CN101210029B - 一种甲基氯硅烷醇解方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种甲基氯硅烷醇解的方法，在甲基氯硅烷与醇的醇解反应体系中，加过量醇使反应完全，同时过量的醇也作为反应副产物HCl的溶剂，通过排过量的含酸醇降低体系中的酸含量，而且排出的过量醇随即作为下一批醇解反应打底醇原料，而且采用两个醇解釜交替反应。本发明的甲基氯硅烷醇解反应中，加入过量的醇，可以使醇解反应完全，而且可以除去反应中的副产物HCl，使反应产物中的酸的含量低至0.3％～1％，生产操作易控制并均衡生产。

Description

一种甲基氯硅烷醇解方法

技术领域

本发明涉及了一种甲基氯硅烷醇解方法。

背景技术

甲基氯硅烷与ROH进行醇解(酯化)反应是目前合成烷基烷氧基硅烷最常用的方法。在反应过程中，随着硅原子上烷氧基团的增多，空间位阻增大，取代反应难度的也随之增大，醇解反应过程中除主产物烷基烷氧基硅烷外，还会生成副产物HCl，使反应完全并有效除去系统中的副产物HCl，是合成烷基烷氧基硅烷的关键技术。

现有的甲基氯硅烷醇解方法，主要有如下几种：

1、单塔间歇反应：仅采用延长反应时间和后期提高反应温度来进行生产，并大量利用乙醇钠来中和产物体系中的HCl。此法不易控制反应完全程度，反应产物含酸量高，中和所用乙醇钠最多；反应周期长，耗时耗能。

2、单塔连续脂化反应：主要是利用很高的醇解塔，以延长反应物停留时间来使反应完全。该装置由于是连续反应，需较精确的原料投料比，特点是产量大，缺点是反应系统及后面HCl尾气处理系统稳定性差，不易控制。

3、双塔连续脂化反应：特点与单塔连续差不多，只是将比较高的醇解塔分为两段塔，操作稳定性上略比单塔有所改善，对两种原料的投料比的精确度要求略有降低，但由于是连续反应，也容易受后面HCl尾气处理系统的影响而中断反应。

发明内容

本发明的目的是提供一种使醇解反应完全、较彻底除去反应副产物HCl、稳定性好的甲基氯硅烷醇解方法。

为了实现本发明的目的，本发明的一种甲基氯硅烷醇解方法，包括如下步骤：

a、加入甲基氯硅烷到醇解釜A中，再滴加醇进行反应至醇滴加完毕，提高醇解釜A的温度至80～100℃，回流反应0.5～4小时，然后将产生的含酸醇经冷凝排出到醇解釜B中，继续升高醇解釜A的温度，使含酸醇从醇解釜A中排尽，将醇解釜A冷却至60℃以下，将产物排出；

b、对步骤a排出产物进行中和至pH值为6～8，精制；

其中，所述的醇和甲基氯硅烷的摩尔比为2.5～3.5∶1。

本发明的甲基氯硅烷醇解方法，其还包括如下步骤c：将甲基氯硅烷加入到醇解釜B，滴加醇继续反应，含酸醇经冷凝排入到醇解釜A。

所述步骤a还包括在加入甲基氯硅烷之前，先向醇解釜A中加入醇作为打底醇。

所述步骤a中打底醇加入量为滴加醇量的1/10～1/5。

所述步骤a中含酸醇经冷凝排出的同时排出HCl气体。

所述步骤a含酸醇经冷凝前通过醇解塔。

所述步骤a醇和甲基氯硅烷的摩尔比为2.5～3.5∶1，醇滴加的速度根据反应装置的大小而定，一般的滴加的速度为10～200kg/h。

所述步骤a中继续升高温度至80～110℃。

所述的醇可以是有机化学中任意一种醇，常用的是甲醇和乙醇。

所述的步骤b中，对产物中和所用的碱可以是本领域常规使用的碱，优选的为乙醇钠，避免在产物中引入更多的杂质。

本发明所述的甲基氯硅烷醇解方法，其中步骤a中，继续升高的温度的程度根据反应产物的不同而不同，一般升至的最高温度低于反应产物沸点20～30℃，由于醇的沸点相对比较低，因此可以在不影响产率的情况下，使含酸醇的排出更彻底。

本发明所述的甲基氯硅烷醇解方法，其中醇解釜A可以和醇解釜B交替使用。

本发明的甲基氯硅烷醇解方法，所述的打底意思指的是：在每次反应前，首先在醇解釜中一定量的醇，起初第一批是加入新的醇，以后每批是利用排出的含酸醇作为打底醇，使每批的反应工艺条件基本相当。

本发明所述的产生的含酸醇主要含有HCl，还含有极少量的未反应的甲基氯硅烷和甲基烷氧基硅烷。

本发明的一种甲基氯硅烷醇解方法的有益效果：

利用本发明所述的一种甲基氯硅烷醇解方法，在甲基氯硅烷与醇的醇解反应体系中，加过量醇使反应完全，同时过量的醇也作为一部份HCl的溶剂，通过排过量醇使反应体系中反应副产物HCl的含量有一个较低的水平，可以降到0.2％～1.0％，而且生产控制稳定性较好；过量乙醇回收利用，节药了原料。

本发明的甲基氯硅烷的醇解方法，应用两个醇解釜交替反应，上一批反应排出的含酸醇随即作为下一批醇解反应醇解反应的打底醇原料，可以节省原料。而且采用两个醇解釜交替使用和排酸乙醇，保证了生产操作易控制并均衡生产。

附图说明

图1是甲基氯硅烷醇解方法的流程图。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

实施例1由甲基三氯硅烷和乙醇进行醇解反应合成甲基三乙氧基硅烷。

首先向500L醇解釜A中放入约50kg乙醇打底，甲基三氯硅烷300kg经蒸馏釜蒸馏到醇解釜A中，乙醇经高位槽计量250kg后从醇解塔A以60kg/h速度滴加到醇解釜A进行反应至乙醇滴加完毕，逐步提高反应釜温度至100℃，并在此温度下继续全回流反应1小时，然后打开排酸醇阀2，使含酸醇经醇解塔A、冷凝器1和醇解塔B排入醇解釜B中；继续提高醇解釜A的温度至110℃使含酸醇从醇解釜A中排尽，HCl气体排到HCl去尾气处理系统。

醇解釜A釜底产物含酸量为0.2％，经冷却至50℃，然后转入中和釜中，滴加乙醇钠进行中和反应至pH值为8，经粗馏除去盐脚后再精馏就制得甲基三乙氧基硅烷350kg。

排到醇解釜B中的含酸乙醇作为下一批醇解反应的打底乙醇原料，醇解釜A反应结束排酸醇完毕后，又从蒸馏釜中蒸馏300kg甲基三氯硅烷到醇解釜B，再滴加入280kg的乙醇在醇解釜B进行醇解反应，其余醇解釜A反应条件相同，不同的是，打开排酸醇的阀门1，关闭排酸醇的阀门2，含酸醇经醇解塔B、冷凝器2和醇解塔A排入到醇解釜A中，醇解釜B中的产物转至中和釜中，加入乙醇钠中和反应至pH为8，得甲基三乙氧基硅烷350kg。

排入到醇解釜A的含酸醇作为下一批醇解反应打底乙醇原料，继续如上所述的循环反应。

如本实施例所述的，A釜和B釜交替使用进行甲基氯硅烷的醇解反应。

实施例2

实施例2由二甲基二氯硅烷和乙醇进行醇解反应合成二甲基二乙氧基硅烷。

首先向500L醇解釜A中放入50kg乙醇打底，二甲基二氯硅烷300kg经蒸馏釜蒸馏到醇解釜A中，乙醇230kg从醇解塔A以10kg/h速度滴加到醇解釜A中进行反应至乙醇滴加完毕，逐步提高反应釜温度至80℃，并在此温度下继续全回流反应2.5小时，然后打开排酸醇的阀门2，使含酸醇经醇解塔A、冷凝器1和醇解塔B排入醇解釜B中，继续提高醇解釜A的温度至100℃使含酸醇从醇解釜A中排尽，HCl气体排到HCl去尾气处理系统。

醇解釜A釜底产物含酸量为0.5％，经冷却至58℃，然后转入中和釜中，滴加乙醇钠进行中和至pH值为6，经粗馏除去盐脚后再精馏，得甲基三乙氧基硅烷325kg。

排入到醇解釜B中的含酸醇作为下一批醇解反应醇解反应的打底原料。

实施例3

实施例3是由甲基三氯硅烷和甲醇进入醇解反应合成甲基三甲氧基硅烷。

先给500L醇解釜A釜中放入40kg甲醇打底，甲基三氯硅烷300kg经蒸馏釜蒸馏到醇解釜A中，甲醇经高位槽计量195kg后从醇解塔A以50kg/h速度滴加进行反应至甲醇滴加完毕，逐步提高反应釜温度至90℃，并在此温度下继续全回流反应0.5小时，然后打开排酸醇的阀门2，使含酸醇经醇解塔A、冷凝器1和醇解塔B排入醇解釜B中，继续提高醇解釜A温度至98℃使含酸甲醇从A釜中排尽，HCl气体排到HCl去尾气处理系统。

醇解釜A釜底产物含酸量为0.3％，经冷却至55℃，然后转入中和釜中，滴加甲醇钠进行中和至pH值为7，经粗馏除去盐脚后再精馏，制得甲基三甲氧基硅烷255kg。

排到醇解釜B中的含酸甲醇作为下一批醇解反应的打底乙醇原料，醇解釜A反应结束排酸醇完毕后，又从蒸馏釜中蒸馏300kg甲基三氯硅烷到醇解釜B，再滴加入195kg的乙醇在B釜进行醇解反应，其余同实施例1。

醇解釜B中的转入中和釜中，滴加甲醇钠进行中和至pH值为7，经粗馏除去盐脚后再精馏，制得甲基三甲氧基硅烷255kg。

醇解釜A和醇解釜B按照如上所述的反应过程交替用于甲基氯硅烷的醇解反应。

实施例4

实施例5是由二甲基二氯硅烷和乙醇进入醇解反应合成二甲基二乙氧基硅烷。

首先向2000L醇解釜A釜中放入100kg乙醇打底，二甲基二氯硅烷800kg经蒸馏釜蒸馏到醇解釜A中，乙醇1000kg从醇解塔A以100kg/h速度滴加进行反应至乙醇滴加完毕，逐步提高反应釜温度至80℃，并在此温度下继续全回流反应4小时，然后打开排酸醇的阀门2，使含酸醇经醇解塔A、冷凝器1和醇解塔B流入醇解釜B中，继续提高A釜温度至80℃使含酸乙醇从A釜中排尽，HCL气体排到HCL去尾气处理系统。

醇解釜A釜底产物含酸量约为1.0％，经冷却至55℃，然后转入中和釜中，滴加乙醇钠进行中和至pH值为8，经粗馏除去盐脚后再精馏，制得二甲基二乙氧基硅烷900kg。

排到醇解釜B中的含酸乙醇作为下一批醇解反应的打底乙醇原料，二甲基二氯硅800kg经蒸馏釜蒸馏到B釜，再滴加入约1000kg的乙醇在B釜继续进行反应，其余同实施例1。

醇解釜B中的转入中和釜中，滴加乙醇钠进行中和至pH值为7，经粗馏除去盐脚后再精馏，制得甲基三甲氧基硅烷255kg。

实施例5

除了不向2000L醇解釜A釜中放入100kg乙醇打底外，其余同实施例4，醇解釜A制得二甲基二乙氧基硅烷890kg。

本发明的实施例中的盐脚就是反应的主要副产物之一NaCl，以及少量的高沸点产物，是不可蒸馏出来的那部分混合物。

Claims (8)

1.一种甲基氯硅烷醇解方法，包括如下步骤：

a、加入甲基氯硅烷到醇解釜A中，再滴加醇进行反应至醇滴加完毕，提高醇解釜A的温度至80～100℃，回流反应0.5～4小时，然后将产生的含酸醇经冷凝排出到醇解釜B中，继续升高醇解釜A的温度，使含酸醇从醇解釜A中排尽，将醇解釜A冷却至60℃以下，将产物排出；

b、对步骤a排出产物进行中和至pH值为6～8，精制；

其中，所述的醇和甲基氯硅烷的摩尔比为2.5～3.5∶1。

2.如权利要求1所述的甲基氯硅烷醇解方法，其特征在于，其还包括如下步骤c：将甲基氯硅烷加入到醇解釜B，滴加醇继续反应，将产生的含酸醇经冷凝排入到醇解釜A。

3.如权利要求1或2所述的甲基氯硅烷醇解方法，其特征在于，所述步骤a还包括在加入甲基氯硅烷之前，先向醇解釜A中加入醇作为打底醇。

4.如权利要求3所述的甲基氯硅烷醇解方法，其特征在于，所述步骤a中打底醇加入量为滴加醇量的1/10～1/5。

5.如权利要求1或2所述的甲基氯硅烷醇解方法，其特征在于，所述步骤a中含酸醇经冷凝排出的同时排出HCl气体。

6.如权利要求1或2所述的甲基氯硅烷醇解方法，其特征在于，所述步骤a中含酸醇经冷凝前通过醇解塔。

7.如权利要求1或2所述的甲基氯硅烷醇解方法，其特征在于，所述步骤a中继续升高温度至80～110℃。

8.如权利要求1、2和4任一所述的甲基氯硅烷醇解方法，其特征在于，所述的醇是乙醇或甲醇。

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