一種甲基三丁酮肟基矽烷的製備方法

2023-09-14 07:52:45

專利名稱：一種甲基三丁酮肟基矽烷的製備方法
技術領域：
本發明涉及一種矽烷交聯劑的製備方法，尤其涉及一種甲基三丁酮肟基矽烷的制 備方法。
背景技術：
甲基三丁酮肟基矽烷主要是用作室溫硫化矽橡膠的交聯劑。現有的甲基三丁酮肟 基矽烷的製備方法是在反應釜中投入丁酮肟和溶劑，通過高位槽慢慢滴加甲基三氯矽烷； 滴完繼續反應一段時間，靜置分層；上層物料中和後蒸發溶劑得到成品，下層物料去回收丁 酮肟。上述工藝存在如下缺點(1)反應為間歇性生產，效率低，產量小，且品質不穩定。(2)反應為間歇操作，接觸空氣機會多，造成產物水解，因此產品品質較差。(3)反應過程溶解在下層沉澱物中的成品無法回收，造成產品浪費，收率低。(4)生產成本高，生產1噸甲基三丁酮肟基矽烷需要消耗0.9-1. 1噸丁酮肟，丁酮 肟回收過程中，能耗大，易流失。(5)生產過程中產生大量溶解有丁酮肟和產品的廢水無法處理，汙染環境。(6)副產品氯化銨中含有丁酮肟和矽氧烷的雜質，利用價值低。

發明內容
本發明的目的是提供一種甲基三丁酮肟基矽烷的連續生產方法，具有反應轉化率 高、產品回收率高、丁酮肟消耗小、且副產物氯化銨純度高、對環境無汙染等優點。為達到以上目的，本發明採取的技術方案為一種甲基三丁酮肟基矽烷的製備方法，其特徵在於該方法包括以下步驟a.將一甲基三氯矽烷、丁酮肟和120#溶劑按進料質量比為1 3.55-3.6 1分 別由進料泵經流量計連續的打入到釜式帶攪拌的反應器(1)中，反應溫度控制在30-40°C， 反應出料由泵( 打入循環冷卻器C3)冷卻後一部分循環到釜式反應器(1)中，循環量控 制在20-30m3/h;另一部分採出，採出的物料經過兩相分離器(4)沉降分離分層後，上層為 溶劑和甲基三丁酮肟基矽烷、以及未反應的丁酮肟和少量夾帶的丁酮肟鹽酸鹽的粗品，下 層為丁酮肟鹽酸鹽沉澱物；b.上層粗品經泵(5)打入與氨氣在中和器(6)中中和，使粗品中夾帶的丁酮肟鹽 酸鹽和氯離子轉化為氯化銨固體，再經過濾器(7)將反應生成氯化銨固體過濾出來，濾後 的粗品液經薄膜蒸發器(8)蒸餾，蒸出溶劑和未反應的丁酮肟，薄膜蒸發器(8)釜底即可得 到高純度的甲基三丁酮肟基矽烷成品。在上述的步驟中120#溶劑在反應過程中的作用為萃取甲基三丁酮肟基矽烷產 品，使物料能更好的溶解，降低混合物的粘度，傳熱傳質效果好。反應採用釜式攪拌器反應、 泵打循環的反應系統，攪拌能更好的使物料分散，充分接觸反應；採用泵打循環的目的是一 來可以使反應過程中的熱量及時的通過泵後冷卻器帶走而保持反應溫度在30-40°C，二來循環的物料以較大流量進入到反應器中可以使反應器中物料充分返混，更進一步反應從而 得到高的轉化率。作為優選，所述步驟a中的下層丁酮肟鹽酸鹽沉澱物由泵(11)打入渦輪萃取塔 (12)上部，所述步驟b中經薄膜蒸發器(8)蒸發出的溶劑和未反應的丁酮肟由泵(9)打入 溶劑儲罐(10)後再進入萃取塔(1 下部循環使用。作為優選，萃取塔(1 中使用的物料有丁酮肟鹽酸鹽沉澱物、薄膜蒸發器(8)蒸 發出的溶劑和未反應的丁酮肟，其中溶劑粗品和丁酮肟鹽酸鹽沉澱物的進料體積流量比為 1 2-3，溶劑粗品與丁酮肟鹽酸鹽沉澱物在萃取塔(1 內進行液液傳質，充分萃取出丁酮 肟鹽酸鹽沉澱物中夾帶的成品，萃取出的帶甲基三丁酮肟基矽烷成品的溶劑由萃取塔頂部 溢出，收集在溶劑儲罐(19)中，由溶劑輸送泵(1 打入反應器(1)循環使用。萃取塔(1 內有很多轉盤，攪拌帶動轉盤高速旋轉產生脈衝，使兩相在軸向產生 推動力，因而可顯著提高兩相的液泛流速，同時又可保持高傳質效率，兩相塔內進行傳質傳 熱，沉澱物中的產品能充分溶解在溶劑中，由萃取塔頂部溢流出來，回收率極高。作為優選，丁酮肟鹽酸鹽被萃取後從萃取塔(1 底部出來進入中和器(14)與液 氨，氯化銨結晶器(16)中打過來循環使用的氯化銨母液一起中和反應，中和後進入油水分 離器(1 分成上下兩層，分離出上層的丁酮肟和少量溶劑，送往精餾單元回收丁酮肟；下 層的氯化銨飽和溶液進入氯化銨結晶器(16)，結晶出氯化銨固體，再經乾燥器(18)乾燥即 可得到高純度的氯化銨固體，結晶產生的氯化銨母液經泵(17)打回到中和器中循環使用。本發明的整個過程，物料都可以充分循環使用，無任何廢液產生，不汙染環境；釜 式攪拌反應器泵打循環系統使平均反應轉化率高，達97%以上，產品中甲基三丁酮肟基矽 烷含量超過97% ；丁酮肟鹽酸鹽中帶有的甲基三丁酮肟基矽烷成品通過渦輪攪拌萃取塔可 以很完全的萃取出來，萃取率達92%以上；溶解有丁酮肟的水溶液在經過氯化銨結晶器後 打回中和器再循環使用，使丁酮肟消耗量小，生產1噸甲基三丁酮肟基矽烷消耗丁酮肟在 0. 88-0. 89噸，反應過程甲基三丁酮肟基矽烷收率達95%以上，附值產品氯化銨純度高達 96% ；經過結晶器結晶、乾燥得到的氯化銨固體不含有丁酮肟等雜質，純度高，可以當做高 附值產品出售。


下面結合附圖和具體實施方式
對本發明做進一步詳細的說明。圖1為本發明的生產流程圖。
具體實施例方式反應平均轉化率指一甲基三氯矽烷轉化率和丁酮肟轉化率的平均值，此反應中一 甲基三氯矽烷在丁酮肟過量下轉化率達99. 5%以上甚至為100%，丁酮肟轉化率計算方法 為理論上生產1噸甲基三丁酮肟基矽烷所需要的丁酮肟質量與實際上所需要的丁酮肟質 量的比值。產品含量是指蒸餾出產品後，對產品進行色譜分析得出的含量值。萃取效率是 指單位時間內萃取塔頂溢出的溶劑中產品的質量與萃取前單位時間內丁酮肟鹽酸鹽沉澱 物中含產品的質量比值。丁酮肟總消耗量是指整個過程反應結束後對實際產品進行產量核 算，即生產1噸產品所需消耗的實際丁酮肟量。氯化銨純度是指測定氯化銨中含氮量從而再換算得出的。實施例1 首先投丁酮肟1. 8t，120#溶劑汽油0. 5t進反應器，開啟攪拌，啟動循環泵進行全 回流，開啟一甲進料泵以lt/h流量打入反應釜，打開循環泵泵後冷卻器冷卻水，保持溫度 在30°C，反應30min後，打開丁酮肟進料泵使丁酮肟以3. 6t/h的流量打入反應釜，打開溶 劑進料泵使溶劑以lt/h流量打入反應釜，並同時打開泵的採出閥門，保持泵循環流量為 20m3/h，採出流量為5. 6t/h ；萃取塔頂丁酮肟下層沉澱物進料流量為2. 55m3/h，塔底溶劑 進料流量控制為0. 85m3/h，萃取出產品的溶劑由泵打回反應器循環使用，萃取塔塔底沉澱 物和溶劑去中和器中和後，上層丁酮肟粗品去精餾回收丁酮肟，下層氯化銨溶液去結晶器 結晶乾燥得氯化銨純品，產生的溶解有丁酮肟的氯化銨母液打回中和器循環使用。反應系 統穩定後，連續運行72小時，經統計，整個運行過程中消耗一甲基三氯矽烷72. 8t，消耗丁 酮肟124. It,生產出甲基三丁酮肟基矽烷137. 88t，氯化銨純品77. 4t。經分析衡算反應 原料平均轉化率達97. 08 %，產品中甲基三丁酮肟基矽烷含量為97.8%，渦輪萃取塔產品 萃取率為92%，丁酮肟消耗小、生產1噸甲基三丁酮肟基矽烷總消耗丁酮肟89 ,反應過 程甲基三丁酮肟基矽烷收率達95. 2%，附值產品氯化銨純度為96. 0%。實施例2 首先投丁酮肟1. 8t，120#溶劑汽油0. 5t進反應器，開啟攪拌，啟動循環泵進行 全回流，開啟一甲進料泵以lt/h流量打入反應釜，打開循環泵泵後冷卻器冷卻水，保持溫 度在40°C，反應30min後，打開丁酮肟進料泵使丁酮肟以3. 6t/h的流量打入反應釜，打開 溶劑進料泵使溶劑以lt/h流量打入反應釜，並同時打開泵的採出閥門，保持泵循環流量 為30m3/h，採出流量為5. 6t/h ；萃取塔頂丁酮肟下層沉澱物進料流量為2. 55m3/h，塔底溶 劑進料流量控制為1. 25m3/h，萃取出產品的溶劑由泵打回反應器循環使用，萃取塔塔底沉 澱物和溶劑去中和器中和後，上層丁酮肟粗品去精餾回收丁酮肟，下層氯化銨溶液去結晶 器結晶乾燥得純品，產生的溶解有丁酮肟的氯化銨母液打回中和器循環使用。反應系統 穩定後，連續運行72小時，經統計，整個運行過程中消耗一甲基三氯矽烷71. 7t，消耗丁酮 肟122t，生產出甲基三丁酮肟基矽烷137. 92t，氯化銨純品76. 2t經分析衡算反應原料平 均轉化率達97. 9 %，產品中甲基三丁酮肟基矽烷含量為98. 2 %，渦輪萃取塔產品萃取率為 93.4%，丁酮肟消耗小、生產1噸甲基三丁酮肟基矽烷總消耗丁酮肟884kg，反應過程甲基 三丁酮肟基矽烷收率達95. 7 %，附值產品氯化銨純度為95. 8%。實施例3 首先投丁酮肟1. 8t，120#溶劑汽油0. 5t進反應器，開啟攪拌，啟動循環泵進行全 回流，開啟一甲進料泵以lt/h流量打入反應釜，打開循環泵泵後冷卻器冷卻水，保持溫度 在35°C，反應30min後，打開丁酮肟進料泵使丁酮肟以3. 55t/h的流量打入反應釜，打開 溶劑進料泵使溶劑以lt/h流量打入反應釜，並同時打開泵的採出閥門，保持泵循環流量為 30m3/h，採出流量為5. 55t/h ；萃取塔頂丁酮肟下層沉澱物進料流量為2. 55m3/h，塔底溶 劑進料流量控制為1.0m3/h，萃取出產品的溶劑由泵打回反應器循環使用，萃取塔塔底沉 澱物和溶劑去中和器中和後，上層丁酮肟粗品去精餾回收丁酮肟，下層氯化銨溶液去結晶 器結晶乾燥得純品，產生的溶解有丁酮肟的氯化銨母液打回中和器循環使用。反應系統穩 定後，連續運行72小時，經統計，整個運行過程中消耗一甲基三氯矽烷72. lt，消耗丁酮肟123. 2t，生產出甲基三丁酮肟基矽烷139. lt，氯化銨純品76. 6t。經分析衡算反應原料平 均轉化率達97. 7%，產品中甲基三丁酮肟基矽烷含量為98. 3%，渦輪萃取塔產品萃取率為 92.8%，丁酮肟消耗小、生產1噸甲基三丁酮肟基矽烷總消耗丁酮肟8^kg，反應過程甲基 三丁酮肟基矽烷收率達96. 0%，附值產品氯化銨純度為96. 2%。
權利要求
1.一種甲基三丁酮肟基矽烷的製備方法，其特徵在於該方法包括以下步驟a.將一甲基三氯矽烷、丁酮肟和120#溶劑按進料質量比為1 3.55-3.6 1分別由 進料泵經流量計連續的打入到釜式帶攪拌的反應器(1)中，反應溫度控制在30-40°C，反應 出料由泵⑵打入循環冷卻器(3)冷卻後一部分循環到釜式反應器(1)中，循環量控制在 20-30m3/h ；另一部分採出，採出的物料經過兩相分離器(4)沉降分離分層後，上層為溶劑和 甲基三丁酮肟基矽烷、以及未反應的丁酮肟和少量夾帶的丁酮肟鹽酸鹽的粗品，下層為丁 酮肟鹽酸鹽沉澱物；b.上層粗品經泵( 打入與氨氣在中和器(6)中中和，使粗品中夾帶的丁酮肟鹽酸鹽 和氯離子轉化為氯化銨固體，再經過濾器(7)將反應生成的氯化銨固體過濾出來，濾後的 粗品液經薄膜蒸發器(8)蒸餾，蒸出溶劑和未反應的丁酮肟，薄膜蒸發器(8)釜底即可得到 高純度的甲基三丁酮肟基矽烷成品。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於權利要求1步驟a中的下層丁酮肟鹽酸 鹽沉澱物由泵(11)打入渦輪萃取塔(1 上部，權利要求1步驟b中經薄膜蒸發器(8)蒸 發出的溶劑和未反應的丁酮肟由泵(9)打入溶劑儲罐(10)後再進入萃取塔(1 下部循環 使用。
3.根據權利要求2所述方法，其特徵在於萃取塔(1 中使用的物料有丁酮肟鹽酸鹽 沉澱物、薄膜蒸發器(8)蒸發出的溶劑和未反應的丁酮肟，其中溶劑粗品和丁酮肟鹽酸鹽 沉澱物的進料體積流量比為1 2-3，溶劑粗品與丁酮肟鹽酸鹽沉澱物在萃取塔(1 內進 行液液傳質，萃取出的帶甲基三丁酮肟基矽烷成品的溶劑由萃取塔頂部溢出，收集在溶劑 儲罐(19)中，由溶劑輸送泵(13)打入釜式反應器(1)循環使用。
4.根據權利要求2所述方法，其特徵在於萃取塔(1 中的丁酮肟鹽酸鹽沉澱物被 萃取後從萃取塔底部出來進入中和器(14)與液氨，氯化銨結晶器(16)中打過來循環使用 的氯化銨母液一起中和反應，中和後進入油水分離器(1 分成上下兩層，分離出上層的 丁酮肟和少量溶劑，送往精餾單元回收丁酮肟；下層的氯化銨飽和溶液進入氯化銨結晶器 (16)，結晶出氯化銨固體，再經乾燥器(18)乾燥即可得到高純度的氯化銨固體，結晶產生 的氯化銨母液經泵(17)打回到中和器中循環使用。
全文摘要
一種甲基三丁酮肟基矽烷的製備方法，包括以下步驟a.將一甲基三氯矽烷、丁酮肟和120#溶劑分別由進料泵經流量計連續的打入到釜式帶攪拌的反應器中，反應出料一部分循環到釜式反應器中，另一部分採出，採出的物料經過兩相分離器沉降分離分層後，上層為溶劑和甲基三丁酮肟基矽烷、以及未反應的丁酮肟和少量夾帶的丁酮肟鹽酸鹽的粗品，下層為丁酮肟鹽酸鹽沉澱物；b.上層粗品與氨氣在中和器中中和得到氯化銨固體並過濾，濾後的粗品液經薄膜蒸發器蒸餾，蒸出的溶劑循環到萃取塔使用，薄膜蒸發器釜底可得到高純度的甲基三丁酮肟基矽烷成品。本方法可實現甲基三丁酮肟基矽烷的連續生產，反應轉化率高，產品回收率高，對環境無汙染。其所得產品收率達到95％，其甲基三丁酮肟其矽烷的含量超過97％。
文檔編號C07F7/10GK102079753SQ20111002753
公開日2011年6月1日 申請日期2011年1月26日 優先權日2011年1月26日
發明者肖俊平 申請人:湖北新藍天新材料股份有限公司