具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、外、内……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

在硅油生产过程中，常需要使用碱性催化剂，四甲基氢氧化铵是一种性能优良的碱性催化剂，然而，其在135～150℃下常常会分解为甲醇和三甲胺，产生废气，现有的废气的处理方法往往是将其通入酸溶液中吸收，还需源源不断补给催化剂，比较浪费。

鉴于此，本发明提出一种生产硅油废气的处理方法，旨在提供一种生产硅油废气的处理方法，实现催化剂四甲基氢氧化铵的循环利用，减少浪费。本发明附图中，图1为本发明提出的生产硅油废气的处理方法的一实施例的流程示意图。

本发明提出一种生产硅油废气的处理方法，包括以下步骤：

S10、将生产硅油废气用于制备四甲基氢氧化铵，得到四甲基氢氧化铵和剩余气体。

对于制备四甲基氢氧化铵的方法，本发明不做限制，例如可以是沉淀法、离子交换树脂法、加成法、离子膜法、离子膜电解法等，优选地，本发明采用离子膜电解法，这种方法更加简单、制得的四甲基氢氧化铵的纯度也更高，具体地，步骤S10包括：

S11、在加压条件下，将生产硅油废气与碳酸二甲酯加热反应后，释放压力，得混合物和剩余气体。

生产硅油废气的温度一般在100℃以上，其中含有三甲胺和甲醇，三甲胺作为反应物，甲醇在加压条件下液化，作为三甲胺和碳酸二甲酯反应的极性溶剂，在加热加压条件下，促进两者发生以下反应：

(CH₃)₃N+CH₃OCOOCH₃→(CH₃)₄NOCOOCH₃

可以理解的是，当生产硅油废气中甲醇的含量过少，不能溶解三甲胺和碳酸二甲酯时，可以再加入一定量的甲醇，当甲醇含量较多，使三甲胺和碳酸二甲酯浓度较低，可以再加入三甲胺和碳酸二甲酯，进行调整。

优选地，加热温度为100～145℃，反应可以在高压反应釜中进行，生产硅油废气的温度一般在100℃以上，可以节省加热物料所用的能量，将上述废气通入高压反应釜中之后，加入碳酸二甲酯，再根据反应釜内的温度进行加热加压。

优选地，加压的压力为2.8～3.8MPa，例如可以是2.8MPa、2.9MPa、3MPa、3.1MPa、3.2MPa、3.3MPa、3.4MPa、3.5MPa、3.6MPa、3.7MPa、3.8MPa等，上述压力下，反应较为快速充分。

需要说明的是，本发明实施例中，先将生产硅油废气通入到高压釜中，再加入碳酸二甲酯，物料加入完毕后，先加压至预设压力，再升温至预设温度。

对于反应时间，本发明不做限制，优选地，反应时间为6～7h，例如可以是6h、6.5h、7h等，研究表明，上述反应时间范围内，反应较为充分。

得到的剩余气体可以直接进行步骤S20。

S12、将所述混合物减压蒸馏得到第一中间体，向所述第一中间体中加入水并在85～95℃下进行水解反应，得到第二中间体。

本步骤中，将得到的混合物分离得到第一中间体(CH₃)₄NOCOOCH₃，分离采用减压蒸馏的方式，借助于真空泵降低系统内压力，降低液体的沸点，优选地，在本发明实施例中，所述减压蒸馏的真空度为0.02～0.04MPa。例如可以是0.02MPa、0.03MPa、0.04MPa等，上述真空度下，可以将第一中间体从混合物中蒸馏出。

将第一中间体(CH₃)₄NOCOOCH₃水解，目的是得到第二中间体(CH₃)₄NOCOOH，其反应方程式如下：

(CH₃)₄NOCOOCH₃+H₂O→(CH₃)₄NOCOOH+CH₃OH

反应需要在85～95℃下进行，上述温度下，水解反应较为充分，水解反应时间优选为3～5h，如3h、4h、5h等，研究表明，上述时间后，转化率较高，达到90％以上。

此外，优选地，所述第一中间体的质量与水的质量之比为1：(3～5)，例如1:3、1:4、1:5等，上述配比范围内，第一中间体水解更加迅速、充分。

S13、将所述第二中间体电解，得到四甲基氢氧化铵。

第二中间体电解的原理是：水分子的阳极失去电子，生成H⁺和O₂，H⁺和HCO₃ ^-反应生成H₂O和CO₂，解离出(CH₃)₄N⁺，而阴极的H₂O得到电子析出H₂，游离出OH^-，在电场力的作用下，(CH₃)₄N⁺穿过阳离子交换膜到达阴极，与结合OH^-得到(CH₃)₄NOH。

可以理解的是，在第二中间体电解之前，需要将第二中间体溶于水，优选地，电解时，所述第二中间体的浓度为0.5～0.8mol/L，例如可以是0.5mol/L、0.6mol/L、0.7mol/L、0.8mol/L等，上述浓度范围内，电解生成四甲基氢氧化铵的速率高。

电解过程的反应方程式为：

(CH₃)₄NOCOOH+2H₂O→(CH₃)₄NOH+O₂+CO₂+H₂

上述电解过程中，电解产物为氢气、氧气和二氧化碳，可以直接排放，无需进行尾气处理，更加绿色可持续。

可以理解的是，当生产硅油废气中三甲胺和甲醇含量较低时，可以等硅油生产持续一段时间，将不断产生的生产硅油废气中的三甲胺和甲醇富集之后，再进行步骤S10。

S20、将所述剩余气体冷却，得到冷却气体。

剩余气体中，主要含有没有参加反应的三甲胺、甲醇和碳酸二甲酯，上述气体可以先冷却降温，冷却可以用换热器进行，冷却介质优选为水，水的比热容较大，且价廉易得，经过换热器的水温度升高，可以用来做生活用水，如洗澡等，提高了热量利用效率。

此外，优选地，得到的冷却气体的温度为15～25℃，上述温度基本为室温，便于后续的吸收。

S30、将所述冷却气体依次通入酸溶液、甲醇溶液中后，得到净化气体。

酸溶液用来吸收剩余气体中的三甲胺，甲醇溶液用来吸收剩余气体中的甲醇、碳酸二甲酯等有机物，通过设置两个溶液，吸收更加充分。

进一步地，为了充分吸收三甲胺，防止其污染空气，优选地，所述通入酸溶液包括依次通入盐酸溶液、硫酸溶液。两次通入酸溶液，使得三甲胺的除去更加充分。更优选地，盐酸溶液浓度为2～3moll/L，所述硫酸溶液的浓度为3～5moll/L，研究表明，上述浓度下，三甲胺吸收较为充分。

可以理解，上述盐酸的浓度和硫酸的浓度可以同时满足，也可以只满足其中一个，而作为本发明的优选实施例，上述两者同时满足，有利于将剩余气体中的三甲胺充分吸收。

本发明实施例提出的生产硅油废气的处理方法，将废气直接用来制备四甲基氢氧化铵，一方面利用了废气中的余热，减小了四甲基氢氧化铵制备过程中的能量损耗；另一方面利用废气中的甲醇和三甲胺制备四甲基氢氧化铵，制备的四甲基氢氧化铵可以重新作生产硅油的催化剂，实现了甲醇和三甲胺及四甲基氢氧化铵的循环利用，符合可持续发展要求。

以下给出本发明提出的面条的制备方法的一实施例：

(1)在2.8～3.8MPa压力条件下，将生产硅油废气与碳酸二甲酯加热至100～145℃反应6～7h后，释放压力，得混合物和剩余气体；

(2)将所述混合物在0.02～0.04MPa的真空度下减压蒸馏得到第一中间体，向所述第一中间体中加入水(第一中间体的质量与水的质量之比为1：(3～5))，并在85～95℃下进行水解反应3～5h，得到第二中间体；

(3)将所述第二中间体电解，电解时，第二中间体的浓度为0.5～0.8mol/L，得到四甲基氢氧化铵；

(4)将剩余气体用水冷却至15～25℃后，依次通入2～3moll/L的盐酸溶液、3～5moll/L的硫酸溶液、甲醇溶液中后，得到净化气体。

以下结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细说明，应当理解，以下实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

(1)在2.8MPa压力条件下，将生产硅油废气与碳酸二甲酯加热至100℃反应6h后，释放压力，得混合物和剩余气体；

(2)将所述混合物在0.02MPa的真空度下减压蒸馏得到第一中间体，向所述第一中间体中加入水(第一中间体的质量与水的质量之比为1：3)，并在85℃下进行水解反应3h，得到第二中间体；

(3)将所述第二中间体电解，电解时，第二中间体的浓度为0.5mol/L，得到四甲基氢氧化铵。

(4)将剩余气体用水冷却至15℃后，依次通入2moll/L的盐酸溶液、3moll/L的硫酸溶液、甲醇溶液中后，得到净化气体。

经过红外光谱和核磁共振光谱分析可知，步骤(3)得到的产物是四甲基氢氧化铵，经计算可知，步骤(4)得到的净化气体中，三甲胺的去除率为97％，甲醇的去除率为98％。

实施例2

(1)在3.8MPa压力条件下，将生产硅油废气与碳酸二甲酯加热至145℃反应7h后，释放压力，得混合物和剩余气体；

(2)将所述混合物在0.04MPa的真空度下减压蒸馏得到第一中间体，向所述第一中间体中加入水(第一中间体的质量与水的质量之比为1：5)，并在95℃下进行水解反应5h，得到第二中间体；

(3)将所述第二中间体电解，电解时，第二中间体的浓度为0.8mol/L，得到四甲基氢氧化铵；

(4)将剩余气体用水冷却至25℃后，依次通入3moll/L的盐酸溶液、5moll/L的硫酸溶液、甲醇溶液中后，得到净化气体。

经过红外光谱和核磁共振光谱分析可知，步骤(3)得到的产物是四甲基氢氧化铵，经计算可知，步骤(4)得到的净化气体中，三甲胺的去除率为98％，甲醇的去除率为98％。

实施例3

(1)在3.3MPa压力条件下，将生产硅油废气与碳酸二甲酯加热至125℃反应6.5h后，释放压力，得混合物和剩余气体；

(2)将所述混合物在0.03MPa的真空度下减压蒸馏得到第一中间体，向所述第一中间体中加入水(第一中间体的质量与水的质量之比为1：4)，并在90℃下进行水解反应4h，得到第二中间体；

(3)将所述第二中间体电解，电解时，第二中间体的浓度为0.6mol/L，得到四甲基氢氧化铵；

(4)将剩余气体用水冷却至20℃后，依次通入2.5moll/L的盐酸溶液、4moll/L的硫酸溶液、甲醇溶液中后，得到净化气体。

经过红外光谱和核磁共振光谱分析可知，步骤(3)得到的产物是四甲基氢氧化铵，经计算可知，步骤(4)得到的净化气体中，三甲胺的去除率为99％，甲醇的去除率为97％。

实施例4

(1)在3.5MPa压力条件下，将生产硅油废气与碳酸二甲酯加热至120℃反应6～7h后，释放压力，得混合物和剩余气体；

(2)将所述混合物在0.02MPa的真空度下减压蒸馏得到第一中间体，向所述第一中间体中加入水(第一中间体的质量与水的质量之比为1：5)，并在88℃下进行水解反应3h，得到第二中间体；

(3)将所述第二中间体电解，电解时，第二中间体的浓度为0.7mol/L，得到四甲基氢氧化铵；

(4)将剩余气体用水冷却至23℃后，依次通入3moll/L的盐酸溶液、3moll/L的硫酸溶液、甲醇溶液中后，得到净化气体。

经过红外光谱和核磁共振光谱分析可知，步骤(3)得到的产物是四甲基氢氧化铵，经计算可知，步骤(4)得到的净化气体中，三甲胺的去除率为96％，甲醇的去除率为99％。

实施例5

(1)在3MPa压力条件下，将生产硅油废气与碳酸二甲酯加热至130℃反应7h后，释放压力，得混合物和剩余气体；

(2)将所述混合物在0.04MPa的真空度下减压蒸馏得到第一中间体，向所述第一中间体中加入水(第一中间体的质量与水的质量之比为1：3)，并在92℃下进行水解反应3～5h，得到第二中间体；

(3)将所述第二中间体电解，电解时，第二中间体的浓度为0.5mol/L，得到四甲基氢氧化铵；

(4)将剩余气体用水冷却至17℃后，依次通入2moll/L的盐酸溶液、5moll/L的硫酸溶液、甲醇溶液中后，得到净化气体。

经过红外光谱和核磁共振光谱分析可知，步骤(3)得到的产物是四甲基氢氧化铵，经计算可知，步骤(4)得到的净化气体中，三甲胺的去除率为98％，甲醇的去除率为97％。

实施例6

(1)在3.6MPa压力条件下，将生产硅油废气与碳酸二甲酯加热至140℃反应6h后，释放压力，得混合物和剩余气体；

(2)将所述混合物在0.04MPa的真空度下减压蒸馏得到第一中间体，向所述第一中间体中加入水(第一中间体的质量与水的质量之比为1：4)，并在86℃下进行水解反应4h，得到第二中间体；

(3)将所述第二中间体电解，电解时，第二中间体的浓度为0.5mol/L，得到四甲基氢氧化铵；

(4)将剩余气体用水冷却至24℃后，依次通入2moll/L的盐酸溶液、4moll/L的硫酸溶液、甲醇溶液中后，得到净化气体。

经过红外光谱和核磁共振光谱分析可知，步骤(3)得到的产物是四甲基氢氧化铵，经计算可知，步骤(4)得到的净化气体中，三甲胺的去除率为98％，甲醇的去除率为98％。

综上，本发明提出的生产硅油废气的处理方法，利用废气制备出四甲基氢氧化铵，利用了废气中的余热，减小了四甲基氢氧化铵制备过程中的能量损耗，实现了催化剂四甲基氢氧化铵的循环利用，减少浪费，且废气处理效率高，三甲胺和甲醇的去除率达到95％以上。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。