一種利用有機矽高沸物製備甲基氯矽烷的方法
2023-05-27 04:32:56 2
專利名稱：一種利用有機矽高沸物製備甲基氯矽烷的方法
技術領域：
本發明涉及有機矽單體生產工藝，特別涉及以二甲基二氯矽烷生產中副產的高沸物為 原料，經催化裂解製備甲基氯矽烷的生產工藝。
背景技術：
二甲基二氯矽烷是有機矽基本原料，用以生產矽油、矽樹脂、矽橡膠等，這些產品 具有耐高低溫、耐候、耐老化、電氣絕緣、耐臭氧、憎水、難燃、生理惰性等許多獨特的 性能，為其他的有機高分子材料所不能比擬和替代，因此廣泛應用在航空航天、電子電氣、 輕工、化工、紡織、機械、建築、交通運輸、醫療衛生、農業等各個領域，已經成為國民 經濟中重要而必不可少的新型高分子材料。
三甲基一氯矽烷是生產六甲基二矽氮(胺)烷和六甲基二矽氧烷的主要原料。可制 備垸基化劑，也可作為醫藥化工生產中的基團保護劑(羥基、羧基、氨基等官能團的保護 基團)。另一重要用途是作為有機矽高聚物的封頭劑，起到調節高聚物分子量的作用，特 別是在矽油的生產中有廣泛應用，是目前有機矽單體中附加值較高的副產品。
在用氯甲烷與矽粉反應"直接法"生產二甲基二氯矽烷的過程中，產生5 10wt。/。沸 程為70 215°C，以矽-矽鍵、矽-氧-矽鍵、矽-碳-矽鍵為主的高沸點多矽烷混合物，簡 稱高沸物。有機矽高沸物是一種醬色、帶有刺激性氣味並具有強烈腐蝕性的混合液體，易 燃易爆不易存貯，加之市場容量有限，不及時處理將會造成大量積壓堵庫，給安全環保帶 來很大隱患。因此開發一種有效的利用有機矽高沸物轉化製備較低成本的二甲基二氯矽烷 和三甲基一氯矽垸的工業化方法已迫在眉睫。
中國專利文件CN1590389A公開了用三正丁胺作為催化劑催化裂解高沸物製備二甲 基二氯矽烷的方法。該方法二甲基二氯矽垸選擇性為50%左右，但由於反應溫度較高，導 致能耗較高，並且三甲基一氯矽垸的選擇性較低。
中國專利文件CN1560056A公開了用N,N-二甲基苯胺作為催化劑催化裂解高沸物中 甲基氯二矽烷製備甲基氯矽烷的方法。該方法反應溫度為90 11CTC， 二甲基二氯矽垸的 選擇性在29% 37%之間，三甲基一氯矽垸的選擇性很低，在O. 54 1.24%之間。該方法只 能裂解高沸物中含Si-Si鍵的甲基氯二矽烷，不能裂解高沸物中含Si-O-Si、 Si-C-Si的 其它組分，導致在用高沸物全組分作為原料時轉化率較低。
發明內容
針對現有技術的不足，本發明提供一種利用有機矽高沸物製備甲基氯矽垸的方法，該 方法製備的二甲基二氯矽垸和三甲基一氯矽烷的選擇性較高。 本發明的技術方案如下一種利用有機矽高沸物製備甲基氯矽垸的方法,用有機矽單體二甲基二氯矽烷生產過 程中副產的含Si-Si鍵、Si-0-Si鍵、Si-C-Si鍵組分的高沸物全組分作為原料，在N， N-二甲基苯胺和三正丁胺組成的催化劑催化作用下，與氯化氫在帶有分餾塔的裂解釜內進 行反應，常壓下，反應溫度為H0 12(TC，反應生成二甲基二氯矽烷、三甲基一氯矽烷、 一甲基二氯矽垸、 一甲基三氯矽烷四種單體為主的混合產物，通過分餾塔頂冷凝器冷凝收 集。
優選的,所述催化劑的加入量為高沸物的2.0 2.5%wt。 優選的，所述催化劑中N,N-二甲基苯胺與三正丁胺的重量配比為1: 1。 優選的，控制高沸物與氯化氫進料量摩爾比為1: 1.2 1.25。
優選的，所述反應進行到l-2小時，向裂解釜內連續補加高沸物150-200kg/h，並同時 補加催化劑0.2-0.3 kg/h，連續通入氯化氫，再連續反應38-44小時，從冷凝器連續收集冷 凝下來的混合單體。
優選的，所述氯化氫通入的流量為22-26Nm3/h。最優選氯化氫通入的流量為25NmVh。
本發明方法所用的設備帶填料式分餾塔的裂解釜按現有技術即可。 一個生產周期反應 時間約39-46小時。
本發明對現有有機矽高沸物催化裂解製備甲基氯矽烷的方法進行改進，通過選擇性 價比比較高的N,N-二甲基苯胺與三正丁胺催化劑配比組合，在氯化氫的作用下催化裂解 含Si-Si鍵、Si-0-Si鍵、Si-C-Si鍵的高沸物組分，提高附加值較高的二甲基二氯矽烷 和三甲基一氯矽垸的選擇性。本發明與現有技術相比，具有如下顯著的效果
7.本發明方法可以連續裂解高沸物，工藝簡單易於操作。
2.本發明方法選擇性好，在保證二甲基二氯矽垸選擇性50%以上的前提下，三甲基 一氯矽烷的選擇性可達10%以上。
義本發明方法可提高高沸物的轉化率，轉化率大於90%，可低成本生產有機矽單體。
具體實施例方式
下面結合實施例對本發明作進一步說明，但不限於此。
本實施例中所用的的催化劑均為重量比為1: 1的N,N-二甲基苯胺和三正丁胺的混合
物。所得產物組成採用氣相色譜法進行分析。
實施例1:
將2500kg有機矽高沸物和50kg催化劑加到帶填料式分餾塔的裂解釜內。用蒸汽加 熱升溫至115°C，從裂解釜底通入25 Nm7h的氯化氫氣體(連續)，常壓下反應。開始反 應1小時，向裂解釜內連續補加高沸物190kg/h，並同時補加催化劑0.25kg/h，連續反應 40小時，從冷凝器連續收集冷凝下來的混合單體。其高沸物的轉化率達91.4%，主要產物 組成為
一甲基二氯矽烷 CH3HSiCl 20.87%一甲基三氯矽烷 CH3SiCl3 16.06% 二甲基二氯矽烷(CH3)2SiCl2 52.51% 三甲基一氯矽垸 (CH3)3SiCl 10.13% 實施例2:
將2500kg有機矽高沸物和62.5kg催化劑加到帶填料式分餾塔的裂解釜內。用蒸汽加 熱升溫至115'C，從裂解釜底通入25 Nm7h的氯化氫氣體(連續)，常壓下反應。開始反 應1.2小時，向裂解釜內連續補加高沸物200kg/h，並同時補加催化劑0.3 kg /h，連續反 應41小時，從冷凝器連續收集冷凝下來的混合單體。其高沸物的轉化率達93.7%，主要 產物組成為
一甲基二氯矽院CH3HSiCl 19.02% 一甲基三氯矽烷CH3SiCl3 12.70% 二甲基二氯矽烷(CH3)2SiCl2 56.77% 三甲基一氯矽垸(CH3)3SiCl 11.28%。
權利要求
1.一種利用有機矽高沸物製備甲基氯矽烷的方法，其特徵在於用有機矽單體二甲基二氯矽烷生產過程中副產的含Si-Si鍵、Si-O-Si鍵、Si-C-Si鍵組分的高沸物全組分作為原料，在N，N-二甲基苯胺和三正丁胺組成的催化劑催化作用下，與氯化氫在帶有分餾塔的裂解釜內進行反應，常壓下，反應溫度110～120℃，反應生成二甲基二氯矽烷、三甲基一氯矽烷、一甲基二氯矽烷、一甲基三氯矽烷四種單體為主的混合產物，通過分餾塔頂冷凝器冷凝收集。
2、 如權利要求l所述的一種利用有機矽高沸物製備甲基氯矽烷的方法，其特徵在於， 所述催化劑的加入量為高沸物的2.0 2.5%wt。
3、 如權利要求1或2所述的一種利用有機矽高沸物製備甲基氯矽垸的方法，其特徵 在於，所述催化劑中N,N-二甲基苯胺與三正丁胺的重量配比為1: 1。
4、 如權利要求l所述的一種利用有機矽高沸物製備甲基氯矽垸的方法，其特徵在於， 所述高沸物與氯化氫進料量摩爾比為1: 1.2 1.25。
5、 如權利要求l所述的一種利用有機矽高沸物製備甲基氯矽烷的方法，其特徵在於， 反應進行到1-2小時，向裂解釜內連續補加高沸物150-200kg/h，並同時補加催化劑0.2-0.3 kg/h，連續通入氯化氫，連續反應38-44小時，從冷凝器連續收集冷凝下來的混合單體。
6、 如權利要求l所述的一種利用有機矽高沸物製備甲基氯矽烷的方法，其特徵在於， 所述氯化氫通入的流量為22-26NmYh。
全文摘要
本發明涉及一種利用有機矽高沸物製備甲基氯矽烷的方法，用有機矽單體二甲基二氯矽烷生產過程中副產的高沸物全組分作為原料，在N，N-二甲基苯胺和三正丁胺催化作用下，與氯化氫在帶有分餾塔的裂解釜內進行反應，生成二甲基二氯矽烷、三甲基一氯矽烷、一甲基二氯矽烷、一甲基三氯矽烷四種單體為主的混合單體，通過分餾塔頂冷凝器冷凝收集。本方法可提高高沸物的轉化率，轉化率大於90％，二甲基二氯矽烷的選擇性可達50％以上，三甲基一氯矽烷的選擇性可達10％，可低成本生產有機矽單體。
文檔編號C07F7/16GK101314606SQ20081001701
公開日2008年12月3日 申請日期2008年6月19日 優先權日2008年6月19日
發明者源 於, 港 伊, 玲 周, 周志永, 磊 宋, 宋明強, 尤啟香, 王維東, 趙玉芳 申請人:山東東嶽有機矽材料有限公司