Решење за процес пречишћавања за силиконско уље

1. у вези са Увод у силиконско уље

Силиконско уље се односи на течне полиорганосилоксане са Си-О-Си као главном ланцом. Диметил силиконско уље је најчешћи тип. Безбојна и транспарентна, физиолошки инертна, отпорна на високе и ниске температуре, изолативна и хидрофобна, а има стабилну вискозност. Широко се користи као индустријски медијум за пренос топлоте, средство за ослобођење пластике, подлога за изглађивање свакодневних хемикалија и електронска изолативна импрегнирачка течност, задовољавајући производне захтеве више индустрија.

2. Уколико је потребно. Четири главне тачке оштријег очишћења силиконског уља и решавање логике молекуларне дестилације

Точка бол 1: Силиконско уље садржи велике количине нискомолекуларних цикличних силоксанских нечистоћа (Д4/Д5/Д6 итд.), које се не могу темељно уклонити конвенционалном дестилацијом и озбиљно смањују квалитет производа

Полимеризација силиконског уља је реверзивна равнотежна реакција. Навршени производи природно задржавају 12% до 14% нискомолекуларних цикличних силоксана (Д3 до Д20), нереагираних мономера, растварача и нискомолекуларних силоксана са кратким ланцем.

Силиконско уље ниске квалитете: конвенционална ректификација вакуумом може само делимично уклонити лаге мале молекуле, са остатком летелице у распону од 1% до 3%.

У највишим сценаријама (електроника, медицинска терапија, оптичка) наметну се строги захтеви за нискомолекуларне остатке ≤100 ппм. Остатке малих молекула ће се стално нестајати, узрокујући неуспех изолације електронских контаката, магла у сочивима и иритација људског тела због падања из медицинских имплантата.

Недостаци конвенционалне ректификације: Сепарација се ослања искључиво на разлику температуре кључања. Високомолекуларни циклични силосани имају тачке кључања веће од 400 °C, док је максимална температура грејања конвенционалних кула негативног притиска 250 °C, што омета испарење и сепарацију, тако остављајући велику количину нечистоћа.

Логика циљаног решења

Молекуларна дестилација постиже сепарацију на основу разлике у молекуларном просечном слободном путу уместо само тачке кључања:

Опрема одржава висок вакуум (0,001 ~ 1 Па) како би се значајно продужио просечан слободан пут материјалних молекула.

Мале молекуле лаких компоненти излазе и лете директно у уграђени кондензатор за рекуперацију; макромолекуларно силиконско уље има кратку средњу слободну пут и не може да достигне површину кондензације, тече дуж грејачког зида као готови производи.

Многостепени молекуларни дестилација може смањити нискомолекуларне нечистоће до испод 100 ppm, смањујући летљиве материје са 1,5% на мање од 0,3%, задовољавајући строге стандарде чистоће за електронске и медицинске производе.

Точка бол 2: Силиконско уље је топлосензибилан полимер; дуготрајно загревање на високој температури узрокује пукотине, оксидацију, прекретниве везе и пробој, а главни синџир Си-О силиконског уља је склоан кршењу под високом температуром

Када температура пређе 260°С са дугим временом боравка, молекуларни ланаци се разбијају да би се створило више малих молекула, што доводи до трајног погоршања вискозитета и стабилности производа.

Останци катализатора киселина-база у комбинацији са високом температуром покрећу обрнуто полимеризацију и континуирано распадање силиконског уља.

Оксидација се јавља када се излага ваздуху на високој температури, претварајући производе у жуте и смањујући транспарентност, губећи вредност високог производа.

Уобичајено ректификација вакуума задржава статички акумулирани материјал унутар реактора са временом загревања од десетина минута. Да би се испариле нечистоће са високим кључањем, температура мора бити подигнута на 240 ~ 280 °C, што доводи до масивне топлотне оксидације и пуцања материјала и оштећења квалитета готовог производа.

Логика циљаног решења

Нискотемпературна сепарација: Високи вакуум смањује потребну температуру сепарације за 80 ~ 150 °C у поређењу са конвенционалном дестилацијом, далеко испод критичне температуре за термичко крекинг силиконског уља.

Екстремно кратко време загревања: Скрапер формира ултратънки течни филм од 0,01 ~ 0,1 мм силом, а материјали остају у зони загревања само неколико секунди до више од десет секунди, без скоро никаквог ризика од топлотне деградације.

Потпуно затворено високо вакуумско окружење без кисеоника како би се изоловали оксидативни ефекти из ваздуха, потпуно сачувајући транспарентност и топлотну стабилност готових производа.

Точка проблема 3: Силиконско уље има високу вискозност; конвенционална опрема пружа изузетно ниску ефикасност преноса топлоте, склона локалном прегревању и пенима

Силиконско уље средње и високе вискозности има лошу флуидитет, а конвенционални вакуумни реактори и паковани куле имају фаталне дефекте:

Дебљи материјали доводе до лошег преноса топлоте, локалног прегревања и коксирања на дну реактора, а коксиране супстанце на зиду контаминирају производе.

Током грејања и кључања настаје велика количина пена, а пена уводи макромолекуларно силиконско уље у дестилат, што резултира оштрим падом уноса готовог производа.

Брзина дифузије малих молекула на површину течности у статичној течној фази је спора, што доводи до ниске ефикасности сепарације, која захтева понављање ректификације 3 до 5 пута и удвостручавање потрошње енергије и трошкова радног труда.

Логика циљаног решења

Присилно формирање филма од стране шкрапера: Ротор шкрапира материјале на високој брзини како би формирао равномерни ултратън течни филм на унутрашњем зиду испаритеља, повећавајући ефикасност преноса топлоте и масе десетине пута без локалних високих температурних врућих тачака.

Сепарација без кључања: Молекуларна дестилација се ослања на испаравање слободне површине без насилног кључања и пене, елиминишући уношење макромолекуларног силиконског уља пеном и стабилизујући добитак готовог производа изнад 95%.

Ултра-тнак течни филм убрзава дифузију и излазак малих молекула; једнократна сепарација може постићи ефекат пречишћавања еквивалентан 3 ~ 5 пута ректификацији конвенционалне опреме, знатно скраћујући проток процеса.

Бол Поент 4: Конвенционални процеси пречишћавања имају низак принос, тешку регенерацију нуспродуката, велики притисак на заштиту животне средине и високе трошкове

Поновно пуцање на високој температури у конвенционалној ректификацији узрокује масивни губитак распада силиконског уља, а принос главног производа је само 70% ~ 80%.

Одстрањени циклични силосани као што је Д4/Д5 су високовредне сировине, али конвенционални куле пружају лошу чистоту сепарације, што омогућава рециклирање. Они се могу третирати само као опасни отпад, што изазива отпад сировина и високе трошкове уклањања чврстог отпада.

Неки процеси захтевају прање водом и екстракцију растварача како би се уклониле нечистоће, стварајући велике количине солене органске отпадне воде и високе трошкове за третман животне средине.

Логика циљаног решења

Ниска температура и кратко време загревања минимизирају топлотне оштећење, са силиконим уљем главни производ добит ≥92%.

Мале молекуле лаких компоненти се одвојено кондензирају и прикупљају. Д4/Д5 са високом чистошћу може се директно вратити у процес полимеризације за рециклирање, побољшавајући стопу коришћења сировине.

Чиста физичка сепарација без додавања растварача, нема отпадних вода у целој процеси, што поједноставља процедуре за заштиту животне средине након обраде.

Доступна је континуирана и аутоматска производња. У поређењу са вакуумским реакторима у серији, потрошња енергије и трошкови радне снаге по јединици производа су значајно смањени.