一種甲基三烷氧基矽烷的連續製備方法
2023-06-24 07:23:26
專利名稱：一種甲基三烷氧基矽烷的連續製備方法
技術領域：
本發明涉及烷氧基矽烷單體合成生產技術領域，具體涉及一種甲基三烷氧基矽烷的連續製備方法。
背景技術：
甲基三烷氧基矽烷是製備聚矽氧烷的重要中間體，主要用作脫醇型有機矽密封膠的交聯劑、玻璃纖維的表面疏水處理劑及塑料層壓製品的表面處理劑，具有很大的應用價值及廣闊的市場，其在有機矽工業中的重要性僅次於有機滷矽烷。甲基三烷氧基矽烷製備方法較多，有醇解法、酯交換法、格利雅法、鈉縮合法及直接法等，其中又以醇解法為主。工業上，通常採用釜式間歇法來製備甲基三烷氧基矽烷。近年來，國內外專利 (ZL200810048996. 8、US49524022等)公開了烷氧基矽烷單塔式及雙塔式製備工藝。該類工藝使用塔式醇解反應裝置，可強化物料汽提過程，獲得較好的反應效果。但物料醇解僅在反應塔流動過程中完成，為保證足夠的醇解時間，必須採用超高長徑比的填料塔，從而增加了設備投資額及設備安裝費用與難度。
發明內容
本發明所要解決的問題在於克服現有甲基三烷氧基矽烷生產工藝的缺陷，提供一種甲基三烷氧基矽烷的連續製備方法，該方法利用帶醇解塔的連續攪拌反應釜與薄膜反應器相結合的醇解裝置，不僅實現甲基三烷氧基矽烷的連續化生產，且簡化過程，降低設備投資額，減小設備安裝難度。為了解決上述的技術問題，本發明採用的技術方案為一種甲基三烷氧基矽烷的連續製備方法，其特徵在於，包括如下步驟
⑴醇解步驟將甲基三氯矽烷與溶劑混合，重量比為廣5 :1，另外加入與甲基三氯矽烷摩爾比為1 :3的脂肪醇，從醇解塔上部分別將兩者連續加入，兩者在塔柱中混合，初步醇解，物料在醇解反應釜內平均停留時間為50mirT80min ；醇解物流至連續攪拌反應釜中，持續回流，進一步醇解30mirTl00min，反應溫度為10°C 60°C，並脫除HCl氣體；
⑵深化醇解步驟醇解反應釜中的物料流入降膜反應器中，深化醇解與解吸HCl氣體 2mirT20min，溫度為 50°C 120°C ；
⑶中和步驟將上述醇解物料泵入中和反應釜中，與中和劑發生中和反應 10mirT30min，PH 值達到 6 7 ；
⑷精餾分離步驟將中和好的物料泵入脫低沸物塔，塔頂冷凝回收低沸物後，塔底物則進一步泵入脫高沸物塔，塔頂冷凝回收產物，塔釜排出高沸物及鹽。優選地，所述醇解步驟中，所述溶劑為沸程60-90°C的石油醚；甲基三氯矽烷和溶劑重量比優選為1 2:1。溶劑的使用不僅使得產物與生成的HCl氣體接觸機會減少，還可更好地分散後面中和步驟中生產的鹽。優選地，所述脂肪醇選自C1-C5醇。優選地，所述脂肪醇為甲醇、乙醇、丙醇。優選地，連續攪拌反應釜內的溫度優選為20°C 40°C，由於醇解反應一開始比較激烈，控制反應釜適當的溫度，以使得反應較平緩進行，並可減少生成的HCl氣體與未反應脂肪醇之間發生的副反應。優選地，降膜反應器的溫度優選為60°C 100°C，物料在降膜反應器內平均停留時間為anirTlOmin。經連續攪拌反應釜內的初步醇解，物料中氯元素被部分取代，但醇解反應程度有限，故物料需進入降膜反應器內，升高溫度，深化醇解，並進一步解吸反應體系內溶解的HCl氣體，減少後期中和劑用量。優選地，物料在中和反應釜內平均停留時間控制在15mirT25min，所述中和劑選自甲醇鈉、乙醇鈉、三乙胺、尿素。由於位阻作用，醇解過程中，甲基三氯矽烷中的氯元素無法完全被取代，故醇解後需採用中和劑進一步中和，其加入量以使得中和後產物PH值達到 6^7為準。本發明的合成產物分離處理採用常規精餾方法進行。本發明的一種甲基三烷氧基矽烷的連續生產方法由於採用帶醇解塔的連續攪拌反應釜與薄膜反應器相結合的醇解裝置，在甲基三烷氧基矽烷製備過程中，不僅實現連續化生產，提高效率，且過程簡單、設備投資少。
下面結合附圖及實施例對本發明作進一步描述
圖1為一種甲基三烷氧基矽烷的連續生產方法的流程圖。1為脂肪醇儲罐；2為甲基氯矽烷/溶劑混合物儲罐；3為醇解塔；4為連續攪拌反應釜；5、6、10、14為冷凝器；7為降膜反應器；8為中和反應釜；9為脫低沸物塔；11為低沸物儲罐；12為蒸餾釜；13為脫高沸物塔；15為過渡餾分；16為產品儲罐。
具體實施例方式以下結合具體實施例對上述方案做進一步說明。應理解，這些實施例是用於說明本發明而不限於限制本發明的範圍。實施例中採用的實施條件可以根據具體廠家的條件做進一步調整，未註明的實施條件通常為常規實驗中的條件。下面結合實施例詳細說明本發明，應當理解，此處所描述的舉例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。實施例1
控制甲基三氯矽烷甲醇=1 3 (摩爾比)，將甲基三氯矽烷/溶劑混合物(重量比為1 1)與甲醇，從醇解塔頂部連續加入，兩者在塔柱中混合醇解，醇解物流至連續攪拌反應釜中，持續回流，平均停留時間50min，反應溫度控制在30°C，脫除的HCl氣體通過塔頂冷凝器進入鹽酸吸收塔回收提濃。連續攪拌反應釜中的物料進而流入降膜反應器中，溫度控制在 IOO0C，平均停留時間％iin，深化醇解及HCl氣體解吸。醇解好的物料連續泵入中和反應釜中，與原料總量1%的甲醇鈉進行中和反應，平均停留時間15min。中和好的物料進入脫低沸物塔，塔頂冷凝回收低沸物，泵入甲基三氯矽烷-溶劑儲罐，回收循環利用，塔底物則進一步泵入脫高沸物塔，塔頂冷凝回收產物，塔釜排出高沸物及鹽。製備的甲基三甲氧基矽烷產品得率為88. 3%，純度99. 5%。實施例2
控制甲基三氯矽烷乙醇=1 3 (摩爾比)，將甲基三氯矽烷/溶劑混合物(重量比為1 1)與甲醇，從醇解塔頂部連續加入，兩者在塔柱中混合醇解，醇解物流至連續攪拌反應釜中，持續回流，平均停留時間50min，反應溫度控制在40°C，脫除的HCl氣體通過塔頂冷凝器進入鹽酸吸收塔回收提濃。連續攪拌反應釜中的物料進而流入降膜反應器中，溫度控制在 1200C，平均停留時間％iin，深化醇解及HCl氣體解吸。醇解好的物料連續泵入中和反應釜中，與原料總量1.3%的甲醇鈉進行中和反應，平均停留時間15min。中和好的物料進入脫低沸物塔，塔頂冷凝回收低沸物，泵入甲基三氯矽烷-溶劑儲罐，回收循環利用，塔底物則進一步泵入脫高沸物塔，塔頂冷凝回收產物，塔釜排出高沸物及鹽。製備的甲基三乙氧基矽烷產品得率為84. 1%，純度99. 3%。實施例3
控制甲基三氯矽烷甲醇=1 3 (摩爾比)，將甲基三氯矽烷/溶劑混合物(重量比為1 1)與甲醇，從醇解塔頂部連續加入，兩者在塔柱中混合醇解，醇解物流至連續攪拌反應釜中，持續回流，平均停留時間60min，反應溫度控制在50°C，脫除的HCl氣體通過塔頂冷凝器進入鹽酸吸收塔回收提濃。連續攪拌反應釜中的物料進而流入降膜反應器中，溫度控制在 1200C，平均停留時間4. 8min,深化醇解及HCl氣體解吸。醇解好的物料連續泵入中和反應釜中，與原料總量0. 7%的甲醇鈉進行中和反應，平均停留時間18min。中和好的物料進入脫低沸物塔，塔頂冷凝回收低沸物，泵入甲基三氯矽烷-溶劑儲罐，回收循環利用，塔底物則進一步泵入脫高沸物塔，塔頂冷凝回收產物，塔釜排出高沸物及鹽。製備的甲基三甲氧基矽烷產品得率為85. 4%，純度99. 1%。上述實例只為說明本發明的技術構思及特點，其目的在於讓熟悉此項技術的人是能夠了解本發明的內容並據以實施，並不能以此限制本發明的保護範圍。凡根據本發明精神實質所做的等效變換或修飾，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種甲基三烷氧基矽烷的連續製備方法，其特徵在於，包括如下步驟⑴醇解步驟將甲基三氯矽烷與溶劑混合，重量比為廣5 :1，另外加入與甲基三氯矽烷摩爾比為1 :3的脂肪醇，從醇解塔上部分別將兩者連續加入，兩者在塔柱中混合，初步醇解，物料在醇解反應釜內平均停留時間為50mirT80min ；醇解物流至連續攪拌反應釜中，持續回流，進一步醇解30mirTl00min，反應溫度為10°C 60°C，並脫除HCl氣體；⑵深化醇解步驟醇解反應釜中的物料流入降膜反應器中，深化醇解與解吸HCl氣體 2mirT20min，溫度為 50°C 120°C ；⑶中和步驟將上述醇解物料泵入中和反應釜中，與中和劑發生中和反應 10mirT30min，PH 值達到 6 7 ；⑷精餾分離步驟將中和好的物料泵入脫低沸物塔，塔頂冷凝回收低沸物後，塔底物則進一步泵入脫高沸物塔，塔頂冷凝回收產物，塔釜排出高沸物及鹽。
2.根據權利要求1所述的一種甲基三烷氧基矽烷的連續製備方法，其特徵在於，所述醇解步驟中，所述溶劑為沸程60-90°C的石油醚；甲基三氯矽烷和溶劑重量比優選為1 2 :1。
3.根據權利要求1所述的一種甲基三烷氧基矽烷的連續製備方法，其特徵在於，所述脂肪醇選自C1-C5醇。
4.根據權利要求1所述的一種甲基三烷氧基矽烷的連續製備方法，其特徵在於，所述脂肪醇為甲醇、乙醇、丙醇。
5.根據權利要求1所述的一種甲基三烷氧基矽烷的連續製備方法，其特徵在於，連續攪拌反應釜內的溫度優選為20°C 40°C。
6.根據權利要求1所述的一種甲基三烷氧基矽烷的連續製備方法，其特徵在於，降膜反應器的溫度優選為60°C 100°C，物料在降膜反應器內平均停留時間為anirTlOmin。
7.根據權利要求1所述的一種甲基三烷氧基矽烷的連續製備方法，其特徵在於，物料在中和反應釜內平均停留時間控制在15mirT25min。
8.根據權利要求1所述的一種甲基三烷氧基矽烷的連續製備方法，其特徵在於，所述中和劑選自甲醇鈉、乙醇鈉、三乙胺、尿素。
全文摘要
本發明所要解決的問題在於克服現有甲基三烷氧基矽烷生產工藝的缺陷，提供一種甲基三烷氧基矽烷的連續製備方法，包括如下步驟醇解步驟、深化醇解步驟、中和步驟、精餾分離步驟。本發明的一種甲基三烷氧基矽烷的連續生產方法由於採用帶醇解塔的連續攪拌反應釜與薄膜反應器相結合的醇解裝置，在甲基三烷氧基矽烷製備過程中，不僅實現連續化生產，提高效率，且過程簡單、設備投資少。
文檔編號C07F7/18GK102372733SQ20111038868
公開日2012年3月14日 申請日期2011年11月30日 優先權日2011年11月30日
發明者周安安 申請人:江蘇創基新材料有限公司