有机硅行业的安全生产

[摘 要]本文首先介绍了有机硅概述，然后介绍了二甲基氯硅烷的安全生产，最后对三氯氢硅安全生产进行了介绍。

[关键词]有机硅，安全，生产

中图分类号：TQ324.2+1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）15-0017-01

一、前言

有机硅产业在不断地发展，并且发展迅速。产能及技术都有着大幅的提高。同样，安全是生产的关键，因此对于有机硅的生产注意事项要格外的注意。

二、有机硅概述

有机硅作为一种新型的高科技材料，从20世纪40年代初工业化生产以来，被广泛应用于电子、电器、航空、航天、建筑、纺织、医药、日化等领域，成为国民经济发展和人民生活水平提高不可或缺的新材料。

有机氯硅烷单体是整个有机硅化学的支柱，其中绝大多数有机硅材料都含有由二甲基二氯硅烷所制得的聚硅氧烷，如果引入其他基团、如苯基、乙烯基、氯苯基以及氟烷基等，可衍生出一系列性能各异的有机硅聚合物。制备有机硅产品需用众多的有机硅单体，其中甲基氯硅烷单体的用量占90%以上，甲基氯硅烷单体中又以二甲基二氯硅烷用量最大，约占80%，另外还有苯基氯硅烷单体、乙烯基氯硅烷单体等。所以，有机硅工业的发展是和有机氯硅烷（尤其是甲基氯硅烷）的合成技术分不开的。

有机硅产品种类繁多，按其基本形态分为4大类，即硅油、硅橡胶、硅树脂和硅烷（包括硅烷偶联剂和硅烷化试剂）。

有机硅是分子结构中含有硅元素的高分子材料，其主链是一条由硅原子和氧原子交替组成的稳定骨架，有机基团与硅原子相连形成侧基。由于由Si-O-Si主链和有机侧链同时存在于有机硅结构中，使有机硅兼具无机物和有机物的特性，即具有二氧化硅的耐候性、耐燃、憎水、耐腐蚀和无毒无味等优异性能，又具备高聚物柔韧性等特点。

三、二甲基氯硅烷的安全生产

1、安全问题及控制

（1）防爆控制：易出现着火爆炸事故的部位主要有甲基氯硅烷合成的废触体、低沸物及含氢单体的储存、罐装等。由流化床后部旋风分离器回收的超细硅铜废触体由于平均粒径较细，含有高活性的铜；因此，暴露在空气中会引起氧化甚至燃烧。大量废触体若不及时妥善处理，将对环境造成严重的污染，存在安全隐患。甲基氯硅烷合成废触体排出后必须经润湿后装袋运走或用氮气置换后的储罐密闭包装，如长期存放要经常检查，防止发生火灾。

低沸物、甲基二氯硅烷这些轻组分在储存、灌装过程中出现溢出时，如果用碱性物质中和（如纯碱），中和过程会放出大量的热，容易发生自燃。少量泄漏时可采用沙土、干燥石灰或苏打灰与之混合处理。

（2）防腐控制：甲基氯硅烷生产中的防HC1腐蚀硅氯键非常活泼，氯硅烷泄漏后，易与空气中的水汽迅速发生反应，形成HC1气体，造成环境污染及腐蚀。因此要采取尽可能周密的措施防止氯硅烷泄漏，从源头上避免造成HC1污染0另外，废渣浆是以高沸物为主的混合氯硅烷液体与超细硅铜废触体固体的混合物，甲基氯硅烷生产企业在处理合成副产物渣浆时，容易造成HC1污染。目前对渣浆的处理方法大多是通过分离将其中的高沸物回收，分离高沸物后的渣浆进行水解。因渣浆中含有部分高沸物，水解形成的大量酸雾容易外溢，造成对环境的污染。改进措施是采用碱性水溶液作为水解介质，并在密闭水解罐中进行水解，水解产生的HC1气体溶于水后，立即与碱进行中和反应，生成可溶性盐溶液，避免HC1气体外逸污染环境，渣浆中的铜转化成氢氧化铜沉淀回收。

2、泄漏应急处理

迅速撤离泄漏污染区人员至安全区，并进行隔离，严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿消防防护服。不要直接接触泄漏物。尽可能切断泄漏源，防止进入下水道、排烘沟等限制性空间。小量泄漏：用砂土或其它不燃材料吸附或吸收。也可以用不燃性分散剂制面的乳液刷洗，洗液稀释后放入废水系统。大量泄漏：构筑围堤或挖坑收容。用泡沫覆盖，降低蒸气灾害。用防爆泵转移至槽车或专用收集器内，回收或运至废物处理场所处置。

四、三氯氢硅安全生产

1、生产工艺的安全控制

三氯氢硅合成：将硅粉卸至转动圆盘，通过管道用气体输送至硅粉仓，再加入硅粉干燥器，经过圆盘给料机并计量后加入三氯氢硅合成炉。在三氯氢硅合成炉内，温度控制在80―310℃，硅粉和氯化氢发生反应，生成三氯氢硅和四氯化硅。生成的三氯氢硅和四氯化硅气体经沉降器、旋风分离器和袋式过滤器除去粉尘及高氯硅烷，经水冷后经隔膜压缩机加压，再用-35℃冷媒冷凝为液体。不凝性气体通过液封罐进入尾气淋洗塔，经酸碱淋洗达标后排放。

三氯氢硅分离：三氯氢硅和四氯化硅混合料（三氯氢硅含量为80―85%）进入加压塔，采用两塔连续提纯分离，通过控制一定的回流比，最终得到三氯氢硅含量为99%以上的产品和四氯化硅含量为95%以上的副产物。

含尘废气主要是输送硅粉的氮气，先经布袋除尘回收硅粉，然后经水洗涤，洗涤废水经沉淀后循环使用，尾气洗涤后排入大气。布袋除尘器除尘率为99%，洗涤除尘率按50%计，总除尘效率达到99.5%，经处理后达标排放。不凝气体主要含有保护气体，其余还含有少量的氯硅烷、氯化氢等。经过低温冷凝后剩余的不凝气送废气处理装置，氯硅烷系列遇水迅速分解成硅酸和氯化氢，氯化氢气体先被稀盐酸循环吸收为浓盐酸回收使用，微量部分被碱液吸收、反应。废气主要成份有氮气，废气经淋洗处理后，通过车间排气筒达标排放。在满足要求的前提下尽量选用转速低、噪声小的设备；同时对鼓风机设独立的隔声间，与所在的楼层分开，以减轻振动而产生的噪声；对空压机、鼓风机、泵等进气管装消音器，并设隔声操作室，减少室内噪声污染，改善工人作业环境。烟筒设置足够的高度，使烟气的排放符合国家《大气污染物综合排放标准》二级标准的要求。

三氯氢硅的储存。三氯氢硅的沸点较低，需在低温下储存，三氯氢硅的贮罐设置低温保护装置和降温措施。由于三氯氢硅有潜在的燃烧爆炸危险，所以它的贮罐应与生产装置要有一定的防火间距，并且要设防火堤，降温水的排放管道经过防火堤处要设闸阀。贮罐应设静电接地装置和避雷装置。贮罐内的气相要与氮气系统相连进行保护，贮罐的气相与外部连通的平衡管（放空管）应与尾气回收系统相连，不能直接排空，并应设止回阀和阻火器。贮罐区应设一个备用罐，紧急情况下应将泄漏的贮罐内的物料转移至备用罐，防止大量泄漏。

在三氯氢硅生产的各个工序中，为防止火灾、中毒，要严格执行各项消防安全制度，严格控制工艺指标，严格操作规程。加强对设备管道的维护保养，严防跑、冒、滴、漏。

2、泄露的应急处理

生产和储存中如果发生三氯氢硅泄漏，应根据泄漏量的大小划出一定的警戒范围，禁止无关人员和车辆进入警戒区，切断警戒区内的所有火源，迅速撤离泄漏污染区内的人员至安全地带。如果是贮罐发生泄漏，又不能及时排除泄漏，就应该将发生泄漏的贮罐内的三氯氢硅用氮气压入备用罐内。如果是生产中的设备和管道发生泄漏，应立即停止生产，并迅速关闭有关阀门切断物料输送。泄漏地带有水源时，应用干砂土围成隔离带，将泄漏的三氯氢硅与水隔离开来。抢险人员进入危险区域时应佩戴自给式呼吸器或防毒面具。应先查明泄漏部位的泄漏状况。由于贮存三氯氢硅的容器为常压容器，应针对不同的泄漏部位采取不同的堵漏措施，切断泄漏源，用砂土、水泥吸收残留液

五、结语

安全生产是第一要素，本文通过对二甲基氯硅烷的安全生产以及对三氯氢硅安全生产介绍了有机硅行业的安全生产注意事项。

参考文献

[1] 胡江丽.中国有机硅单体产业“十一五”发展状况及“十二五”发展趋势[J].杭州化工，2011.

[2] 陈玮淼.需求迅速增长有机硅将进入高速发展期[N].中国化工报，2011.