CN101362775B - 用于连续工业化制备有机硅烷的装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于连续工业化进行以下反应的装置,其中,将α,β-不饱和脂族的,任选取代的化合物A与HSi化合物B任选在催化剂C和/或其它助剂存在下进行反应,并且该装置至少基于成分A(1)和B(2)的反应物聚集处(3),至少一个多元件反应器(5),其本身包含至少两个反应器单元,并基于产物后处理(8)。本发明还涉及所述装置用于连续工业化进行氢化硅烷化的用途,其中,将α,β-不饱和脂族的,任选取代的化合物A与HSi化合物B任选在催化剂C存在下进行反应。
Description
技术领域
本发明涉及通过α,β-不饱和脂族,任选取代的化合物与HSi化合物反应而用于连续工业化制备有机硅烷的新装置,以及与此有关的方法。
背景技术
有机硅烷,如乙烯基氯硅烷或乙烯基烷氧基硅烷(EP 0 456 901 A1,EP 0 806 427 A2),氯烷基氯硅烷(DE-AS 28 15 316,EP 0 519 181 A1,DE 195 34 853 A1,EP 0 823 434 A1,EP 1 020 473 A2),烷基烷氧基硅烷(EP 0 714 901 A1,DE 101 52 284 A1),氟烷基烷氧基硅烷(EP 0 838 467 A1,DE 103 01 997 A1),氨基烷基烷氧基硅烷(DE-OS 27 53 124,EP 0 709 391 A2,EP 0 849 271 A2,EP 1 209 162 A2,EP 1 295 889 A2),缩水甘油基氧基烷基烷氧基硅烷(EP 1 070 721 A2,EP 0 934 947 A2),甲基丙烯酰氧基烷基烷氧基硅烷(EP 0 707 009 A1,EP 0 708 081 A2),聚醚烷基烷氧基硅烷(EP 0 387 689 A2),以及其它等等,有高的技术和工业需求。其制备方法和装置早已是已知的。这些产品是比较小吨位的产品,主要以间歇法制备。为此通常使用可多次使用的装置,从而实现间歇式装置尽可能高的负荷。不过,在产品更换时,必须对这样的间歇式装置进行麻烦的净化和冲洗工艺。此外常常需要反应混合物在大体积、昂贵并且个人强化的(personalintensiven)的间歇式装置中的停留时间较长,从而达到足够的产率。而且所述反应常常是显著放热的,反应热为100~180kJ/mol。因此,在反应时,不希望的副反应还会对选择性和产率有很大影响。所述反应是氢化硅烷化,因此可能的氢分离对安全技术要求较高。此外,在半间歇式运行方式中,一种反应物与催化剂一起加入,并计量加入另一种反应物。此外,间歇或半间歇式装置的运行过程中已经较小的波动还会导致产率和产品质量在不同附件上出现明显偏差。如果将实验室/技术规模的结果转变成间歇规模(规模放大),则还出现并不少见的困难。
微结构化的反应器本身,例如用于连续制备聚醚醇(DE 10 2004 013 551 A1)或者合成尤其是氨、甲醇、MTBE(WO 03/078052),是已知的。用于催化反应的微反应器也是已知的(WO 01/54807)。不过迄今为止,微反应器技术用于工业化制备有机硅烷还是空白,或者至少没有实现。在此,烷氧基硅烷和氯硅烷水解(已经在少量水分情况下)的倾向和相应粘附在有机硅烷制备装置中可能被视为持久的问题。
发明内容
因此目的在于,为工业化制备所述的有机硅烷提供另一种可能性。特别是请求提供力求使上述缺点最小化的用于连续制备这样的有机硅烷的另一种可能性。
根据本发明,所提出的目的根据权利要求书中的说明得以解决。
因此令人惊讶地发现,氢化硅烷化或者含有HSi的成分与另一种气态或液态α,β-不饱和化合物的反应,有利地可以以较简单和较经济的方式,在工业规模上连续地在基于多元件反应器的装置中进行。
与间歇装料的情形不同,在本发明中还可以使反应物在所述多元件反应器之前直接连续进行预混,在此情况下预混可以冷式进行,接下来在多元件反应器中高温加热,并在那里朝着目标并连续地反应。也可以向反应物混合物中加入催化剂。接下来可以对产物进行连续后处理,例如在蒸发、精馏中和/或在使用短程或薄膜蒸发器下进行,仅提及几种可能性。在反应中释放的反应热在多元件反应器中有利地可以经过与反应器体积成比例的反应器内壁大的表面和(如果事先规定)在载热介质上引离。此外,在本发明使用多元件反应器情况下,可以明显升高快速、热效应的反应的时空产率。这特别是可以通过比间歇法情况下更快速混合反应物,反应物更高的平均浓度水平而实现,即不受反应物缺乏和/或温度升高的限制,这通常会起到使反应器额外加速的作用。此外,本发明能够比较简单和经济地保持工艺安全性。因此在本发明中可以实现显著的工艺改进,特别是与标准间歇法相比,在反应条件下基于时空产率计的工艺时间缩短99%以上。同时,由于较高的转化率和选择性,还使产率升高至20%。优选本发明的反应在不锈钢多元件反应器中进行。因此为了进行所述反应,有利地可以省略使用特殊原料。此外,通过在压力下进行的反应的连续运行方式,可以确定金属制反应器的服务期限较长,因为所述材料相对于间歇运行方式而言明显更缓慢地疲劳。此外,除了氢化硅烷化外,例如在较高的温度下还可以有利地进行反应,如氯乙烯和三氯硅烷反应成乙烯基三氯硅烷。而且可重复性相对于间歇法时可比较的研究而言得到明显改善。另外,当对实验室或技术规模的结果进行转化时,本发明方法存在明显较小的放大危险。特别是在利用本发明装置的本发明的连续方法时,其中多元件反应器有利地包含预反应器,能够实现惊人长的装置运行时间,亦即没有由粘附或淤积引起的停工。此外还令人惊讶地发现,在本发明方法中特别有利的是,所述多元件反应器在开始真正的反应前,用所述反应混合物进行冲洗,即预条件处理,特别是当其含有均相催化剂时。通过该措施,可以出人意料地将恒定的工艺条件快速调节到高水平。
因此,本发明主题是一种用于连续工业化进行以下反应的装置,其中,将α,β-不饱和脂族的,任选取代的化合物A与HSi化合物B任选在催化剂C存在下和/或任选在其它助剂存在下进行反应,并且该装置至少基于成分A(1)和B(2)的反应物聚集处(3),至少一个多元件反应器(5),其本身包含至少两个反应器单元,并基于随后的产物后处理(8)。
附图简要说明
图1~6表示作为本发明优选实施方式的装置或装置部件的流程图。
因此图1表示一种优选的连续装置,其中,反应物成分A和B在单元(3)中聚集,加入单元(5),该单元可以含有固定化的催化剂,在此进行反应,反应产物在单元(8)中进行后处理。
图2表示本发明连续装置的另一优选实施方式,其中将催化剂C加入成分B中。但是也可以将催化剂加入单元(3)中,或者—如图3所示—,催化剂C在成分A和B的混合物就要进入多元件反应器单元(5)之前计量加入其中。
此外还可以向上述各物流中加入任选的其它助剂。
在此,反应器单元是指多元件反应器(5)的元件,其中每个元件都是用于所述反应的区域或反应室,例如参见图4中的(5.1)(预反应器形式的反应器单元)以及图5中的(5.5)[集成的间歇式反应器(5.3)的反应器单元)]以及(5.10)[微管束热交换器反应器(5.9)的反应器单元]。即,本发明意义上的多元件反应器(5)的反应器单元尤其是不锈钢毛细管或石英玻璃毛细管,不锈钢管或者可能是确定过尺寸的不锈钢反应器,例如预反应器(5.1),微管束热交换器反应器[例如(5.9)]中的管(5.10)以及集成的间歇式反应器[例如(5.3)]形式中umwandete区域(5.5)。在此情况下可以涂敷反应器元件的内壁,例如涂敷陶瓷层,由金属氧化物,如Al2O3,TiO2,SiO2,ZrO2,沸石,硅酸盐形成的层,仅提及少数几种,但有机聚合物,特别是氟聚合物如特氟隆也可以。
因此,本发明的装置包含一个或多个多元件反应器(5),其本身基于至少2~1 000 000个反应器单元,包括位于其间的所有自然数,优选3~10 000,特别是4~1 000个反应器单元。
在此情况下,至少一个反应器单元的反应器室或反应室优选具有一个垂直于流动方向的半圆形,半椭圆形,圆形,椭圆形,三角形,四边形,矩形或者梯形的横截面。优选这样的横截面的横截面积为75μm2~75cm2。特别优选横截面积为0.7~120mm2,和位于其间的所有数值。圆形的横截面积优选直径≥30μm~<15mm,特别是150μm~10mm。角形横截面优选的边长为≥30μm~<15mm,优选0.1~12mm。在此,在本发明装置的多元件反应器(5)中可以存在具有不同形状横截面的反应器单元。
此外,反应器单元中的结构长度,即从反应器单元中的反应流或产物流的入口,例如参见(5.1和5.1.1)或者(5.5和5.5.1),直到出口,参见(5.1.2)或(5.5.2),优选为5cm~500m,包括位于其间的所有数值,特别优选≥15cm~100m,更特别优选20cm~50m,特别是25cm~30m。
在一种本发明装置中优选这样的反应器单元,其各自的反应体积(也称为反应器体积,即横截面积和结构长度的乘积)为0.01ml~100l,包括位于其间的所有数值。特别优选本发明装置的反应器单元的反应器体积为0.05ml~10l,更特别优选1ml~5l,更特别优选3ml~2l,特别是5ml~500ml。
本发明装置还可以基于一个或多个多元件反应器(5),它们优选平行连接。但所述多元件反应器(5)也可以一个接一个地连接,因此,来自前面的多元件反应器的产物可以加入随后的多元件反应器的入口。
本发明的多元件反应器(5)有利地可以被输入反应物成分流(4)或(5.2),它们适当地被分配成各分流,例如参见图5中的(5.4)以及图6中的(5.11)。反应后,产物流可以聚集在一起,例如参见图5中的(5.7),图6中的(5.12)以及(7),接下来有利地在后处理单元(8)中进行后处理。这样的后处理单元(8)首先可以具有冷凝级或者蒸发级,然后任选是一个或多个蒸馏级。
此外,本发明装置的多元件反应器(5)还可以基于至少一个,优选至少两个平行连接的不锈钢毛细管或者基于至少两个平行连接的石英玻璃毛细管或者至少一个管束热交换器反应器(5.9)或者至少一个集成的间歇式反应器(5.3)。
在此可以使用有利地由高强度、耐高温以及不生锈的不锈钢形成的不锈钢毛细管或反应器,但是例如也不排除这样的毛细管、间歇式反应器或管束热交换器反应器由1.4571或1.4462型钢构成,特别是还参见根据DIN 17007的钢。此外,不锈钢毛细管或多元件反应器朝着反应室的表面还可以配备有聚合物层,例如含氟的层,尤其是特氟隆,或者陶瓷层,优选是任选为多孔的SiO2-、TiO2-或Al2O3-层,特别是用于容纳催化剂。
合适的不锈钢-或石英玻璃毛细管通常可购得。
多元件反应器(5)还可以包含管束热交换器反应器,其任选还可以被设计成以对流可调温的。因此,所提到的本发明使用的和优选微结构化的管束热交换器反应器,即微管束热交换器反应器,例如参见图6中的(5.9),适当地由管束(5.10)组成,其中各管(5.10)优选具有上述尺寸,设计相同,特别是在长度和直径方面,并由不锈钢制成。各管(5.10)的流进平面朝向一个平面,并具有共同的反应物加入处(4),(5.11)和共同的产物引走或-聚集处(5.12),(7)。此外,管束(5.10)可以被介质(D)四面冲刷(5.13)以调温。优选逆着流动方向用调温介质(D,6.1,6.2)四面冲刷管束。在此可以将这样的系统包在反应器套(5.14)中,在此其有利地具有反应物加入(4),产物取出(7),调温剂加入(6.1)和调温剂引走(6.2)。微管束热交换器反应器(5.9),参见图6,优选前连接至少一个预反应器(5.1),还参见图4。
此外,作为多元件反应器(5),有利地可以使用集成的间歇式反应器,例如由确定结构化的金属板(以下也称为平面)设计成可调温的间歇式反应器,可参见http://www.heatric.com/pche-construction.html。
制备所述结构化的金属板或平面,然后可以由其建造间歇式反应器,例如可以通过腐蚀、车削、切割、铣削、模压、轧制、电蚀、激光加工、等离子体技术或者已知加工方法的其它技术进行。因此,十分准确地将妥善限定和有目的地排列的结构,例如凹槽或接缝,加在金属板,特别是不锈钢制的金属板的一侧上。在此发现各凹槽或接缝其开头普遍在金属板的端面上,并且通常在金属板相对的端面上结束。
因此图5表示带有多个反应器单元或元件(5.5)的集成的间歇式反应器(5.3)的平面。在此,这样的平面通常是由金属制基板形成的,其上带有金属壁(5.6),这与金属制盖板以及用于调温的单元(6.5,6.6),优选另一平面或结构化的金属板一起限定了反应室(5.5)。此外单元(5.3)还包含区域(5.4),用以结束(Aufgabe)反应物混合物(5.2)并将其分配在反应器元件(5.5)中,和区域(5.7),用以聚集来自反应区域(5.5)的产物流,和引走产品流(7)。此外在集成的间歇式反应器(5.3)的范围内还可以重叠连接多个上述这样的平面。所述连接例如可以通过(扩散)焊接或实现;对于这些和这里可使用的其它加工技术还可以参见www.imm-mainz.de/seiten/de/u_050527115034_2679.php?PHPSESSID=75a6285eb0433122b9cecaca3092dadb。此外,这样的集成的间歇式反应器(5.3)有利地还被调温单元(6.5,6.6)所包围,其能够加热或冷却间歇式反应器(5.3),即能够有目的地导热。为此,介质(D),例如Marlotherm或Mediatherm,可以通过热交换器(6.7)进行调温,并经过管线(6.8)、泵(6.9)和管线(6.1)而加入调温单元(6.5)中,经过(6.6)和(6.2)被引走,并加入热交换器单元(6.7)中。在此,在集成的间歇式反应器(5.3)中释放的反应热最佳被控制在最逗的路径上,从而可以避免对目标的反应进程有不利影响的温度尖峰。但也可以这样设计集成的间歇式反应器(5.3)和与此有关的调温单元(6.5,6.6),使得在两个反应器元件平面之间分别排列着一个调温平面,其能够使调温介质在区域(6.1,6.5)和(6.6,6.2)之间更有方向性地传导。
在本发明装置中尤其优选这样的多元件反应器(5),其包含至少一个预反应器(5.1)和至少一个其它反应器单元,例如不锈钢毛细管,或者一个预反应器(5.1)和至少一个集成的间歇式反应器(5.3),参见图4,或者至少一个预反应器(5.1)和一个管束热交换器反应器(5.9),参见图6。此外,预反应器(5.1)还制成可适当调温的,即可冷却和/或可加热的(D,6.3,6.4)。
通常,痕量水即已经导致烷氧基硅烷或氯硅烷反应物发生水解,因此导致淤积或粘附。多元件反应器(5)范围内预反应器(5.1)的这种实施方式的特别优点(特别是对硅烷的反应而言)在于,除了通过有目的地分离和排出水解产物或颗粒而进行该连续反应外,还可以有利地最大限度地减小非计划的停工时间或停机时间。因此,预反应器(5.1)还可以前连接或后连接过滤器以进行颗粒分离。但该过滤器也可以集成在预反应器中。
一般而言,用于连续工业化进行反应的本发明装置基于用于成分A和B的反应物聚集处(3),至少一个所述多元件反应器(5)和基于产物后处理(8),参见图1。
在此,反应物成分A和B可以通过泵和任选通过系统而分别从贮存单元连续地有目的地聚集在区域(3)中。通常成分A和B在环境温度下,优选在10~40℃下计量加入,并在区域(3)中混合。但也可以预热至少一种成分,两种成分或用料,或者相应的混合物。因此所述贮存单元可以进行气候调节,以及该贮存容器可制成可调温的。此外,反应物成分还可以在压力下聚集在一起。经过管线(4)可以将反应物混合物连续加入多元件反应器(5)中。
在此,多元件反应器(5)优选通过调温介质D(6.1,6.2)而达到或保持所希望的运行温度,因此由间歇式装置认识到的不希望的温度尖峰和温度波动在根据本发明的装置中可以有利地避免或者变得足够小。
将产物流或粗产物流(7)连续加入产物后处理(8),例如精馏单元中,其中,例如经过顶部(10)可以将低沸点产物F,例如过量使用并且最佳地可循环的硅烷连续取出,和经过底部(9)将高沸点产物E连续取出。但也可以从单元(8)中取出侧流作为产物。
如果要求成分A和B的反应必须在催化剂C的存在下进行,则有利地,均相催化剂可以通过计量加入而用于反应物流中。但也可以使用悬浮催化剂,其同样可以计量加入反应物流中。在此,悬浮催化剂的最大颗粒直径应小于反应器单元(5)横截面积的最小自由横截面的延伸(Ausdehnung)的1/3,有利地1/10~1/100。以及平均的颗粒横截面积优选为102~10-6mm2,特别优选10~10-4mm2,更特别优选1~10- 3mm2,因此有利地不发生阻塞,而且始终还易于在后连接的排列中从产物流中分离出去。
因此从图2可看到,有利地在成分B与成分A在区域(3)中聚集之前,将所述催化剂C计量加入成分B中。
均相催化剂C或悬浮催化剂C,或者在管线(4)中输送的A和B的混合物,优选在就要进入多元件反应器之前,经过管线(2.2)计量加入,参见图3。
可以以与均相催化剂相同的方式,还向反应物成分A和B中加入主要是液态的其它助剂,例如—但不仅仅是—活化剂、引发剂、稳定剂、抑制剂、溶剂或稀释剂等。
但也可以选择配备有固定化的催化剂C的多元件反应器(5),参见图1。在此情况下催化剂C例如—但不仅仅是—可以存在于各反应器元件的反应室表面上。为了进行相应地涂敷表面,可参见表面技术的所有已知方法。
一般而言,用于任选在催化剂以及其它助剂存在下所述化合物A与化合物B连续工业化进行反应的本发明装置基于至少一个反应物聚集处(3),至少一个多元件反应器(5),其本身包含至少两个反应器单元,和基于产物后处理(8)。适当地,反应物或用料在贮存单元中已提供用于进行反应,并根据需要而加入或计量加入。此外,本发明的装置配备有技术中常见的测量单元、计量配料单元、制动单元、传送单元、输送单元、监控单元、控制单元以及废气和废料清除设备。此外,这样的本发明装置有利地还可以安放在可携带的以及可堆叠的容器中,并可灵活地操纵。因此,例如可以将本发明的装置快速并灵活地安放在各个所需的反应物源或者能量源处。但是用本发明的装置也可以带来连续产品的所有优点,而且在所述产品被进一步加工或进一步使用的位置,例如直接在顾客情况下。
用于连续工业化实施α,β-不饱和化合物A与HSi化合物B的反应的本发明装置的另一特别突出的优点在于,也可以以较简单和较经济的方式连续并灵活地制备少量特定产品,沉积量为5kg~50 000t p.a.,优选10kg~10 000t p.a.。可以有利地避免不必要的停工时间,影响产率、选择性的温度尖峰和-波动,以及太长的停留时间,进而还有不希望的副反应。特别是这样的装置从经济、生态和顾客友好的角度看是最佳地还可以用于制备本发明的硅烷。
因此本发明的另一主题是用于连续工业化制备通式(I)的有机硅烷的方法
γ-Si(R‘)m(X)3-m (I),
其中Y表示选自系列乙烯基,C2-~C18-烷基,C3-~C16-氟烷基,C3-~C4-氯烷基,氨基烷基,缩水甘油基氧基烷基,甲基丙烯酰氧基烷基,聚醚烷基的有机官能团,和R‘表示C1-~C4-烷基,m等于0或1,
和X表示可水解的基团,
其中,反应物成分A和B的反应在至少一个多元件反应器中进行,其本身基于至少两个反应器单元。
在此优选该反应在至少一个多元件反应器(5)中进行,其反应器单元—但尤其不仅仅是—由不锈钢或石英玻璃形成,或者其反应室由不锈钢或石英玻璃所限定,其中,反应器单元的表面可以被涂层或涂敷,例如涂敷特氟隆。
此外在本发明方法中优选使用这样的反应器单元,其各自的横截面被设计成半圆形、半椭圆形、圆形、椭圆形、三角形、四边形、矩形或梯形的。
在此有利地使用这样的反应器单元,其各自的横截面积为75μm2~75cm2。
还优选使用这样的反应器单元,其结构长度为1cm~200m,特别优选为10cm~120m,更特别优选为15cm~80m,特别是18cm~30m,包括由上述区域包含的所有可能的数值。
因此在本发明方法中适当地使用这样的反应器单元,其各自的反应体积为0.01ml~100l,包括位于其间的所有数值,优选0.1ml~50l,特别优选1ml~20l,更特别优选2ml~10l,特别是5ml~5l。
在本发明方法中,所述反应有利地同样可以在带有多元件反应器(5)的装置中进行,所述多元件反应器基于至少一个不锈钢毛细管或者至少一个石英玻璃毛细管或者至少一个集成的间歇式反应器(5.3)或者至少一个管束热交换器反应器(5.9)。
特别优选包含至少一个预反应器(5.1)的多元件反应器(5)。特别优选本发明的方法在不锈钢制的反应器单元中进行。
还优选,在本发明方法中,用催化剂涂敷与反应物/产物混合物接触的多元件反应器的反应器单元的表面,特别是当在固定化的催化剂或多相催化剂存在下工作时。
如果在本发明的方法中成分A和B的反应在均相催化剂C的存在下进行,则惊人地发现特别有利的是,多元件反应器通过用由均相催化剂C和成分B形成的混合物或者由均相催化剂C和成分A和B形成的混合物的一次或多次冲洗过程或者短时间运行该装置,例如运行10~120分钟和任选用较高的催化剂浓度进行。
用于对多元件反应器进行预条件处理的物质可以被接住,随后至少部分计量加入反应物流中,或者直接加入产物后处理中并进行后处理。
通过对多元件反应器的上述预条件处理,特别是当其由不锈钢制成时,则可以惊人和有利地在最大产率情况下快速实现恒定运行状态。
在本发明方法中,所述反应可以在气相和/或液相中进行。反应混合物或产物混合物可以单相、两相或三相存在。在本发明方法中,反应优选单相进行,特别是在液相中进行。
因此本发明方法在使用多元件反应器情况下有利地在温度为0~800℃和压力为0.1~500bar(绝对)下运行。在此,成分A和B的反应,特别是氢化硅烷化,在多元件反应器中优选在温度为50~200℃,优选为60~180℃,和压力为0.5~300bar(绝对),优选为1~200bar(绝对),特别优选为2~50bar(绝对)下进行。
通常,本发明装置中的压力差,即反应物聚集处(3)与产物后处理(8)之间的压力差为1~10bar(绝对)。有利地可以为本发明装置配备稳压阀门,特别是使用三甲氧基硅烷(TMOS)时。优选稳压阀门调节为1~100bar(绝对),优选到70bar(绝对),特别优选到40bar(绝对),特别是10~35bar(绝对)的值。
根据本发明,类似于空间速度,该反应可以在线速度(LV)为1~1·104h-1i.N.下进行。所述物流在反应器单元中的流动速度优选为0.0001~1m/s i.N.,特别优选0.0005~0.7m/s,更特别优选0.001~0.5m/s,特别是0.05~0.3m/s,和上述范围内的所有可能数值。如果在本发明的反应中涉及到反应器表面(A)对反应器体积(V)占优势的比例,则优选A/V-比例为20~5 000m2/m3,包括位于所述范围内所有可能的单个数值,以有利地进行本发明的方法。A/V-比例在此是热传导以及可能的异质(壁)影响的量度。
因此在本发明方法中,所述反应有利地在平均停留时间(τ)为10秒~60分钟,优选1~30分钟,特别优选2~20分钟,特别是3~10分钟下进行。在此也再次分别指明所述范围公开的所有可能的数值。
在本发明方法中,作为成分A,例如—但不仅仅是—可以使用以下的α,β-不饱和化合物:乙炔,氯乙烯(VC),烯丙基氯(H2C=CH-CH2Cl),3-氯-2-甲基丙烯-1,烯丙基胺(H2C=CH-CH2NH2),3-缩水甘油基氧基丙烯-1,3-甲基丙烯酰氧基丙烯-1(甲基丙烯酸烯丙基酯),丁烯-1,异丁烯[H2C=C(CH2)2],乙烯基环己烯-3,辛烯-1,异辛烯,十六烯-1,H3C[O-(CH2)2]nO-CH2CH=CH2,n=1~20,特别是数2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18和19,H[O-(CH2)2]nO-CH2CH=CH2,n=1~20,特别是2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18和19,F3C(CF2)y-CH=CH2,y=0~9,特别是2,3,4,5,6,7和8,例如—但不仅仅是—8,8,8,7,7,6,6,5,5,4,4,3,3-十三氟辛烯-1。
在本发明方法中,通式(II)的硅烷适合作为成分B
HSi(R‘)mX3-m (II),
其中R‘表示C1-~C4-烷基,优选甲基,m等于0或1,和X表示可水解的基团,优选氯化物,甲氧基,乙氧基。
因此根据本发明优选使用三氯硅烷(TCS),甲基二氯硅烷,二甲基氯硅烷,三甲氧基硅烷(TMOS),三乙氧基硅烷(TEOS),甲基二甲氧基硅烷或甲基二乙氧基硅烷。
在本发明方法中使用的成分A和B的摩尔比优选为A比B为1∶5~100∶1,特别优选1∶4~5∶1,更特别优选1∶2~2∶1,特别是1∶1.5~1.5∶1,包括上述范围内所有可能的数值。
本发明方法优选在催化剂C存在下进行。但本发明方法也可以在不添加催化剂情况下运行,此时通常可预期产率明显下降。
特别是利用本发明方法进行氢化硅烷化反应,以制备式(I)的有机硅烷,其中特别是选自系列Pt-络合物催化剂的均相催化剂,例如Karstedt类型的那些,如Pt(0)-二乙烯基四甲基二硅氧烷,在二甲苯中,PtCl4,H2[PtCl6]或H2[PtCl6]·6H2O,优选“Speyer-催化剂”,cis-(Ph3P)2PtCl2,Pd、Rh、Ru、Cu、Ag、Au、Ir的络合物催化剂或者其它过渡金属或贵金属或者相应的多元件催化剂的那些络合物催化剂。可以将已知的络合物催化剂溶于有机溶剂,优选极性溶剂中,例如—但不仅仅是—醚类,如THF,酮类,如丙酮,醇类,如异丙醇,脂族或芳族烃,如甲苯、二甲苯,CKW,FCKW。
此外还可以向所述均相催化剂或均相催化剂的溶液中添加活化剂,例如以有机或无机酸形式,如HCl,H2SO4,H3PO4,一元羧酸或二元羧酸,HCOOH,H3C-COOH,丙酸,草酸,琥珀酸,柠檬酸,苯甲酸,苯二甲酸,仅提及几种。
此外向反应混合物中添加有机或无机酸可以起到别的有利功能,例如作为痕量杂质的稳定剂或抑制剂。
此外,本发明的反应器内壁的表面,特别是在金属反应器情况下,在运行条件下还起到催化作用。
如果在本发明方法中使用均相催化剂或悬浮催化剂,则所用的烯烃成分A与催化剂(基于金属计)的摩尔比优选为2 000 000∶1~1 000∶1,特别优选1 000 000∶1~4 000∶1,特别是500 000∶1~10 000∶1,和上述范围内所有可能的数值。
但也可以使用由系列过渡金属-或贵金属形成的固定化催化剂或多相催化剂或者相应的多元素催化剂用于进行氢化硅烷化反应。因此例如—但不仅仅是—可以使用贵金属矿泥或者贵金属/活性炭。但也可以设置固定床来容纳多元件反应器区域内的多相催化剂。因此例如—但不仅仅是—还可以将在载体诸如尤其是由SiO2、TiO2、Al2O3、ZrO2制成的球状物、条、丸、圆柱、搅拌子等上的多相催化剂装入反应器单元的反应区域。
带有催化剂固定床的集成的间歇式反应器的实例参见http://www.heatric.com/iqs/sid.0833095090382426307150/mab_reactors.html。
此外,氟代烯烃与HSi-化合物的反应按照本发明也可以在自由基引发剂存在下进行,正如特别可参见DE 103 01 997 A1中所述。
此外,作为助剂还可以使用溶剂或稀释剂,如醇类,脂族以及芳族烃,CKW,FCKW,醚,酯,酮,仅提及几种。这些助剂例如可以在产物后处理中从产物中除去。
在本发明方法中同样可以使用抑制剂,例如聚合抑制剂或相应的混合物,作为额外的助剂。
在本发明方法中,例如—但不仅仅是—可以有利地进行以下的反应:
因此,氯乙烯(VC)与三氯硅烷(TCS)在分离HCl情况下热反应成乙烯基三氯硅烷(VTCS),并蒸馏后处理粗产物。适当地,所使用的VC与TCS的摩尔比为1∶1.05~1∶2。还可以预混合所述成分。为此可以使TCS预先汽化。所述成分的反应通常在300~700℃和压力为1~100bar(绝对),优选1.5~10bar(绝对),特别是2~5bar(绝对)下进行。在此可以省略催化剂的存在。优选VC和TCS的热反应在本发明的装置中进行,为此有利地使用多元件反应器,该反应器基于一个可调温的预反应器和一个后连接的、可调温的集成的间歇式反应器或者一个预反应器和至少一个后连接的不锈钢毛细管。所述预反应器优选在200~450℃和1~10bar(绝对)下运行。和与该预反应器后连接的反应器单元优选在450~650℃和1~10bar(绝对)下运行。反应混合物在多元件反应器中的停留时间优选为0.2~20秒,特别优选0.5~5秒。在多元件反应器中得到的粗产物适当地在所述产物后处理中冷凝,并通过蒸馏,优选两级蒸馏进行后处理。粗产物的给料优选在塔的顶部进行。因此有利地得到乙烯基三氯硅烷,在后处理(8)中作为底部产物排出,实际上完全转化,优选转化率>90%,和纯度为约98%。此外,在后处理中,HCl(g)和过量使用的TCS通常经过顶部排出。在此TCS可以冷凝,有利地作为反应物成分进行循环。
但是,为了制备乙烯基三氯硅烷或乙烯基甲基二氯硅烷,乙炔与三氯硅烷或甲基二氯硅烷也可以在压力为≥1~4bar(绝对),和温度为60~180℃下,在均相催化剂存在下按照本发明方法进行反应。适当地,为此使用多倍摩尔过量的乙炔。优选所使用的乙炔与三氯硅烷的摩尔比为1.5∶1~20∶1。反应物-以及产物混合物通常是两相的。在反应时通常设法使所述成分良好地充分混合。因此,特别是在毛细管反应器中,可以通过所谓的Taylor-Flow起到特别有利的充分混合和热传导的作用。此外,通过使用本发明的装置,在此还可以改善物质传送和热传导。作为均相催化剂,在此有利地使用含铂的催化剂,其被引入三氯硅烷中。在此有利地使用TCS和铂(IV)氯酸或六氯铂酸(H2PtCl6·6H2O)的溶液作为反应物成分。均相催化剂的浓度优选为1~10重量ppm,基于硅烷成分计。作为均相催化剂,同样优选铂(IV)氯酸与酮,优选不含脂族多重键的酮,如环己酮、甲乙酮、乙酰丙酮和/或苯乙酮(Acetonphenone),特别是环己酮的反应产物,由于其高的催化活性和高的稳定性,这意味着特别小的催化剂消耗。该反应产物例如可以通过加热商业常用的铂(IV)氯酸在酮(该酸应与其反应)中的溶液而制得,在0.5~6小时期间加热到60~120℃,并在除去反应时形成的水(例如用硫酸钠)后,以这样得到的溶液的形式使用。为了制备该溶液,每重量份的铂(IV)氯酸,优选使用20~2000体积份的酮。但也可以使用别的在惰性溶剂中溶解的贵金属催化剂或者细分散的多相催化剂,例如Pt矿泥或Pt/活性炭。此外,除了反应物成分外,还可以使用基本上惰性的载体气体,例如氩气或氮气。此外优选使用这样的多元件反应器,其具有比较小的结构长度,特别是1~100cm,并且各反应器单元的水合直径为0.1~75cm2。这样得到的粗产物接下来进行蒸馏后处理,在此可以循环含乙炔的级份。
在本发明方法中,α,β-不饱和烯烃或被卤素取代的烯烃与氢氯硅烷或氢烷氧基硅烷在催化剂存在下同样可以有利地进行反应,例如在用料和各用料参数和运行参数方面尤其可参见EP 0 519 181 B1,DE 195 34 853 A1,EP 0 823 434 A1,EP 1 020 473 A2,EP 0 714 901 B1,DE 101 52 284 A1以及EP 0 838 467 A1。因此按照本发明的方法有利地可以制备烷基氯硅烷,卤代烷基氯硅烷,如氯烷基氯硅烷或氟烷基氯硅烷,以及氟烷基烷氧基硅烷,仅提及几种。
因此,上述和下述权利保护的公开内容完全计入本申请中。
优选按照本发明的方法,通过α,β-不饱和链烯基胺在合适的催化剂存在下进行氢化硅烷化,同样可以制备氨基烷基烷氧基硅烷。例如—但不仅仅是—反应物参数和运行参数可参见EP 0 709 391 A1。
有利地,按照本发明的方法,通过烯丙基缩水甘油醚在催化剂存在下进行氢化硅烷化,也可以有利地制备3-缩水甘油基氧基烷基烷氧基硅烷,尤其参见EP 0 934 947 A2和EP 1 070 721 A2。
同样,按照本发明的方法,可惊人简单和经济地得到3-甲基丙烯酰氧基烷基烷氧基硅烷。因此,甲基丙烯酸烯丙基酯与氢烷氧基硅烷在均相催化剂和用于抑制聚合的体系存在下的本发明反应也可以在没有出现可怕的“Popcorn形成”下进行。为了进行,例如—但不仅仅是—可以基于EP 0 707 009 A1和EP 0 706 081 A2的反应物参数和运行参数。
按照本发明的方法,有利地还可以得到聚醚官能化的烷氧基硅烷。用料和运行参数例如可参见EP 0 387 689 A1。
本发明方法一般如下进行:
通常,首先计量加入反应物成分A和B和任选的C以及任选的其它助剂,并混合。在此力求计量加入精确性≤±20%,优选≤±10%的均相催化剂。在特别情况下,可以将均相催化剂在成分A和B的混合物就要进入多元件反应器之前计量加入该混合物中。接下来可以将该反应物混合物加入多元件反应器中,并且所述成分在温度控制下反应。但所述多元件反应器也可以首先用含催化剂的反应物或反应物混合物进行冲洗或预条件处理,然后升高温度进行反应。但对多元件反应器的预条件处理也可以在稍微升高的温度下进行。在多元件反应器中聚集在一起的产物流(粗产物)随后在本发明装置的产物后处理中以合适的方式进行后处理。
因此,在使用本发明装置情况下,本发明方法有利地可以连续运行,产物出料为10kg~50 000t p.a.,尤其是≤10 000t p.a.。
因此本发明的主题还在于,本发明的装置用于连续工业化进行氢化硅烷化的用途,其中,α,β-不饱和脂族的,任选取代的化合物A与HSi化合物B任选在催化剂C和/或其它助剂存在下进行反应。
特别是—但不仅仅是—按照本发明的方法,从通式(I)的系列有机硅烷,可以特别有利地制备以下特定产物:
乙烯基三氯硅烷,3-氯丙基三氯硅烷,3-氯丙基甲基二氯硅烷,丙基三氯硅烷,异丁基三氯硅烷,辛基三氯硅烷,异辛基三氯硅烷,十六烷基三氯硅烷,十六烷基三甲氧基硅烷,十六烷基三乙氧基硅烷,3-缩水甘油基氧基丙基三甲氧基硅烷,十三氟-1,1,2,2-四氢辛基三氯硅烷,十三氟-1,1,2,2-四氢辛基三甲氧基硅烷,十三氟-1,1,2,2-四氢辛基三乙氧基硅烷,3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷,3-氨基丙基三甲氧基硅烷,含有平均10个聚乙二醇单元的3-(甲基聚乙二醇)丙基三甲氧基硅烷。
通过以下实施例更详细地解释本发明,但并不是要限制本发明的主题。
具体实施方式
实施例
实施例1
3-(甲基聚乙二醇)丙基三甲氧基硅烷的制备
用于连续制备3-(甲基聚乙二醇)丙基三甲氧基硅烷(Dynasylan4140)的装置主要包括反应物贮存容器,HPLC-泵,调节单元、测量单元和计量配料单元,T-混合器,不锈钢制的预反应器(直径10mm,长度50mm),管束热交换器反应器(80个单管,每个2mm直径,长度为300mm),在此也可参见图6,温度调节,稳压阀门,用N2运行的汽提塔和装置中的连接管线,用于在上述装置部件之间加入反应物,以及引走产物、循环物和废气。此外还为预反应器和管束热交换器反应器预先设定一个经过加热和冷却系统的调温。
首先在室温下计量加入或混合聚醚烯烃(ZALP 500,Goldschmidt)和含HOAc的H2PtCl6的丙酮溶液(53g H2PtCl6·6H2O在1l丙酮中),摩尔比为烯烃∶Pt=48 000∶1和烯烃∶乙酸=1∶0.01,并在T-混合器中与三甲氧基硅烷(TMOS,Degussa AG)以摩尔比烯烃∶TMOS=1∶0.85进行混合,并加入反应器系统中。此时压力为25±10bar。在运行该装置时应力求该装置尽可能无H2O的状态。此外,该装置在升高反应器中的温度前用反应物混合物冲洗2小时。当通量总共为1/2kg/h时,升高反应器中的温度,调节到110℃,并连续运行18天。在反应器后,以一定时间间隔取样,用于GC-WLD-测量。基于烯烃计的转化率平均为96%,基于α-产物计的选择性为75%。这样得到的粗产物连续地移向汽提塔中,并在套温度为150℃,p=20mbar下,用N2(体积流量=150l/h,T=150℃)连续汽提。顶部产物被冷凝,并含有85%可循环的TMOS(12%的四甲氧基硅烷,3%的甲醇)。从底部连续取出约0.5kg/h的氢化硅烷化产物(Dynasylan4140)。
实施例2
十六烷基三甲氧基硅烷的制备
用于连续制备十六烷基三甲氧基硅烷的装置主要包括反应物贮存容器,HPLC-泵,调节单元、测量单元和计量配料单元,T-混合器,不锈钢制的预反应器(直径5mm,长度40mm),不锈钢毛细管(直径1mm,长度50m),用于调温预反应器和毛细管的带有温度调控的加热浴,稳压阀门,擦净的薄膜蒸发器和装置中的连接管线,用于在上述装置部件之间加入反应物以及引走产物、循环物和废气。
首先在室温下计量加入烯烃十六烯-1(纯度93%,Degussa AG)和H2PtCl6·6H2O的丙酮溶液(Speyer催化剂),摩尔比为烯烃∶Pt=12 500∶1,混合,并在T-混合器中与三甲氧基硅烷(TMOS,Degussa AG)以摩尔比为烯烃∶TMOS=1∶0.15进行混合,并加入反应器系统中。此时压力为25±10bar。在运行该装置时应力求该装置尽可能无H2O以及无O2的状态。此外,该装置在升高反应器系统中的温度前用反应物混合物冲洗1小时。当连续通量总共为1/2kg/h时,升高调温浴中的温度,并在反应器系统中调节到140℃,连续运行16天。在反应器后,以一定时间间隔取样,用于GC-WLD-测量。基于烯烃计的转化率(包括未加成的反应物)平均为36%,基于TMOS计的选择性为99%。这样得到的粗产物连续移向在真空下运行的薄膜蒸发器中。顶部产物被冷凝,分析,继续冷凝并循环。在底部连续引出约0.5kg/h的由十六烯和Dynasylan9116组成的混合物,并连续加入另一分离单元中。
实施例3
3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的制备
用于连续制备3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的装置主要包括反应物贮存容器,HPLC-泵,调节单元、测量单元和计量配料单元,T-混合器,不锈钢制的预反应器(直径5mm,长度40mm),两个平行连接的不锈钢毛细管(分别为1mm直径和长度25m),用于预反应器和两个毛细管的带有温度调控的热浴,稳压阀门,用N2运行的汽提塔和一个后连接的短程蒸发器,以及装置中的连接管线,用于加入反应物,引走产物、循环物和废气。
首先在室温下计量加入烯烃3-甲基丙烯酰氧基丙烯-1(甲基丙烯酸烯丙基酯,Degussa AG/R6hm)和H2PtCl6·6H2O的丙酮溶液(Speyer催化剂),摩尔比为烯烃∶Pt=16300∶1,混合,并在T-混合器中与三甲氧基硅烷(TMOS,Degussa AG),向每摩尔TMOS中添加3.8g 2,6-二-叔丁基-4-甲基苯酚(Ionol CP,Shell),以摩尔比为烯烃∶TMOS=1∶1进行混合,并连续加入反应器系统中。此时压力为25±10bar。在运行该装置时应保证装置尽可能无H2O以及无O2的状态。此外,该装置在升高反应器系统中的温度前用反应物混合物冲洗1小时。在连续通量总共为1/2kg/h时,升高调温浴中的温度,在反应器系统中调节到75℃,并连续运行11天。在反应器系统后,在粗产物流上以一定时间间隔取样,并用GC-WLP-测量进行研究。基于烯烃计的转化率平均为99%,基于α-产物计的选择性为75%。连续汽提这样得到的产物流。将顶部产物加入热式继续燃烧中,底部产物(3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷)以0.4kg/h连续地加入采用薄膜或短程蒸发器的纯蒸馏中。
实施例4
十三氟-1,1,2,2,-四氢辛基三氯硅烷的制备
用于制备十三氟-1,1,2,2,-四氢辛基三氯硅烷(Dynasylan8061)的装置主要包括反应物贮存容器,计量配料泵或隔膜泵,调节单元、测量单元和计量配料单元,T-混合器,不锈钢毛细管(1mm直径,50m长度),用于预反应器(直径5mm,长度40mm)和毛细管的带有温度调控的热浴,稳压阀门,连续地用N2运行的汽提塔,和在该装置中为输送反应物以及为引走产物、循环物和废气所需要的管线。
首先在室温下计量加入烯烃3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-十三氟辛烯-1(ET 600,Clariant)和Karstedt-催化剂[0.01Mol Pt(0)-二乙烯基四甲基二硅氧烷在100g二甲苯中,CPC072,Degussa AG],摩尔比为烯烃∶Pt=4 500∶1,混合,并在T-混合器中与三氯硅烷(TCS,Degussa AG)以摩尔比为烯烃∶TCS=1∶1.3进行混合,并连续加入反应器系统中。此时压力为25±10bar。在运行该装置时应保证装置尽可能无H2O以及无O2的状态。此外,该装置在升高反应器系统中的温度前用反应物混合物A+C冲洗2小时。当连续通量总共为约1/2kg/h时,升高调温浴中的温度,在反应器系统调节到110℃,并连续运行10天。在该反应器系统后,以一定时间间隔从该粗产物流中取样,并用GC-WLD-测量进行研究。基于TCS计的转化率为99.5%,而且基于目标产物计的选择性为98.5%。将这样得到的反应产物流连续地加入用N2运行的汽提塔中。在此产生的顶部产物,主要是TCS,可以用作循环物。从汽提塔的底部每小时取出接近0.5kg氢化硅烷化的产物。得到的氟烷基三氯硅烷例如可以与醇反应,从而得到这样有利的氟烷基烷氧基硅烷。
Claims (31)
1.用于连续工业化进行以下反应的装置,其中,将α,β-不饱和脂族的,任选取代的化合物A与HSi化合物B在催化剂C和/或其它助剂的存在下进行反应,并且该装置至少基于成分A(1)和B(2)的反应物聚集处(3),至少一个多元件反应器(5),其本身包含至少两个反应器单元,并基于一个产物后处理(8),
其中所述多元件反应器(5)基于至少两个平行连接的不锈钢毛细管或者基于至少两个平行连接的石英玻璃毛细管或者至少一个集成的间歇式反应器(5.3)或者至少一个管束热交换器反应器(5.9),
其中所述多元件反应器(5)含有(i)至少一个预反应器(5.1)和至少一个其它反应器单元,或者(ii)至少一个预反应器(5.1)和至少一个集成的间歇式反应器(5.3),或者(iii)至少一个预反应器(5.1)和至少一个管束热交换器反应器(5.9),并且
这样的装置可以安装在可携带的以及可堆叠的容器内和可以灵活操作,
其中在方法中,作为成分A,使用以下的α,β-不饱和化合物:乙炔,氯乙烯,烯丙基氯,3-氯-2-甲基丙烯-1,烯丙基胺,3-缩水甘油基氧基丙烯-1,3-甲基丙烯酰氧基丙烯-1,丙烯-1,丁烯-1,异丁烯,乙烯基环己烯-3,辛烯-1,异辛烯,十六烯-1,H3C[O-(CH2)2]nO-CH2CH=CH2,n=1~20,H[O-(CH2)2]nO-CH2CH=CH2,n=1~20,F3C(CF2)y-CH=CH2,y=0~9;
其中在方法中,通式(II)的硅烷适合作为成分B
HSi(R‘)mX3-m (II),
其中R‘表示C1-~C4-烷基,m等于0或1,和X表示可水解的基团,
其选自氯、甲氧基、乙氧基;
其中催化剂C是选自Pt-络合物催化剂的均相催化剂,Pd、Rh、Ru、Cu、Ag、Au、Ir的络合物催化剂或者其它过渡金属或贵金属或者相应的多元素催化剂的那些络合物催化剂。
2.根据权利要求1的装置,其中所述Pt-络合物催化剂是Karstedt类型的Pt-络合物催化剂。
3.根据权利要求2的装置,其中所述Karstedt类型的Pt-络合物催化剂是在二甲苯中的Pt(0)-二乙烯基四甲基二硅氧烷。
4.根据权利要求1的装置,其特征在于一个或多个多元件反应器(5),其包括2~1 000 000个反应器单元。
5.根据权利要求1或4的装置,其特征在于反应器单元,其中,至少一个反应器单元的反应室具有圆形,椭圆形,四边形的横截面,横截面积为75μm2~75cm2。
6.根据权利要求5的装置,其特征在于,所述四边形是矩形或梯形。
7.根据权利要求1或4的装置,其特征在于反应器单元,其各自的反应体积为0.01ml~100l。
8.根据权利要求1或4的装置,其特征在于至少一个反应器单元,其结构长度为1cm~200m。
9.用于连续工业化制备通式(I)的有机硅烷的方法
Y-Si(R‘)m(X)3-m (I),
其中Y表示选自乙烯基,C2-~C18-烷基,C3-~C16-氟烷基,C3-~C4-氯烷基,氨基烷基,缩水甘油基氧基烷基,甲基丙烯酰氧基烷基,聚醚烷基的有机官能团,和R‘表示C1-~C4-烷基,m等于0或1,和X表示可水解的基团,
其中,反应物成分A和B的反应在至少一个多元件反应器中进行,其本身基于至少两个反应器单元;
其中所述多元件反应器是多元件反应器(5),其基于至少一个不锈钢毛细管或者至少一个石英玻璃毛细管或者至少一个集成的间歇式反应器(5.3)或者至少一个管束热交换器反应器(5.9);
其中所述多元件反应器(5)含有(i)至少一个预反应器(5.1)和至少一个其它反应器单元,或者(ii)至少一个预反应器(5.1)和至少一个集成的间歇式反应器(5.3),或者(iii)至少一个预反应器(5.1)和至少一个管束热交换器反应器(5.9),并且
这样的装置可以安装在可携带的以及可堆叠的容器内和可以灵活操作,
其中所述成分A选自乙炔,烯丙基氯,3-氯-2-甲基丙烯-1,烯丙基胺,3-缩水甘油基氧基丙烯-1,3-甲基丙烯酰氧基丙烯-1,丙烯-1,丁烯-1,异丁烯,辛烯-1,异辛烯,十六烯-1,F3C(CF2)y-CH=CH2,y=0~9,其中所述成分B是通式(II)的硅烷
HSi(R‘)mX3-m (II),
其中R‘表示C1-~C4-烷基,m等于0或1,和X表示可水解的基团,其选自氯、甲氧基、乙氧基,
并且该反应在催化剂C存在下进行,
其中催化剂C是选自Pt-络合物催化剂的均相催化剂,Pd、Rh、Ru、Cu、Ag、Au、Ir的络合物催化剂或者其它过渡金属或贵金属或者相应的多元素催化剂的那些络合物催化剂。
10.根据权利要求9的方法,其特征在于,使用这样的反应器单元,其各个的横截面积为75μm2~75cm2。
11.根据权利要求9或10的方法,其特征在于,使用这样的反应器单元,其各自的反应体积为0.01ml~100l。
12.根据权利要求9或10的方法,其特征在于,使用这样的反应器单元,其结构长度为5cm~200m。
13.根据权利要求9或10的方法,其特征在于,多元件反应器的反应器单元在进行该反应前被预条件处理。
14.根据权利要求9或10的方法,其特征在于,用催化剂涂敷与反应物/产物混合物接触的多元件反应器的反应器单元的表面。
15.根据权利要求9或10的方法,其特征在于,多元件反应器在温度为0~800℃和在绝对压力为0.1~500bar下运行。
16.根据权利要求9或10的方法,其特征在于,该反应在线速度(LV)为1~1x104h-1i.N.下进行。
17.根据权利要求9或10的方法,其特征在于,该反应在流动速度为0.0001~1m/s i.N.下进行。
18.根据权利要求9或10的方法,其特征在于,该反应在反应器表面与反应器体积的比例(A/V)为20~50000m2/m3下进行。
19.根据权利要求9或10的方法,其特征在于,该反应在平均停留时间为10秒~60分钟下进行。
20.根据权利要求9或10的方法,其特征在于,该反应在气相或液相中进行。
21.根据权利要求9或10的方法,其特征在于,该方法以产物出料为5kg~50 000t p.a.运行。
22.根据权利要求9或10的方法,其特征在于,通式(I)的有机硅烷通过氢化硅烷化反应得到。
23.根据权利要求9的方法,其中所述Pt-络合物催化剂是Karstedt类型的Pt-络合物催化剂。
24.根据权利要求23的方法,其中所述Karstedt类型的Pt-络合物催化剂是在二甲苯中的Pt(0)-二乙烯基四甲基二硅氧烷。
25.根据权利要求9或10的方法,其特征在于,计量加入反应物成分A和B和任选的C,并混合,接下来将确定体积流量的反应物混合物加入多元件反应器中并进行反应。
26.根据权利要求9或10的方法,其特征在于,所使用的成分A和B的摩尔比为1比5到100比1。
27.根据权利要求9或10的方法,其特征在于,所使用的均相催化剂与成分A的摩尔比为1比2 000 000到1比1 000。
28.根据权利要求9或10的方法,其特征在于,将均相催化剂,其具有精确性≤±20%,计量加入。
29.根据权利要求9或10的方法,其特征在于,所述均相催化剂在成分A和B的混合物就要进入多元件反应器之前计量加入该混合物中。
30.根据权利要求9或10的方法,其特征在于,多元件反应器的产物流聚集在一起,随后被后处理。
31.根据权利要求1~8之一的装置用于连续工业化进行氢化硅烷化的用途,其中,将α,β-不饱和脂族的,任选取代的化合物A与HSi化合物B任选在催化剂C和/或其它助剂存在下按照权利要求9~30之一进行反应。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
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CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20141029 Termination date: 20160809 |