專(zhuān)利名稱(chēng)：一種ch的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有機(jī)硅單體生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物綜合利用研究領(lǐng)域，尤其涉及一種CH3SiCl3轉(zhuǎn)化反應(yīng)的方法。
背景技術(shù)：
有機(jī)硅材料主要是一類(lèi)以Si-O鍵為主鏈，在Si上再引入有機(jī)基團(tuán)作為側(cè)鏈的高分子化合物，其性能優(yōu)異、功能獨(dú)特，廣泛用于軍工、航天、醫(yī)療、化工等領(lǐng)域。甲基氯硅烷是制造有機(jī)硅材料的重要原料，而(CH3)2SiCl2是其中需求量最大的一種。國(guó)內(nèi)外目前普遍采用美國(guó)專(zhuān)利US 2380995所述的方法，將氯甲烷與硅粉在流化床反應(yīng)器經(jīng)過(guò)多相催化反應(yīng)來(lái)生產(chǎn)(CH3)2SiCl2。
在“直接法”生產(chǎn)(CH3)2SiCl2的過(guò)程中，約產(chǎn)生5～20％的CH3SiCl3，該副產(chǎn)物沸點(diǎn)為66℃，在生產(chǎn)上通過(guò)精餾塔分離得到(幸松民，王一璐.《有機(jī)硅合成工藝及產(chǎn)品應(yīng)用》，60～128)。隨著我國(guó)甲基氯硅烷單體生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，CH3SiCl3的絕對(duì)數(shù)量也迅速增長(zhǎng)，由于其應(yīng)用市場(chǎng)有限，已經(jīng)形成了大量積壓，而將CH3SiCl3轉(zhuǎn)化為高價(jià)值的通式為(CH3)mRnSiCl4-n(m為0或1，n為1～4的正整數(shù))的硅烷產(chǎn)物是一條可行的規(guī)?；幚矸椒ā?br> 專(zhuān)利文獻(xiàn)USP6720440公開(kāi)了一種將CH3SiCl3與Cl2發(fā)生光氯化反應(yīng)制備ClnCH3-nSiCl3(n＝1～3)的方法，生成的產(chǎn)物主要用來(lái)合成α-型硅烷偶聯(lián)劑。專(zhuān)利文獻(xiàn)USP6384257公開(kāi)了一種CH3SiCl3加H2反應(yīng)的方法，該過(guò)程中CH3SiCl3轉(zhuǎn)化率較低，產(chǎn)物主要為CH3HSiCl2。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種CH3SiCl3轉(zhuǎn)化反應(yīng)的方法。
它以(CH3)2SiCl2單體生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物CH3SiCl3為主要原料，與RCl共同氣化在填充有鋁粉的攪拌床反應(yīng)器中發(fā)生反應(yīng)，得到通式為(CH3)mRnSiCl4-n(m為0或1，n為1～4的正整數(shù))的硅烷產(chǎn)物，鋁粉在攪拌床反應(yīng)器中的裝料系數(shù)為0.3～0.8，攪拌床反應(yīng)溫度為250～400℃，攪拌轉(zhuǎn)速為60r/min～200r/min，攪拌床反應(yīng)壓力為0.1～1.0MPa；RCl與CH3SiCl3的摩爾流率比為1∶1～5∶1。本發(fā)明中的R為甲基或乙基。
本發(fā)明攪拌床反應(yīng)器中通過(guò)優(yōu)選的組合攪拌器形式，可使反應(yīng)的傳質(zhì)與傳熱得到良好改善，減少反應(yīng)過(guò)程中因鋁粉積炭失活對(duì)反應(yīng)速率及產(chǎn)物含量的影響，反應(yīng)過(guò)程中不需添加其它輔助的催化劑也可獲得較高的反應(yīng)活性。未反應(yīng)的RCl尾氣可通過(guò)冷凍分離進(jìn)行循環(huán)使用。
本發(fā)明提供的方法可以有效的提高原料CH3SiCl3與RCl的利用率，能以較低成本生產(chǎn)通式為(CH3)mRnSiCl4-n硅烷產(chǎn)物。


圖1是螺帶-刮板式攪拌器結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是螺桿-刮板式攪拌器結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是螺帶-螺桿-刮板組合攪拌器結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明的工藝流程簡(jiǎn)圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提供一種攪拌床反應(yīng)器進(jìn)行CH3SiCl3轉(zhuǎn)化反應(yīng)的方法，其過(guò)程如下CH3SiCl3采用高壓計(jì)量泵進(jìn)料，與經(jīng)高壓質(zhì)量流量計(jì)計(jì)量的RCl(R為甲基或乙基)氣體于150℃預(yù)熱氣化混合后進(jìn)入攪拌床反應(yīng)器，鋁粉在攪拌床反應(yīng)器中的裝料系數(shù)為0.3～0.8且鋁粉中不加催化劑，攪拌床反應(yīng)器采用組合攪拌器形式，攪拌床反應(yīng)溫度為280～320℃，攪拌轉(zhuǎn)速為80r/min～170r/min，攪拌床反應(yīng)壓力為0.3～0.8MPa，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)三氯化鋁捕集器、冷凝器進(jìn)行分離，未反應(yīng)的RCl尾氣經(jīng)皂膜流量計(jì)計(jì)量后進(jìn)入冷凍罐冷凝收集后循環(huán)使用。
本發(fā)明實(shí)施例中采用的鋁粉及其雜質(zhì)的百分含量如表1所示。
表1鋁粉及其雜質(zhì)的質(zhì)量百分含量

本發(fā)明實(shí)施例中攪拌床反應(yīng)器均由不銹鋼材料制成，攪拌床反應(yīng)器有效容積為8L，內(nèi)徑320mm，高1050mm，采用夾套油浴加熱，其底部選用不銹鋼絲網(wǎng)作為氣體混合原料的分布器。
本發(fā)明用以下實(shí)施例來(lái)進(jìn)行說(shuō)明，但并不能限制本發(fā)明的內(nèi)容。
實(shí)施例1攪拌床反應(yīng)器中鋁粉的裝料系數(shù)為0.4，攪拌床反應(yīng)溫度為280℃，攪拌速度為80r/min，攪拌床反應(yīng)壓力為0.3MPa，CH3Cl與CH3SiCl3的摩爾流率比為1∶1，反應(yīng)4h后收集冷凝器內(nèi)液相產(chǎn)物采用氣相色譜法內(nèi)標(biāo)法分析其組成；其中CH3SiCl3為36.73％，(CH3)2SiCl2為21.91％，(CH3)3SiCl為35.24％，(CH3)4Si為5.09％；整個(gè)反應(yīng)過(guò)程中CH3SiCl3轉(zhuǎn)化率為63.1％，CH3Cl轉(zhuǎn)化率為78.2％。
實(shí)施例2
攪拌床反應(yīng)器中鋁粉的裝料系數(shù)為0.7，攪拌床反應(yīng)溫度為280℃，攪拌速度為150r/min，攪拌床反應(yīng)壓力為0.8MPa，CH3Cl與CH3SiCl3的摩爾流率比為3∶1，反應(yīng)4h后收集冷凝器內(nèi)液相產(chǎn)物采用氣相色譜法內(nèi)標(biāo)法分析其組成；其中CH3SiCl3為21.73％，(CH3)2SiCl2為19.11％，(CH3)3SiCl為54.12％，(CH3)4Si為4.89％；整個(gè)反應(yīng)過(guò)程中CH3SiCl3轉(zhuǎn)化率為78.1％，CH3Cl轉(zhuǎn)化率為67.2％。
實(shí)施例3攪拌床反應(yīng)器中鋁粉的裝料系數(shù)為0.7，攪拌床反應(yīng)溫度為320℃，攪拌速度為170r/min，攪拌床反應(yīng)壓力為0.8MPa，CH3Cl與CH3SiCl3的摩爾流率比為3∶1，反應(yīng)6h后收集冷凝器內(nèi)液相產(chǎn)物采用氣相色譜法內(nèi)標(biāo)法分析其組成；其中CH3SiCl3為17.03％，(CH3)2SiCl2為22.31％，(CH3)3SiCl為57.24％，(CH3)4Si為4.11％；整個(gè)反應(yīng)過(guò)程中CH3SiCl3轉(zhuǎn)化率為82.8％，CH3Cl轉(zhuǎn)化率為68.5％。
實(shí)施例4攪拌床反應(yīng)器中鋁粉的裝料系數(shù)為0.6，攪拌床反應(yīng)溫度為300℃，攪拌速度為170r/min，攪拌床反應(yīng)壓力為0.7MPa，CH3Cl與CH3SiCl3的摩爾流率比為2∶1，反應(yīng)6h后收集冷凝器內(nèi)液相產(chǎn)物采用氣相色譜法內(nèi)標(biāo)法分析其組成；其中CH3SiCl3為25.03％，(CH3)2SiCl2為26.31％，(CH3)3SiCl為43.14％，(CH3)4Si為6.09％；整個(gè)反應(yīng)過(guò)程中CH3SiCl3轉(zhuǎn)化率為74.8％，CH3Cl轉(zhuǎn)化率為71.3％。
實(shí)施例5攪拌床反應(yīng)器中鋁粉的裝料系數(shù)為0.5，攪拌床反應(yīng)溫度為280℃，攪拌速度為80r/min，攪拌床反應(yīng)壓力為0.3MPa，C2H5Cl與CH3SiCl3的摩爾流率比為1∶1，反應(yīng)6h后收集冷凝器內(nèi)液相產(chǎn)物采用氣相色譜—質(zhì)譜法對(duì)其組成進(jìn)行定性定量分析；其中CH3SiCl3為42.43％，(CH3)C2H5SiCl2為18.63％，(CH3)(C2H5)2SiCl為20.24％，(CH3)(C2H5)3Si為14.04％，(C2H5)4Si為5.83％；整個(gè)反應(yīng)過(guò)程中CH3SiCl3轉(zhuǎn)化率為57.3％，C2H5Cl轉(zhuǎn)化率為51.5％。
實(shí)施例6攪拌床反應(yīng)器中鋁粉的裝料系數(shù)為0.7，攪拌床反應(yīng)溫度為320℃，攪拌速度為170r/min，攪拌床反應(yīng)壓力為0.7MPa，C2H5Cl與CH3SiCl3的摩爾流率比為3∶1；反應(yīng)6h后收集冷凝器內(nèi)液相產(chǎn)物采用氣相色譜—質(zhì)譜法對(duì)其組成進(jìn)行定性定量分析，其中CH3SiCl3為31.43％，(CH3)C2H5SiCl2為21.13％，(CH3)(C2H5)2SiCl為23.22％，(CH3)(C2H5)3Si為21.04％，(C2H5)4Si為3.83％；整個(gè)反應(yīng)過(guò)程中CH3SiCl3轉(zhuǎn)化率為68.5％，C2H5Cl轉(zhuǎn)化率為60.3％。
權(quán)利要求
1.一種CH3SiCl3轉(zhuǎn)化反應(yīng)的方法，其特征在于，以(CH3)2SiCl2單體生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物CH3SiCl3為主要原料，與RCl共同氣化在填充有鋁粉攪拌床反應(yīng)器中發(fā)生反應(yīng)，得到通式為(CH3)mRnSiCl4-n(m為0或1，n為1～4的正整數(shù))的硅烷產(chǎn)物，鋁粉在攪拌床反應(yīng)器中的裝料系數(shù)為0.3～0.8，攪拌床反應(yīng)溫度為250～400℃，攪拌轉(zhuǎn)速為60r/min～200r/min，攪拌床反應(yīng)壓力為0.1～1.0MPa，RCl與CH3SiCl3的摩爾流率比為1∶1～5∶1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種CH3SiCl3轉(zhuǎn)化反應(yīng)的方法，其特征在于，所說(shuō)的RCl的R為甲基或乙基。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種CH3SiCl3轉(zhuǎn)化反應(yīng)的方法，其特征在于，所說(shuō)的攪拌床反應(yīng)溫度為280～320℃，攪拌轉(zhuǎn)速為80r/min～170r/min，攪拌床反應(yīng)壓力為0.3～0.8MPa。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種CH3SiCl3轉(zhuǎn)化反應(yīng)的方法，其特征在于，所說(shuō)的RCl與CH3SiCl3的摩爾流率比為1∶1～3∶1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種CH3SiCl3轉(zhuǎn)化反應(yīng)的方法，其特征在于，所說(shuō)的攪拌床反應(yīng)器的攪拌器為螺帶式攪拌器、螺桿式攪拌器或螺帶-螺桿組合型攪拌器，且在攪拌器底部焊有刮板。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種CH
文檔編號(hào)C07F7/00GK1634935SQ20041008435
公開(kāi)日2005年7月6日 申請(qǐng)日期2004年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月16日
發(fā)明者范宏, 邵月剛, 譚軍, 李伯耿, 任不凡, 卜志揚(yáng), 詹波, 王雪飛 申請(qǐng)人:浙江大學(xué), 浙江新安化工集團(tuán)股份有限公司