Раздел 67. Производство тетраэтоксисилана

Раздел 67 Производство тетраэтоксисилана

Тетраэтоксисилан (тетраэтилсиликат, этилсиликат, тетраэтилортосиликат) применяется в химической промышленности, в медицине в качестве связующего при изготовлении зубных протезов, в оптической промышленности для производства оптических материалов, в качестве реагента в органической химии и т.д.

67.1 Описание технологических процессов, используемых в производстве тетраэтоксисилана

Тетраэтоксисилан получают этерификацией тетрахлорида кремния абсолютированным этиловым спиртом с последующей десорбцией образующегося хлористого водорода, нейтрализацией остаточного хлористого водорода окисью пропилена и выделением готового продукта на ректификационной колонне.

Принципиальная схема производства тетраэтоксисилана приведена на рисунке 67.1.

Рисунок 67.1 - Принципиальная схема производства тетраэтоксисилана

Описание технологического процесса приведено в таблице 67.1, перечень основного оборудования - в таблице 67.2.

Таблица 67.1 - Описание технологического процесса производства тетраэтоксисилана

Входной поток	Стадия технологического процесса	Выходной поток		Основное технологическое оборудование	Природоохранное оборудование
		Основные, побочные и промежуточные продукты	Эмиссии
1	2	3.1	3.2	4	5
Четыреххлористый кремний, абсолютированный этиловый спирт, кислый этиловый спирт	Этерификация	Тетраэтоксисилан (ТЭОС), монохлортриэтоксисилан, этиловый спирт, олигоэтоксисилоксаны, хлористый водород	Тетраэтоксисилан, этиловый спирт, хлористый водород	Реактор-этерификатор
Олигоэтоксисилоксаны (ЭТС-40), ТЭОС, хлористый водород, этиловый спирт, газовая фаза со 2 ступени десорбции	Десорбция 1 ступень	ТЭОС, этиловый спирт, монохлортриэтоксисилан, олигоэтоксисилоксаны, хлористый водород	Тетраэтоксисилан, этиловый спирт, хлористый водород	Десорбер
ТЭОС, этиловый спирт, монохлортриэтоксисилан, олигоэтоксисилоксаны, хлористый водород, абсолютированный этиловый спирт	Десорбция 2 ступень	Тетраэтоксисилан, этиловый спирт, хлористый водород, олигоэтоксисилоксаны, монохлортриэтоксисилан	Тетраэтоксисилан, этиловый спирт, хлористый водород	Десорбер
ТЭОС-сырец, в т.ч.: ТЭОС, этиловый спирт, хлористый водород, олигоэтоксисилоксаны, монохлортриэтоксисилан, пропилена оксид	Нейтрализация	ТЭОС - сырец нейтрализованный, в т.ч.: ТЭОС, этиловый спирт, олигоэтоксисилоксаны, хлорпропиловый спирт, хлористый водород	Тетраэтоксисилан, этиловый спирт, хлористый водород
ТЭОС - сырец нейтрализованный, в т.ч.: ТЭОС, этиловый спирт, олигоэтоксисилоксаны, хлорпропиловый спирт, хлористый водород	Ректификация ТЭОС-сырца нейтрализованного	Товарный ТЭОС Легкая (спиртовая) фракция Кубовый остаток - продукт 119-296	Тетраэтоксисилан, этиловый спирт, хлористый водород	Насадочная колонна
Кубовый остаток - продукт 119-296, в т.ч.: ТЭОС, олигоэтоксисилоксаны, этиловый спирт, хлорпропиловый спирт Уголь активированный ОУ-А	Очистка продукта 119-296	Продукт 119-296, в т.ч.: ТЭОС, олигоэтоксисилоксаны (полисилоксаны), этиловый спирт, хлорпропиловый спирт	Тетраэтоксисилан, этиловый спирт, хлористый водород	Реактор
Продукт 119-296, уголь ОУ-А	Фильтрация продукта 119-296 от угля	Продукт 119-296	Уголь отработанный	Фильтр-пресс
Газовая фаза со стадии этерификации и десорбции 1 ступени	Конденсация абгазов	Возвратный кислый спирт на стадию этерификации, абгазы - хлористый водород	Хлористый водород	Фазоразделитель, конденсатор, холодильники
Абгазы (хлористый водород, примеси), вода техническая	Получение крепкой соляной кислоты	Крепкая соляная кислота, хлористый водород на получение слабой соляной кислоты	Хлористый водород	Абсорбер
Хлористый водород на получение слабой соляной кислоты, вода техническая	Получение слабой соляной кислоты	Слабая соляная кислота для внутри цехового потребления	Хлористый водород	Абсорбер
Абгазы, в т.ч.: хлористый водород, примеси; раствор едкого натра	Очистка абгазов щелочью	Хлористый водород, этиловый спирт	Хлористый водород, отработанный раствор едкого натра	Скруббер, абсорбционная колонна

Таблица 67.2 - Перечень основного технологического оборудования производства тетраэтоксисилана

Наименование оборудования	Назначение оборудования	Существенные характеристики технологического оборудования
Реактор - этерификатор	Этерификация	Вертикальная колонна: V = 2,7 м 3
Десорбер	Десорбция	Вертикальная колонна: Д = 600 мм Н = 4680 мм
Реактор-десорбер	Десорбция	Трубчатый семисекционный аппарат с рубашками: V = 3,2 м 3 массовая производительность - 1250 кг/час
Сборник	Нейтрализация	Вертикальный цилиндрический аппарат: V = 6,3 м 3 Д = 1800 мм Н = 39600 мм
Колонна вакуум-ректификационная насадочная	Ректификация	Вертикальный цилиндрический аппарат: Нобщ. = 17100 мм Дкол. = 400 мм Кол-во царг = 5 шт. Насадка - кольца Рашига
Фильтр-пресс	Фильтрация этилсиликата - 40	F = 5,5 м 2
Абсорбер	Получение крепкой соляной кислоты	Вертикальный кожухотрубчатый аппарат с плавающей головкой: F = 98 м 2
Абсорбер	Получение слабой соляной кислоты	Вертикальный кожухотрубчатый аппарат с плавающей головкой: F = 32 м 2
Абсорбционная колонна, скруббер	Санитарная очистка абгазов	Вертикальный цилиндрический аппарат: Д = 600 мм Н = 9270 мм или вертикальный цилиндрический аппарат: Д = 1200 мм Н = 8450 мм

67.2 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в окружающую среду при производстве тетраэтоксисилана

Нормы расходов материальных и энергетических ресурсов приведены в таблице 67.3.

Таблица 67.3 - Нормы расходов материальных и энергетических ресурсов при производстве тетраэтоксисилана

Наименование ресурса	Единицы измерения	Расход, на 1 т продукта
		Минимальный	Максимальный
Четыреххлористый кремний или тетрахлорид кремния	т/т	0,8415	0,8418
Спирт этиловый абсолютированный	м 3/т	1,1	1,11
Пропилена окись техническая	т/т	0,00136	0,00137
Натр едкий технический	т/т	0,0095	0,0097
Потребление оборотной воды	м 3/т	306	308
Потребление оборотной технологической воды	м 3/т	0,0325	0,033
Потребление пара 1,2 МПа	Гкал/т	0,575	0,576
Потребление холода минус 20 °С	Гкал/т	0,28696	0,28697
Потребление электроэнергии		145	146

Выбросы в атмосферу при производстве тетраэтоксисилана приведены в таблице 67.4.

Таблица 67.4 - Выбросы в атмосферу при производстве тетраэтоксисилана

Наименование	Метод очистки, повторного использования	Масса выбросов загрязняющих веществ после очистки в расчете на 1 т продукции, кг/т
		Диапазон		Среднее значение
		Минимальное значение	Максимальное значение
Хлористый водород	Абсорбция	0,11	1,02	-
Спирт этиловый	Абсорбция	-	3,44	-
Тетраэтоксисилан	Абсорбция	0,009	0,035	-

Промышленные сточные воды направляются на станцию нейтрализации и далее передаются в сторонние организации.

В процессе производства тетраэтоксисилана образуется ряд отходов, информация о которых приведена в таблице 67.5.

Таблица 67.5 - Отходы при производстве тетраэтоксисилана

Наименование	Класс опасности	Источник образования	Способ утилизации, обезвреживания, размещения	Масса образующихся отходов производства в расчете на 1 т продукции, кг/т
				Диапазон		Среднее значение
				Минимальное значение	Максимальное значение
Осадок при очистке фильтрацией этилсиликата в его производстве	III	Очистка продукта фильтрацией	Захоронение на полигоне промотходов	1,41	1,41	1,4
Уголь активированный, отработанный при очистке тетраэтоксисилана в его производстве	IV	Очистка продукта от примесей	Захоронение на полигоне промотходов	1,11	1,2	0,6
Упаковка из бумаги и/или картона с полиэтиленовым вкладышем, загрязненная углем активированным	IV	Растаривание сырья	Захоронение на полигоне промотходов	0,01	0,012	0,006