一種甲基三甲氧基矽烷醇解工藝的製作方法

2023-12-01 00:32:41 1

專利名稱：一種甲基三甲氧基矽烷醇解工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及化工領域，尤其是一種甲基三甲氧基矽烷醇解工藝。
背景技術：
甲基三甲氧基矽烷作為一種有機矽交聯劑、偶聯劑，一般作為矽樹脂的主要原料和室溫硫化矽橡膠的主要輔料，在化工其它領域也應用較廣，以提高製品的機械強度、耐熱性能、防潮性能。甲基三甲氧基矽烷是由甲基三氯矽烷和甲醇醇解反應得到，其主反應為 CH3SiCl3+3CH30H—— CH3Si (OCH3) 3+3HCl。目前生產工藝為單釜操作，如申請號為200610014542. X的專利披露，氯矽烷與醇類按摩爾比1:1滴入混合反應器進行醇解反應；也有採用連續法操作的，申請號為200810048996. 8的專利提到甲醇經汽化通過汽提塔進入反應塔，甲基三氯矽烷從反應塔頂部進入，二者在反應塔中醇解反應。通常的反應溫度為70-104°C，而在該溫度下，氯 化氫與甲醇會產生副反應，HCl+ CH3OH ^ CH3C1+H20，產生氯甲烷和水，水又與主原
料甲基三氯矽烷產生水解反應，使得甲基三甲氧矽烷收率下降，只有90%左右，並且甲基三氯矽烷的水解物會造成反應器、塔的堵塞，影響甲基三甲氧基矽烷的正常生產。

發明內容
本發明的目的在於提供一種甲基三甲氧基矽烷醇解工藝，甲基三氯矽烷和甲醇在室溫條件下反應，可減少副反應和副產物的產生，避免副產物對反應器、塔的堵塞，保證甲基二甲氧基娃燒的正常生廣；且可提聞甲基二甲氧基娃燒的收率。本發明通過下述技術方案實現
一種甲基三甲氧基矽烷醇解工藝，其主要設備包括醇解I塔、醇解II塔、甲醇氣化器、再沸器、粗成品接收器；
其中，醇解I塔、醇解II塔中填裝了非金屬填料；非金屬填料為陶瓷、石墨、塑料中的一種；
一種甲基三甲氧基矽烷醇解工藝，包括下述重量配比的組分甲基三氯矽烷150份、甲醇90 100份；
具體工藝流程如下
1)不完全醇解反應採用計量泵分別將150份的甲基三氯矽烷和60-74份的甲醇勻速滴加進入醇解I塔，塔內溫度控制在15-35°C，甲基三氯矽烷和甲醇在填料的作用下分散、混合，在室溫下進行液液相醇解反應，副產物HCl從醇解I塔塔頂溢出，反應生成的不完全醇解物流入醇解II塔塔頂；
2)完全醇解反應餘下的甲醇經甲醇汽化器汽化後進入醇解II塔，與醇解I塔流入的不完全醇解物繼續醇解，甲醇汽化器油浴溫度控制為100-110°C ;同時再沸器控制溫度在90-1020C，醇解II塔頂溫控制為40-50°C ;醇解II塔中產生的HCl從醇解II塔塔頂溢出，粗成品甲基三甲氧基矽烷進入粗成品接收器，得到的粗成品甲基三甲氧基矽烷收率大於95%，含量在96 97%，酸含量小於lOOppm，為下步中和、精餾創造了良好條件。本發明將傳統的甲基三甲氧基矽烷單釜或連續的一步醇解反應優化為雙塔連續的兩步反應，先讓甲基三氯矽烷與甲醇在室溫下進行不完全醇解反應，生成不完全醇解物，避免副反應的發生，降低副產物對生產的影響；再讓不完全醇解物與甲醇進行完全醇解反應；增加再沸器裝置，促使不完全醇解物汽化繼續進入反應塔中醇解，避免醇解反應不完全。其優點在於在低溫下進行醇解反應，產品純度得以提高；避免副反應發生，避免甲基二氣娃燒的水解物對反應器、塔造成的堵塞，同時可提聞廣品得率，確保甲基二甲氧基娃燒的正常生產；工藝穩定，易於操作，節省人力物力。


圖1為本發明的工藝流程圖。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明作進一步描述。實施例1、
一種甲基三甲氧基矽烷醇解工藝，其主要設備包括醇解I塔、醇解II塔、甲醇氣化器、再沸器、粗成品接收器；
其中，醇解I塔、醇解II塔中填裝了非金屬填料；非金屬填料為陶瓷；
一種甲基三甲氧基矽烷醇解工藝，包括下述重量配比的組分甲基三氯矽烷150份、甲醇100份；
具體工藝流程如下
1)不完全醇解反應採用計量泵分別將150份的甲基三氯矽烷和65份的甲醇勻速滴加進入醇解I塔，塔內溫度控制在28°C，甲基三氯矽烷和甲醇在填料的作用下分散、混合，在室溫下進行液液相醇解反應，副產物HCl從醇解I塔塔頂溢出，反應生成的不完全醇解物流入醇解II塔塔頂；
2)完全醇解反應35份的甲醇經甲醇汽化器汽化後進入醇解II塔，與醇解I塔流入的不完全醇解物繼續醇解，甲醇汽化器油浴溫度控制為105°C ;同時再沸器控制溫度在98°C，醇解II塔頂溫控制為45°C ;醇解II塔中產生的HCl從醇解II塔塔頂溢出，粗成品甲基三甲氧基矽烷進入粗成品接收器。實施例2、
一種甲基三甲氧基矽烷醇解工藝，包括下述重量配比的組分甲基三氯矽烷150份、甲醇90份；
具體工藝流程如下
1)不完全醇解反應採用計量泵分別將150份的甲基三氯矽烷和60份的甲醇勻速滴加進入醇解I塔，塔內溫度控制在15°C，甲基三氯矽烷和甲醇在填料的作用下分散、混合，在室溫下進行液液相醇解反應，副產物HCl從醇解I塔塔頂溢出，反應生成的不完全醇解物流入醇解II塔塔頂；
2)完全醇解反應30份的甲醇經甲醇汽化器汽化後進入醇解II塔，與醇解I塔流入的不完全醇解物繼續醇解，甲醇汽化器油浴溫度控制為100°c ;同時再沸器控制溫度在90°C，醇解II塔頂溫控制為40°C ;醇解II塔中產生的HCl從醇解II塔塔頂溢出，粗成品甲基三甲氧基矽烷進入粗成品接收器；
其中，醇解I塔、醇解II塔中填裝了非金屬填料；非金屬填料為石墨；
其餘同實施例1。實施例3、
一種甲基三甲氧基矽烷醇解工藝，包括下述重量配比的組分甲基三氯矽烷150份、甲醇95份；
具體工藝流程如下
1)不完全醇解反應採用計量泵分別將150份的甲基三氯矽烷和75份的甲醇勻速滴加進入醇解I塔，塔內溫度控制在35°C，甲基三氯矽烷和甲醇在填料的作用下分散、混合，在室溫下進行液液相醇解反應，副產物HCl從醇解I塔塔頂溢出，反應生成的不完全醇解物流入醇解II塔塔頂；
2)完全醇解反應20份的甲醇經甲醇汽化器汽化後進入醇解II塔，與醇解I塔流入的不完全醇解物繼續醇解，甲醇汽化器油浴溫度控制為110°C;同時再沸器控制溫度在102°C，醇解II塔頂溫控制為50°C ;醇解II塔中產生的HCl從醇解II塔塔頂溢出，粗成品甲基三甲氧基矽烷進入粗成品接收器；
其中，醇解I塔、醇解II塔中填裝了非金屬填料；非金屬填料為塑料；
其餘同實施例1。實施例4、
一種甲基三甲氧基矽烷醇解工藝，包括下述重量配比的組分甲基三氯矽烷150份、甲醇70份；
具體工藝流程如下
1)不完全醇解反應採用計量泵分別將150份的甲基三氯矽烷和50份的甲醇勻速滴加進入醇解I塔，塔內溫度控制在45°C，甲基三氯矽烷和甲醇在填料的作用下分散、混合，在室溫下進行液液相醇解反應，副產物HCl從醇解I塔塔頂溢出，反應生成的不完全醇解物流入醇解II塔塔頂；
2)完全醇解反應20份的甲醇經甲醇汽化器汽化後進入醇解II塔，與醇解I塔流入的不完全醇解物繼續醇解，甲醇汽化器油浴溫度控制為90°C;同時再沸器控制溫度在82°C，醇解II塔頂溫控制為35 V ;醇解II塔中產生的HCl從醇解II塔塔頂溢出，粗成品甲基三甲氧基矽烷進入粗成品接收器；
其餘同實施例1。實施例5、
一種甲基三甲氧基矽烷醇解工藝，包括下述重量配比的組分甲基三氯矽烷150份、甲醇120份；
具體工藝流程如下
I)不完全醇解反應採用計量泵分別將150份的甲基三氯矽烷和90份的甲醇勻速滴加進入醇解I塔，塔內溫度控制在55°C，甲基三氯矽烷和甲醇在填料的作用下分散、混合，在室溫下進行液液相醇解反應，副產物HCl從醇解I塔塔頂溢出，反應生成的不完全醇解物流入醇解II塔塔頂；
2)完全醇解反應30份的甲醇經甲醇汽化器汽化後進入醇解II塔，與醇解I塔流入的不完全醇解物繼續醇解，甲醇汽化器油浴溫度控制為130°C;同時再沸器控制溫度在122°C，醇解II塔頂溫控制為60°C ;醇解II塔中產生的HCl從醇解II塔塔頂溢出，粗成品甲基三甲氧基矽烷進入粗成品接收器；
其餘同實施例1。對比例1、
工藝同申請號為200610014542. X的專利；
一種製備甲基三甲氧基矽烷的方法，在20°C將甲基三氯矽烷與甲醇按摩爾比為 1: 1. 01的比例滴入混合反應器，滴加速度控制在20Kg/小時，在75 °C下反應，通過回流驅趕出HCL，直到溫度達到甲基三甲氧基矽烷的沸點104°C，穩定I小時；降至室溫，用甲醇和金屬鈉的反應物中和到PH值8. 0，靜置，取清液蒸餾，在103. 5°C開始出產品，即得到產物；得到的產物甲基三甲氧基矽烷無色透明液體，產物含量98. 5%，CL含量lOPPm。對比例2、
工藝同申請號為200810048996. 8的專利；
甲基三甲氧基矽烷的製備採用計量泵分別計量甲基三氯矽烷和甲醇，所述甲基三氯矽烷和甲醇的質量比為1. 5:1，甲醇進入汽化罐，汽化罐的溫度控制在70-80°C之間的任意值，由於甲醇的只有沸點64. 7°C，因此被迅速汽化後，至下而上通過另一裝置一汽提塔，該汽提塔的塔內溫度為90°C，然後甲醇氣進入反應塔底部，甲基三氯矽烷則從反應塔的頂部進入並噴射而下，兩者通過逆流接觸發生反應，反應時產生的主產物落到反應器底部，副產物HCL氣體則從反應塔頂部的氣體溢流孔溢出，收集HCL ；
接著採用離心泵將反應塔底部的主產物泵入汽提塔的頂部，保持汽提塔的塔內溫度為90°C，同時，流經汽提塔甲醇氣體對主產物中殘留的HCL進行汽提而帶走HCL，主產物落到汽提塔底部後，由輸送泵泵入至中和釜內，將溫度控制在38-42°C之間的任意值，往中和釜內滴加飽和甲醇鈉溶液進行中和，當PH值為8-10之間的任意值時，結束中和，過濾，得到甲基二甲氧基娃燒粗品；
最後，在常壓，溫度為102°C的狀態下，將甲基三甲氧基矽烷粗品泵入精餾塔進行精餾，餾出物冷卻，得到甲基三甲氧基矽烷成品。經氣相色譜儀分析，產品中甲基三甲氧基矽烷的含量為99. 403%。
實驗例
收集實施例1-5和對比例1-2中和、精餾前的醇解物中間產物，分別測定產品收率、產品含量及酸含量，結果見表1:
表I 各產物比較
_實施例1產品收率(％) I產品含量(％) I酸含量(ppm)
實施例1^7.09_ 97. 3468~
實施例 296.85~ 96.9676~
實施例 395.92~96.4571~
實施例 496.43~ 96. 1879~
實施例 592.24~95.6184~
對比例I (中和、精館前)|90.73|93.52丨21權利要求
1.一種甲基三甲氧基矽烷醇解工藝，其特徵在於主要設備包括醇解I塔、醇解II塔、 甲醇氣化器、再沸器、粗成品接收器；醇解I塔、醇解II塔中填裝了非金屬填料；其中，醇解I塔、醇解II塔中填裝了非金屬填料；非金屬填料為陶瓷、石墨、塑料中的一種；一種甲基三甲氧基矽烷醇解工藝，包括下述重量配比的組分甲基三氯矽烷150份、甲醇90 100份；具體工藝流程如下1)不完全醇解反應採用計量泵分別將150份的甲基三氯矽烷和60-74份的甲醇勻速滴加進入醇解I塔，甲基三氯矽烷和甲醇在填料的作用下分散、混合，在室溫下進行液液相醇解反應，副產物HCl從醇解I塔塔頂溢出，反應生成的不完全醇解物流入醇解II塔塔頂；2)完全醇解反應餘下的甲醇經甲醇汽化器汽化後進入醇解II塔，與醇解I塔流入的不完全醇解物繼續醇解，甲醇汽化器油浴溫度控制為100-110°C ;醇解II塔中產生的HCl從醇解II塔塔頂溢出，粗成品甲基三甲氧基矽烷進入粗成品接收器。
2.根據權利要求1所述的一種甲基三甲氧基矽烷醇解工藝，其特徵在於醇解I塔內溫度控制在15-35°C。
3.根據權利要求1所述的一種甲基三甲氧基矽烷醇解工藝，其特徵在於再沸器控制溫度在90-102 °C。
4.根據權利要求1所述的一種甲基三甲氧基矽烷醇解工藝，其特徵在於醇解II塔頂溫控制為40-50°C。
5.根據權利要求1所述的一種甲基三甲氧基矽烷醇解工藝，包括下述重量配比的組分甲基三氯矽烷150份、甲醇100份；其特徵在於具體工藝流程如下O不完全醇解反應採用計量泵分別將150份的甲基三氯矽烷和65份的甲醇勻速滴加進入醇解I塔，塔內溫度控制在28°C，甲基三氯矽烷和甲醇在填料的作用下分散、混合， 在室溫下進行液液相醇解反應，副產物HCl從醇解I塔塔頂溢出，反應生成的不完全醇解物流入醇解II塔塔頂；2)完全醇解反應35份的甲醇經甲醇汽化器汽化後進入醇解II塔，與醇解I塔流入的不完全醇解物繼續醇解，甲醇汽化器油浴溫度控制為105°C ;同時再沸器控制溫度在98°C， 醇解II塔頂溫控制為45°C ;醇解II塔中產生的HCl從醇解II塔塔頂溢出，粗成品甲基三甲氧基矽烷進入粗成品接收器。
全文摘要
本發明涉及一種甲基三甲氧基矽烷連續醇解工藝，由雙塔完成醇解，甲基三氯矽烷和甲醇同時滴加進入I塔，在室溫下進行醇解反應，反應生成的不完全醇解物流入Ⅱ塔，繼續與汽化後甲醇醇解，粗成品甲基三甲氧基矽烷進入粗成品接收器。本發明工藝穩定，易於操作，產品質量高，得到的粗成品甲基三甲氧基矽烷收率大於95%，含量高於96%，酸含量小於30ppm。
文檔編號C07F7/18GK103012460SQ20121056660
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月25日 優先權日2012年12月25日
發明者李建兵, 賀志江, 謝雲飛 申請人:藍星化工新材料股份有限公司江西星火有機矽廠