价的氯气进行燃烧反应来低成本回收碘进行循环利用，过程无需处理固体，使流程容易进行节能设计，装置设备紧凑占地很小，容易实现大产能低成本清洁生产过程。

2.通过气液并流的多层筛板塔式高压反应器来实现维持气液混流的平推流反应器功能，从而提高硫化氢和氯丙基三乙氧基硅烷直接在高压下气液相反应合成巯烃基硅烷的选择性和转化率，同时向气提塔式反应器塔底通入新鲜纯的高温硫化氢气体，使气体都向上流动，硫化氢的沸点比氯化氢高，其挟带热量升高温度使液体中溶解的氯化氢汽化被赶向塔项流动，从而降低向下流动的液体中的氯化氢含量，进而促使氯丙基硅烷可以完全转化为巯丙基三乙氧基硅烷。

3.硫化氢和氯丙基三乙氧基硅烷反应过程对碳钢和不锈钢没有腐蚀性，本发明可以使用占地很少的竖式高塔形反应设备来保障氯丙基三乙氧基硅烷和硫化氢直接反应合成巯丙基三乙氧基硅烷的安全经济性。

附图说明

图1是本发明一种含硫硅烷的清洁生产工艺合成的氯丙基硅烷和硫化氢直接反应合成巯丙基硅烷反应装置流程图；

图2是本发明一种含硫硅烷的清洁生产工艺合成工艺多层筛板塔反应器结构示意图；

图3是本发明一种含硫硅烷的清洁生产工艺多层筛板塔反应器主塔段内部结构示意图；

图4是本发明一种含硫硅烷的清洁生产工艺多层筛板塔反应器具有换热功能塔段内部结构示意图；

图5是本发明一种含硫硅烷的清洁生产工艺的S i-75合成工艺流程图；

图6是本发明一种含硫硅烷的清洁生产工艺碘化氢加压燃烧炉控温工艺图；

图中标记表示为：

1、多层筛板塔反应器；2、进料口；3、出料口；4、热媒进塔总管；5、热媒出塔总管；6、筒体；7、筛板；8、下栅栏；9、换热盘管；10、上栅栏；11、通孔；12、加压燃烧炉。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要说明的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

需要说明的是，在本申请中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外，需要指出的是，本申请实施方式中的方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能，还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能，例如，可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法，并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外，参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。

实施例1：

由图1-图6所示，本实施例提供了一种含硫硅烷的清洁生产工艺，包括以下步骤：

步骤S1、将氯丙基三乙氧基硅烷和硫化氢液体分别用泵加压后并流进多层筛板塔反应器1内，然后将多层筛板塔反应器1反应后的气液相一起进入气提塔式反应器，向气提塔式反应器塔底通入新鲜纯的高温硫化氢气体用于驱逐反应生成的氯化氢，反应结束后，收集气提塔式反应器流出的反应产物，经过后处理，得到巯丙基三乙氧基硅烷；步骤S2、将步骤S1得到的巯丙基三乙氧基硅液体烷与碘液及碘的四氯化碳溶液在反应塔内反应，反应生成的碘化氢从反应塔顶端排出；步骤S3、反应结束后，液态产物和未反应的巯丙基三乙氧基硅烷混合液从反应塔底部通过泵送入真空精馏塔进行分离得到合格Si-75产品，回收未反应的巯丙基三乙氧基硅烷返回反应塔。

在上述技术方案中，进一步的，步骤S1的所述多层筛板塔反应器1内压力为15～25MPa，反应温度为120～180℃，所述气提塔式反应器内压力为8～14MPa，反应温度提升到180～240℃。

在本技术方案中，反应物并流从塔底向塔顶流动，硫化氢沸点低，提高多层筛板塔反应器1反应压力有利于硫化氢溶解在液相中延长其在反应区的停留时间，提高反应温度虽有利于提高反应速度但必须采用更高的反应压力才能防止硫化氢过快离开反应区，反应生成的氯化氢沸点低会以气态优先加速上流携带部分硫化氢离开反应区。

在上述技术方案中，进一步的，步骤S2的所述反应塔内压力-0.1～0.1MPa，反应温度40～240℃。

在上述技术方案中，进一步的，所述多层筛板7塔反应器1包括：进料口2和出料口3；筒体6，其沿竖直方向设置，所述筒体6内水平安装有多层筛板7，紧靠所述筛板7上端安装有下栅栏8，部分所述下栅栏8上端设有换热盘管9，所述换热盘管9上端设有上栅栏10。

在本技术方案中，因反应速度慢使反应区温升很小，通过上栅栏10和下栅栏8夹紧防止换热盘管9振动，换热塔段在塔体上采取非连续的分散设置，从而可以实现反应器的分段优化控温，不需在反应区内部设置很多换热管来控制反应温度，便于设备结构简化。

在上述技术方案中，进一步的，所述筛板7上均布设有若干通孔11，所述通孔11的孔径为2～5mm，所述通孔11间距为10～15mm。

在本技术方案中，筛板7通过小孔喷流扰动来强化反应区的传质，其使反应器内液体轴向返混被阻隔，同时使液体流速在塔体全截面接近均布构建平推流流动，从而使反应器可以实现类似管式平推流反应器的功能，有利于提高反应选择性和转化率。

在上述技术方案中，进一步的，所述换热盘管9形状为水平阿基米德等距螺线形。

在本技术方案中，通过阿基米德等距螺线原理制作换热盘管9降低反应区温差，利用小孔近距喷流扰动使换热盘管9可以获得高传热系数，可以增加反应物料在反应器内的停留时间，从而提高反应效率。

在上述技术方案中，进一步的，所述多层筛板塔反应器1为多个，多个所述多层筛板塔反应器1通过所述进料口2和出料口3依次串联在一起。

在本技术方案中，利用结构紧凑占地小的串联塔式，使得多个多层筛板塔反应器1串联使用，获得超长流动通道来满足慢速反应所需的停留时间，从而提高来提高氯丙基三乙氧基硅烷的反应转化率。

具体来说，通过气液并流的多层筛板塔反应器(多层筛板塔式高压反应器)1来实现维持气液混流的平推流反应器功能，从而提高硫化氢和氯丙基三乙氧基硅烷直接在高压下气液相反应合成巯烃基硅烷的选择性和转化率，同时向气提塔式反应器塔底通入新鲜纯的高温硫化氢气体，使气体都向上流动，硫化氢的沸点比氯化氢高，其挟带热量升高温度使液体中溶解的氯化氢汽化被赶向塔项流动，从而降低向下流动的液体中的氯化氢含量，进而促使氯丙基硅烷可以完全转化为巯丙基三乙氧基硅烷，因反应过程对碳钢和不锈钢没有腐蚀性，本发明可以使用占地很少的竖式高塔形反应设备来保障氯丙基三乙氧基硅烷和硫化氢直接反应合成巯丙基三乙氧基硅烷的安全经济性，流程中所有的塔式设备，内部结构简单，可以在化工机械厂分段加工，再运输至化工装置建造现场组焊组装成很高的塔式设备，避免大型高压设备太重太长难以公路运输的难题。本发明虽然设备操作压力高，但没有设备腐蚀难题，其不涉及易自爆自聚的不稳定物质，也不涉及固体物质的传质传输难题以及堵塞和磨损风险，其气液相物料传输储存很方便，流程和操作很简单，容易实现高度自动化控制的大产能单套反应装置。

在上述技术方案中，进一步的，所述气体塔式反应器顶部的气相以氯化氢和硫化氢为主，将顶部的氯化氢和硫化氢排入精馏塔，所述精馏塔顶部设有冷凝器，所述冷凝器将氯化氢以气态或液态排入到氯化氢收集储存***，精馏塔底部获得硫化氢为主的混合物液体，所述混合液体液体用于多层筛板塔反应器1的反应物料。

在本技术方案中，将氯化氢以气态或液态排入到氯化氢收集储存***将作为三氯氢硅合成装置的原料，三氯氢硅是用来生产氯丙基三乙氧基硅烷氯进而提高资源的合理运用，塔底再沸器可以利用多层筛板塔反应器1的反应热来加热，在精馏塔塔底获得含硫化氢为主的液体，经过泵加压再加热升温后，按需分配给串联的并流筛板塔反应器作为反应原料。

实施例2：

由图5所示，本实施例提供了一种含硫硅烷的清洁生产工艺，除了包括上述实施例的技术方案外，还具有以下技术特征：

通过上述方法实现巯丙基三乙氧基硅烷简单高效的低成本清洁生产后，可再进一步选用巯丙基三乙氧基硅烷为原料大规模低成本清洁生产Si-75,NTX和VP-Si-363，可以促进绿色轮胎制造业生产工艺的升级换代。实现Si-75偶联剂的高质量大规模低成本清洁生产，其方法举例如下，使用液体巯丙基三乙氧基硅烷与碘液及碘的四氯化碳溶液在采用镍钼合金制造为主来抗腐蚀的类似泡罩板式精馏塔结构的反应塔中反应，反应塔内压力-0.1～0.1MPa，反应温度40～240℃，液体巯丙基硅烷预热后从塔体上端与部分高温碘液混合后进入反应塔内，用少量四氯化碳溶液在反应塔顶进塔回流拦截上升的碘气及巯丙基硅烷，生成的高沸点产品流向塔下部，其余热碘液分为多股采取不同流量从反应塔中下部喷撒进料，维持最佳反应物浓度分布，在塔板上进行气液相鼓泡反应。生成的碘化氢上升从塔顶离开。此反应放热量很小，而且由于生成碘化氢气体吸热，所以通过在塔釜用降膜式蒸发器加热维持塔内足够的反应温度，大部分液体巯丙基硅烷反应转化为液态的产物Si-75。液态产物和未反应的巯丙基硅烷混合液从反应器底部泵送入真空精馏塔进行分离获取合格Si-75产品，回收未反应的巯丙基硅烷返回反应塔。生成的碘化氢气体用磁力驱动罗茨压缩机送入精馏塔进行纯化处理，纯化后的碘化氢维持其过量3～30％与干燥氯气进行比例混合在0～0.6MP的燃烧炉中燃烧，混合燃烧前碘化氢和氯气都分别依次用高温液碘加热提高到100～250℃以有利于稳定燃烧，能提高火焰温度到800～1300℃，使氯气容易快速完全反应，并可降低氯气的消耗量。采用加压燃烧可使炉体尺寸大幅减小降低设备制造难度，还可获得240～300℃的高温循环液碘作为高温热媒来利用燃烧释放的高温热能，其反应生成的加压氢气/氯化氢混合气也容易通过-30～-40℃的冷凝器获得氯化氢液体进行回流精馏纯化，降低制冷能耗。

具体来说，通过使用单质碘及其碘的四氯化碳溶液与巯丙基三乙氧基硅烷在精馏塔反应合成二硫醚类化合物Si-75，是一种定量反应性质的高选择性高转化率反应，其反应体系中物料种类比现有生产专利少得多，不需加入组分复杂的复合溶剂和催化剂，使产品很容易分离提纯，碘反应转化成碘化氢后，又可以用与廉价的氯气进行燃烧反应来低成本回收碘进行循环利用，过程无需处理固体，使流程容易进行节能设计，装置设备紧凑占地很小，实现大产能低成本清洁生产过程。

为了保障安全，如图6所示，加压燃烧炉12使用导热性很好耐高温碘蒸汽腐蚀的透性石墨制造的圆筒罩来包围高温火焰，石墨圆筒罩外受液碘淋洗降温，炉体中用耐高温液碘的镍钼合金等材质制作环形液槽，液碘通过环槽上部的锯齿形溢流堰均匀分布沿环槽壁面从环隙下流进入液碘底槽，使沿环隙上流的高温燃烧气被液碘蒸发吸热冷却，用石墨衬板环防止金属壁面被高温腐蚀。这种设计有效防止液碘循环泵发生故障等因素形成失控高温对外筒体产生迅速破坏的风险。采用能耐受高温液碘腐蚀的镍钼合金/钢复合厚板来制造承压的外炉体并在外筒体的外壁组焊半管夹套，该夹套走导热油能利用反应热，并为燃烧炉开车启动提供便利。燃烧炉位置高于碘液储槽，便于事故处理时操作快速排空燃烧炉中的碘液，并设计使燃烧炉位置靠近一个专用的采用耐压设计的常温常压的较大容量四氯化碳储槽，其内保持储存适量四氯化碳液体，该储槽配有液体循环泵联通槽内可以喷淋洗涤槽内壁的喷淋***，使燃烧炉的紧急泄压或发生事故时的***片泄压可低阻力通入四氯化碳储槽，使泄压闪蒸的高温碘蒸汽被四氯化碳液体降温喷淋吸收回收再利用，防止发生排放污染。含有氢气、氯化氢、气态碘的高温燃烧气在反应区下流时受石墨筒体吸热降温，沿环隙上流时接触液碘降温，在石墨圆筒罩外的受外循环返回液碘进一步降温后，进入四氯化碳洗涤塔，塔底获得碘的四氯化碳热溶液，塔上部液体不含碘其凝固点很低，可安全获得大量废热用于回收碘化氢液体及原料液氯的的汽化，并满足常压四氯化碳精馏塔和碘化氢精馏塔的供热要求。目前国内专业厂家已生产直径达Φ2600的石墨塔，故可以采用大型石墨罩来建成单套大产能的燃烧炉提高经济性。将燃烧炉获得的氯化氢/氢气混合气送往三氯氢硅合成工段利用，三氯氢硅用来生产氯丙基三乙氧基硅烷，再将三氯氢硅合成工段副产氢气一起送往硫化氢生产工段与单质硫反应生产硫化氢回供给巯烃基硅烷合成工段，同时重新生成的碘和碘的四氯化碳溶液又循环返回与巯丙基硅烷反应生成S i-75，可以大幅降低生产成本。

上述Si-75生产装置建造涉及的设备特材及加工国内技术能力已能很好满足，其稳定运行阶段只需操作气液相物料，不涉及固体相关的非均相传质难题，因物料的输送和传质很容易，使其设备可以布置紧凑占地很少，也容易通过采用单套的大产能设备来减少使用昂贵材料降低投资，相似的，NXT通过辛酰氯和巯丙基三乙氧基硅烷反应合成，为相混溶的液液反应，不需催化剂且很容易反应完全，因过程不涉及固相且无设备腐蚀难题，副产的氯化氢气体很容易溢出分离进行提纯回收利用，因此很容易实现大产能单套反应装置。用巯丙基三乙氧基硅烷生产VP-Si-363的过程同样只涉及气液相传输传质没有设备腐蚀难题，因此也容易实现单套大产能反应装置。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征是可以相互组合的，本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (10)

1.一种含硫硅烷的清洁生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1、将氯丙基三乙氧基硅烷和硫化氢液体分别用泵加压后并流进多层筛板塔反应器(1)内，然后将多层筛板塔反应器(1)反应后的气液相一起进入气提塔式反应器，向气提塔式反应器塔底通入新鲜纯的高温硫化氢气体用于驱逐反应生成的氯化氢，反应结束后，收集气提塔式反应器流出的反应产物，经过后处理，得到巯丙基三乙氧基硅烷；

步骤S2、将步骤S1得到的巯丙基三乙氧基硅烷液体与碘液及碘的四氯化碳溶液在反应塔内反应，反应生成的碘化氢从反应塔顶端排出；

步骤S3、反应结束后，液态产物和未反应的巯丙基三乙氧基硅烷混合液从反应塔底部通过泵送入真空精馏塔进行分离得到合格Si-75产品，回收未反应的巯丙基三乙氧基硅烷返回反应塔。

2.根据权利要求1所述的一种含硫硅烷的清洁生产工艺，其特征在于，步骤S1的所述多层筛板塔反应器(1)内压力为15～25MPa，反应温度为120～180℃，所述气提塔式反应器内压力为8～14MPa，反应温度提升到180～240℃。

3.根据权利要求1所述的一种含硫硅烷的清洁生产工艺，其特征在于，步骤S2的所述反应塔内压力-0.1～0.1MPa，反应温度40～240℃。

4.根据权利要求1所述的一种含硫硅烷的清洁生产工艺，其特征在于，所述气体塔式反应器顶部的气相以氯化氢和硫化氢为主，将顶部的氯化氢和硫化氢排入精馏塔，所述精馏塔顶部设有冷凝器，所述冷凝器将氯化氢以气态或液态排入到氯化氢收集储存***，精馏塔底部获得以硫化氢为主的混合物液体，其经过泵加压再用加热器加热升温后用于多层筛板塔反应器(1)的反应物料。

5.根据权利要求2所述的一种含硫硅烷的清洁生产工艺，其特征在于，所述多层筛板塔反应器(1)包括：

进料口(2)和出料口(3)；

筒体(6)，其沿竖直方向设置，所述筒体(6)内水平安装有多层筛板(7)，紧靠所述筛板(7)上端安装有下栅栏(8)，部分所述下栅栏(8)上端设有换热盘管(9)，所述换热盘管(9)上端设有上栅栏(10)。

6.根据权利要求5所述的一种含硫硅烷的清洁生产工艺，其特征在于，所述筛板(7)上均布设有若干通孔(11)，所述通孔(11)的孔径为2～5mm，所述通孔(11)间距为10～15mm。

7.根据权利要求5所述的一种含硫硅烷的清洁生产工艺，其特征在于，所述多层筛板塔反应器(1)为多个，多个所述多层筛板塔反应器1通过所述进料口(2)和出料口(3)依次串联在一起。

8.根据权利要求5所述的一种含硫硅烷的清洁生产工艺，其特征在于，所述换热盘管(9)形状为水平阿基米德等距螺线形。

9.根据权利要求1所述的一种含硫硅烷的清洁生产工艺，其特征在于，将步骤S2排出的碘化氢进行纯化后与干燥氯气在加压燃烧炉(12)中燃烧，燃烧产生碘液、氢气以及氯化氢进行回收循环利用。

10.根据权利要求9所述的一种含硫硅烷的清洁生产工艺，其特征在于，碘化氢与氯气混合燃烧前均分别依次用高温液碘进行加热。