有机硅消泡剂

有机硅消泡剂

化工09-4班0909010411 刘晶摘要该文阐述了有机硅消泡剂的消泡机理, 详尽介绍了其特性及生产的主要技术路线与最佳的操作条件及有关进展情况 ，对现工业化运行的主要鱼明胶生产工艺的技术特性进行了具体的分析和总结, 阐述了国内外研究开发的现状与发展趋势 并探讨了扩大应用范围等的前景与市场需求 。关键词:有机硅消泡剂开发应用。

聚硅氧烷属高科技新产品, 为当今世界发展最快的合成材料之一 有机硅产品的应用程度标志着一个国家工业的发展水平, 对国民经济的发展起着积极和重要的作用, 随着汽车制造等部门中的应用领域不断扩大, 市场前景逐年看好有机硅材料根据分子量 交联程度和硅原子上侧链的有机基团类型和数量的不同, 已开发出近30个品种牌号的产品 色彩班斓的有机硅到国的神秘已经逐渐揭开, 有机硅工业已经陆续在世界各国显示出勃勃生机, 有机硅家族中新产品的开发已经形成世界性规模 一大批只有特殊功能和性能更好的材料不断涌现 新技术革命中的有机硅家族将向人类奉献出性能更为优异的高可靠性产品。

1 泡沫的形成和消泡原理

1. 1 泡沫的形成

泡沫是气体被液体隔开的分散体系, 气相是分散相, 液

相是分散介质。气泡间吸附着表面活性剂的气液界面和界面间的液体构成了泡沫的液膜。泡沫本身属热力学不稳定体系。单一组份的液体不能形成稳定的泡沫, 但液体中如果含有一种或种具有起泡和稳泡作用的表面活性剂, 则能产生能持续存在数十分钟乃至数小时的泡沫。在溶液中有表面活性剂的存在, 气泡形成后,由于分子间力的作用, 其分子中的亲水基和疏水基被气泡壁吸附, 形成规则排列, 其亲水基朝向水相,疏水基朝向气泡内, 从而在气泡界面上形成弹性膜, 其稳定性很强, 常态下不易破裂。泡沫的稳定性与表面粘性和弹性、电斥性、表面膜的移动、温度、蒸发等因素有关。

1. 2 消泡剂的消泡原理

消泡剂是低表面张力的液体。一般具有3点

性质: ( 1)不溶于要消泡的介质; ( 2)有正的进入数; ( 3)有正的展布系数。当体系加入消泡剂后, 其分子杂乱无章地广于液体表面, 抑制形成弹性膜, 即终止泡沫的产生当体系大量产生泡沫后, 加入消泡剂, 其分子立散布于泡沫表面, 快速铺展, 形成很薄的双膜层,一步扩散、渗透, 层状入侵, 从而取代原泡膜薄壁由于其表面张力低, 便流向产生泡沫的高表面张的液体, 这样低表面张力的消泡剂分子在气液界间不断扩散、渗透, 使其膜壁迅速变薄, 泡沫同时受到周围表面张力大的膜层强力牵引, 这样, 致泡沫周围应力失衡, 从而导致其 破泡 。不溶于系的消泡剂分子再重新进入另一个泡沫

膜的表面如此重复, 所有泡沫全部覆灭。

1. 3 消泡剂的分类

国内外商品消泡剂的品种繁多, 性能各异, 目前常用的

消泡剂大致归为3类, 即聚醚型、硅油型、硅醚混合型。

2 消泡剂的特性和用途

有机硅消泡剂系由硅脂、乳化剂、防水剂、稠化剂等配以适量水经机械乳化而成。其特点是表面张力小，表面活性高，消泡力强，用量少，成本低。它与水及多数有机物不相混溶，对大多数气泡介质均能消泡。它具有较好的热稳定性，可在宽广的温度范围内使用；其化学稳定性较好，难与其他物质反应，只要配置适当，可在酸、碱、盐溶液中使用，无损产品质量；它还具有生理惰性，鼠，通常用于食品和医药行业。它对所有气泡体系兼具有抑泡、破泡功能，隶属广谱型消泡剂范畴。它被广泛用于洗涤剂、造纸、纸浆、制糖、电镀、化肥、助剂、废水处理等生产过程中的消泡。在石油工业中，它被大量用于天然气的脱硫，加速油气分离；它还被用于乙二醇的干燥、芳香烃的萃取、沥青的加工、润滑油的脱蜡等装置中控制或抑制气泡。在纺织工业中，它用于染色、精练、上浆等过程中的消泡；在化学工业中它被用于合成树脂、胶乳、涂料、油墨等过程中的消泡；在食品工业中它被用于各种浓缩、发酵、蒸馏过程的消泡。可将硅脂涂在锅壁上、出口处或涂在金属网上，进行消泡。将硅脂配成溶液，

可用于油相系统消泡。将硅脂加低粘度硅油配成水乳液，可用于多种水相系统消泡。在医学上，通常用于患者术前、光和胃镜检查前清除脏器或胃内器官的胀气。

3 生产工艺

例1 活性组分直接分散在固体载体表面 这种方法类似于将液体消泡剂直接喷洒于洗衣粉的表面, 因此, 这种方法同样存在活性组分与载体的离析问题, 但允许使用的温度范围更宽 例如:17份聚二甲基硅油与41 .5份碳酸钠充分混合后, 加入41.5份硅酸钠, 将混合物干燥粉碎制得固体有机硅消泡剂。

例2 活性组份与软化点较低的脂肪醇 脂酸 脂肪酞胺 石蜡等物质一起熔融, 再将熔体附着在载体的表面 这样制得的固体有机硅泡剂的稳定性大大提高 例如:硅油36份 疏二氧化硅4份和熔融的二甲基二硬脂季按盐3分混合, 冷却后得到的固体物质再与10份疏水氧化硅一起混合, 研磨后得粉状高硅油含量消泡剂

例3 活性物质与成膜物质混合, 使成膜物包封在消泡组分的外部 这样制得的固体有机消泡剂可使活性组分慢慢释放出来, 制得延迟放的固体有机硅消泡剂 例如:1159甲基纤维和25 9梭甲基纤维素的混合物, 用75 9聚二甲基氧烷一二氧化硅分散体处理 缓慢地加水使其成粒, 经干燥后得固体有

机硅消泡剂 。

4 实际应用情况

黑龙江石油化工厂1996年建设了处理能力12kt a-1的甲乙酮合装置, 该装置引进德国克鲁勃公司萃取提浓技术和埃地安诺公司的甲乙酮专利技术及工艺软件包, 装置包括以下6个单元: 丁烯提浓、仲丁醇合成、仲丁醇精制、甲乙酮合成及精制、媒、工艺水处理。其中丁烯提浓装置是由中试装置直接扩大投产的世界上第一套丁烯/丁烷萃取精馏高效分离的工艺化装置, 技术还不成熟, 故丁烯提浓工段的萃取精馏塔在操作时经常出现积液现象, 影响生产和产品质量。经过分析, 主要是发泡现象造成的。为此, 对装置该工段进行了改造, 使用消泡剂, 收效良好。

4. 1 丁烯提浓工艺原理

C4原料中正丁烷和正丁烯的相对挥发度较小,且正丁烷的挥发能力介于1-丁烯和反2-丁烯之间, 使用普通精馏的方法需要很多的理论塔板数,且不能从一个塔中同时得到正丁烯( 1-丁烯、顺2-丁烯、反2-丁烯), 影响了正丁烯的合理利用。丁烯提浓的原理即是: 通过向混合C4 原料中加入吗啉与N-甲酰吗啉混合溶剂, 利用溶剂来改变丁烷与丁烯的相对挥发度, 再通过连续精馏的方法,首先将低沸点的烷烃(主要为丁烷)分离出去, 再通过连续精馏的方法将烯烃(主要为丁烯)与溶剂分