使用吸附剂共聚物耗减混合物中的有机硅组分的方法和用于实施该方法的装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于从混合物中移除有机硅组分的方法和装置。所述方法和装置采用二烯基官能化芳香族烃和聚有机硅氧烷的共聚物作为所述吸附剂。

Method of using adsorbent copolymer to reduce organosilicon component in mixture and device for implementing the method

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用吸附剂共聚物耗减混合物中的有机硅组分的方法和用于实施该方法的装置相关专利申请的交叉引用根据美国法典第35篇第119(e)节(35U.S.C.§119(e))的规定，本申请要求提交于2017年3月14日的序列号为62/470904的美国临时专利申请的权益。据此将序列号为62/470904的美国临时专利申请以引用方式并入。
一种用于耗减混合物中的有机硅组分的方法，该方法包括通过二烯基官能化芳香族烃和聚有机硅氧烷的共聚物吸附有机硅组分的至少一些。该共聚物可为二乙烯基苯/聚二甲基硅氧烷共聚物。还公开了一种用于实施该方法的装置。
技术介绍
减少有机硅物质诸如挥发性聚二有机硅氧烷(例如，环状聚二烷基硅氧烷和/或线性聚二烷基硅氧烷低聚物)通常是化工制造中以及工艺气体流出物或废水流的处理中成本高昂的步骤。多孔固体吸附剂诸如活性炭或分子筛已用于此类目的。然而，因为此类固体吸附剂依赖于吸附到孔中，因此它们可能具有以下缺点：受到质量传递限制，需要大量能量输入以通过解吸再生，以及/或者易于积垢和毛细凝聚。有机硅液体也已用于移除有机硅物质，因为它们相比于多孔固体吸附剂更易于再生、具有更快的动力学、并且/或者较不易积垢。然而，如果任何有机硅液体被夹带或带到进料混合物中，则使用有机硅液体的现有方法(其中待处理的进料混合物直接与有机硅液体接触)可能需要附加的液体分离步骤，或反之亦然。为了避免此类问题，已使用采用膜分离器的方法。然而，膜分离器具有缺点，即它们可增加设备成本并且易于积垢。待解决的问题工业上需要从产物、工艺气体流出物或废水流中移除有机硅物质的方法，其中相比于现有方法和装置，用于此类方法和装置中的此类吸附剂可易于再生、较不易积垢、并且/或者具有更少的质量传递限制。
技术实现思路
一种用于耗减混合物中的有机硅组分的方法，该方法包括通过二烯基官能化芳香族烃和聚有机硅氧烷的共聚物吸附有机硅组分的至少一些，从而富集有机硅组分中的共聚物并耗减有机硅组分中的混合物。附图说明图1为可用于实施本文所述方法的装置的示例。具体实施方式用于耗减包含有机硅组分和至少一种其他组分(其不同于有机硅组分)的混合物中的有机硅组分的方法形成耗减的混合物，该耗减的混合物相比于在实施该方法之前包含较少的有机硅组分。该方法包括：1)通过二烯基官能化芳香族烃和聚有机硅氧烷的共聚物吸附有机硅组分的至少一些，从而形成耗减的混合物；并且用所吸附的有机硅组分富集该共聚物，从而形成富集的共聚物，2)从富集的共聚物中解吸有机硅组分的至少一些，从而形成解吸的有机硅组分和再生的共聚物；和3)在重复步骤1)中使用再生的共聚物作为共聚物的全部或一部分。该方法任选地还可包括：在步骤1)之后引导耗减的混合物中的一种或两种和/或在步骤2)之后引导解吸的有机硅组分(例如，至所需的位置)。在该方法的步骤1)中，方法条件(诸如压力和温度)可使得有机硅组分的至少一些处于气相。该条件可使得该混合物被加热。用于加热的温度可高于有机硅组分的沸点。作为另外一种选择，可将温度选择成使得所有有机硅组分处于气相。作为另外一种选择，该方法还可包括在步骤1)之前汽化该混合物。该混合物可通过任何便利的方式诸如加热(例如，高于该混合物的沸腾温度)汽化。不受理论的束缚，据认为，只要混合物中有机硅组分的分压超出共聚物中或共聚物表面上有机硅组分的分压，就存在足够的驱动力以将有机硅组分的质量转移到共聚物的本体中和/或到共聚物的表面上。该混合物可与共聚物接触一定量时间，足以允许共聚物从该混合物中吸附有机硅组分的至少一些。该混合物可与共聚物在步骤1)中直接接触，即，在不使用膜的情况下。该混合物可为液体。作为另外一种选择，该混合物可在步骤1)期间处于气相。有机硅化合物可吸附在共聚物的表面上，吸收到共聚物的本体中，或这两者。可进行该方法的步骤2)以再生共聚物。随着共聚物吸附有机硅组分，吸附速率可降低并且/或者共聚物可溶胀。希望从共聚物中解吸有机硅组分的至少一些，使得共聚物能够再生并再使用。在步骤2)期间和/或之后，可任选地回收有机硅组分。可通过停止方法的步骤1)并再生共聚物，然后在步骤2)之后重复步骤1)来进行共聚物的再生。作为另外一种选择，可将该混合物改变路线以继续步骤1)，同时对富集的共聚物进行步骤2)。该方法的示例示于下图1中。可通过任何便利的方式，诸如加热，任选地通过与富集的共聚物接触的干燥空气气体流或惰性气体流吹扫来进行富集的共聚物的再生。还可能通过将富集的共聚物暴露于减压(例如，小于大气压)下，并且/或者使富集的共聚物与耗减有机硅组分的扫描流接触，在较低的温度(例如，25℃的室温或更低的温度)下解吸。作为另外一种选择，将富集的共聚物暴露于溶胀或不溶胀富集的共聚物的溶剂中也可用于再生富集的共聚物。作为另外一种选择，可使用液体萃取，例如溶剂或超临界流体萃取来再生富集的共聚物。该方法还包括步骤3)，其中再生的共聚物可再用于重复步骤1)。重复步骤1)中所用的共聚物可全部为再生的共聚物，作为另外一种选择，用于重复步骤1)的共聚物的一部分可为再生的共聚物，剩余部分为新鲜共聚物。该方法还包括：将下列物质中的一者或两者引导至所需位置：i)在步骤1)期间和/或之后的耗减的混合物，以及ii)在步骤2)期间和/或之后的解吸的有机硅组分。可通过任何便利的方式进行引导，诸如将耗减的混合物通过通道诸如管道、管线或其他导管进料至所需位置，诸如回收操作。回收操作可包括冷却装置，诸如热交换器或冷凝器。回收操作可包括收集装置，诸如用于储存耗减的混合物的储罐、贮存器或其他容器，和/或用于储存有机硅组分的储罐。作为另外一种选择，诸如当耗减的混合物将用作反应物时，可将耗减的混合物引导至不同的操作。作为另外一种选择，诸如当有机硅组分将用作反应物时，可将有机硅组分引导至不同的操作。作为另外一种选择，可将耗减的混合物和有机硅组分中的一者或两者引导至收集容器。例如，当该方法用于纯化有机硅组分的混合物时；耗减的混合物是纯化的混合物，其可通过任何便利的方式回收和/或引导，诸如将耗减的混合物通过通道诸如管道、管线或其他导管进料至热交换器或冷凝器并且当该混合物在步骤1)中被加热和/或处于气相时在其中冷却。作为另外一种选择，回收纯化的混合物可包括将纯化的混合物从冷凝器(上述)进料至不同的反应器，在这些反应器中纯化的混合物用作反应物或溶剂。在一个实施方案中，该混合物包含作为有机硅组分的环状聚有机硅氧烷和作为混合物中的至少一种其他组分的聚有机硅氧烷(不同于环状聚有机硅氧烷)。在该混合物中使用本文所述的方法能够产生包含聚有机硅氧烷(不含环状聚有机硅氧烷)的纯化的混合物。可将该纯化的混合物引导至待测试、包装和/或销售的收集容器，或者可将纯化的混合物引导至不同的过程并在制备含聚有机硅氧烷产物中用作反应物或其他成分。作为另外一种选择，当该混合物为废水并且耗减的混合物为纯化的水时，纯化的水可通过将纯化的水进料(例如，泵送)到待测试的过程或到环境中来引导。作为另外一种选择，当该混合物为空气，并且耗减的混合物为纯化的空气时，纯化的空气可经由管道系统鼓风或泵送引导到空气处理体系或通风体系中。应当理解，通过其引导在步骤1)期间和/或之后耗减的混合物与在步骤2)期间和/或之后解吸的有机硅组分中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于耗减包含有机硅组分和至少一种其他组分的混合物中的所述有机硅组分的方法，所述方法包括：1)通过二烯基官能化芳香族烃和聚有机硅氧烷的共聚物吸附所述有机硅组分的至少一些，从而形成耗减的混合物，所述耗减的混合物相比于在吸附之前的所述混合物包含较少的所述有机硅组分；并且用吸附的有机硅组分富集所述共聚物，从而形成富集的共聚物；2)从所述富集的共聚物中解吸所述吸附的有机硅组分的至少一些，从而形成解吸的有机硅组分和再生的共聚物，所述再生的共聚物相比于在解吸之前的所述富集的共聚物包含较少的所述吸附的有机硅组分；以及3)在重复步骤1)中使用所述再生的共聚物作为所述共聚物的全部或一部分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.03.14 US 62/4709041.一种用于耗减包含有机硅组分和至少一种其他组分的混合物中的所述有机硅组分的方法，所述方法包括：1)通过二烯基官能化芳香族烃和聚有机硅氧烷的共聚物吸附所述有机硅组分的至少一些，从而形成耗减的混合物，所述耗减的混合物相比于在吸附之前的所述混合物包含较少的所述有机硅组分；并且用吸附的有机硅组分富集所述共聚物，从而形成富集的共聚物；2)从所述富集的共聚物中解吸所述吸附的有机硅组分的至少一些，从而形成解吸的有机硅组分和再生的共聚物，所述再生的共聚物相比于在解吸之前的所述富集的共聚物包含较少的所述吸附的有机硅组分；以及3)在重复步骤1)中使用所述再生的共聚物作为所述共聚物的全部或一部分。2.根据权利要求1所述的方法，还包括：在步骤1)期间和/或之后引导所述耗减的混合物。3.根据权利要求1所述的方法，还包括在步骤2)期间和/或之后引导所述解吸的有机硅组分。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述共聚物为二乙烯基苯和加成反应可聚合聚二甲基硅氧烷的加成反应产物。5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述有机硅组分为聚合度为3至12的环状聚有机硅氧烷、硅烷或聚合度最高14的非环状聚有机硅氧烷。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述混合物的所述至少一种其他组分包括不同于所述有机硅组分的非挥发性有机液体或非挥发性聚有机硅氧烷液体。7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中所述混合物为工艺蒸气/气体流，并且所述耗减的混合物为耗减的工艺蒸气/气体。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述共聚物具有选自下列的形式：薄膜、被涂覆的载体材料、纳米棒、纳米球、小珠、颗粒、粉末、球粒、微粒和纤维。9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中所述共聚物通过包括下列步骤的方法制备：i)成分的自由基聚合，所述成分包含：a)水相，所述水相包含：i)水，任选地，ii)非离子表面活性剂，iii)盐；和b)有机相，所述有机相包含：i)烃，ii)每分子具有至少一个硅键合的脂族不饱和烃基团的聚有机硅氧烷，iii)引发剂，和iv)二烯基芳香族烃单体，和任选地，v)单烯基芳香族单体；以及ii)然后移除所述溶剂。10.根据权利要求9所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·安，A·格雷内尔，R·O·休伯，J·汤普森，
申请(专利权)人：美国陶氏有机硅公司，
类型：发明
国别省市：美国,US