CN114621283A - 一种有机硅低沸点合成高沸物重排反应方法 - Google Patents

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刘立彬
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    • C07F7/02Silicon compounds
    • C07F7/08Compounds having one or more C—Si linkages
    • C07F7/12Organo silicon halides
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    • C07F7/123Preparation or treatment not provided for in C07F7/14, C07F7/16 or C07F7/20 by reactions involving the formation of Si-halogen linkages

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Abstract

本发明属于化工领域,提供一种有机硅低沸点合成高沸物重排反应方法。主要涉及在在一定的温度、压力下,以甲基氯硅烷单体为溶剂、合成高沸物提供催化剂和以甲基氢二氯硅烷为激活剂,与氢气发生重排反应。本发明提供的低沸点合成高沸物重排反应方法,转化效率在85%以上,得到产物为甲基氢二氯硅烷单体,产品附加值高。

Description

一种有机硅低沸点合成高沸物重排反应方法
技术领域
本发明属于化工领域,涉及一种有机硅单体合成单元产生的低沸点合成高沸物重排反应方法。
背景技术
公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解,而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
有机硅单体合成单元产生的高沸物以Si—Si键、Si—C键以及Si—O键类化合物为主。其中硅元素电负性为1.8,碳元素电负性为2.5,氧元素电负性为3.5,查阅资料可知,Si—O键能最大为422.5kJ/mol,Si—C键能次之为334kJ/mol、Si—Si键能最小为188kJ/mol。故亚甲基硅(Si-C键合化合物)、聚硅烷(Si-O键合化合物)沸点较高,一般大于154℃。Si-Si键化合物沸点较低,为112~154℃。
目前,低沸点合成高沸物的处理方法主要有水解法和Midland热裂解法。水解法是通过水解处理得到惰性、不粘附、易分离的水解物颗粒和符合排放标准的水解溶液;
Midland热裂解法是采用HCl与低沸点的合成高沸物在一定温度压力下,发生裂解反应。Midland热裂解法的反应产物主要为甲基三氯硅烷单体,且合成高沸物的转化效率比较低。
发明内容
为了解决上述问题,本发明提供了一种有机硅单体合成单元产生的低沸点合成高沸物重排反应方法。本发明以甲基氯硅烷单体为溶剂、合成高沸物提供催化剂和以甲基氢二氯硅烷为激活剂,在一定温度、压力条件下氢气与低沸点的合成高沸物发生重排反应,生成甲基氢二氯硅烷单体。
为实现上述技术目的,本发明采用如下技术方案:
本发明的第一个方面,提供了一种有机硅低沸点合成高沸物重排反应方法,包括:
将过滤后的合成高沸物与氯硅烷单体混合,再加入甲基氢二氯硅烷,混合均匀后,通入氢气,并加入低沸点的合成高沸物进行重排反应,得到甲基氢二氯硅烷单体。
本发明提出的低沸点合成高沸物重排反应技术,其主要产物为甲基氢二氯硅烷单体,低沸点的合成高沸物的转化效率在85%以上,且产物甲基氢二氯硅烷单体的价值比Midland热裂解法产物甲基三氯硅烷单体高。
进一步地,上述有机硅低沸点合成高沸物重排反应方法,具体包括如下步骤:
(1)对提供催化剂的合成高沸物进行过滤,以除去合成高沸物所含的固体颗粒;
(2)向反应釜内加入过滤完的合成高沸物,其目的为提供反应所需催化剂三氯化铝;
(3)向反应釜内加入氯硅烷单体,其目的为作为溶剂,溶解重质液体混合物,提高混合物的传热效果;
(4)向反应釜内加入甲基氢二氯硅烷,其目的为作为激活剂,激活加氢反应体系;
(5)向反应釜内加入高压氢气和低沸点的合成高沸物,其目的为两种物质在反应器内发生重排反应。
(6)控制一定温度、压力和搅拌转速下,低沸点的合成高沸物与氢气在反应器内重整反应。
(7)反应结束后取样分析产物组分,送单体精馏系统进行精馏。
进一步地,以甲基氯硅烷单体为溶剂、合成高沸物提供催化剂和以甲基氢二氯硅烷为激活剂,在一定温度、压力条件下与氢气发生重排反应。
进一步地,合成高沸物中最重要成分是三氯化铝(三氯化铝是反应器进料组分进行重整反应所需的催化剂)。合成高沸物的进料量与氯硅烷单体和低沸点合成高沸物进料量需按照一定的比例进行控制,质量比在控制在0.6~1.3:0.6~1.3:0.6~1.3为最佳。
进一步地,甲基氯硅烷单体旨在提供附加单体离子,并作为溶剂溶解重质液体混合物,从而提高混合物之间传热效果。
进一步地,甲基氢二氯硅烷旨在激活并维系反应器内加氢裂解反应,反应激活后降低甲基氢二氯硅烷进料量。甲基氢二氯硅烷的进料量一般控制在低沸点合成高沸物进料量的30%一下(质量比),以10%~20%为最佳。
进一步地,氢气旨在为反应提供封端分子,封闭打开的硅键。氢气的进料量一般控制在沸点合成高沸物的3%以下,以1.1%~2%为最佳。
进一步地,重排反应压力控制在7.0Mpa以内,以5.2~6.5Mpa为最佳。
进一步地,重排反应温度控制在450℃以内,以300~360℃为最佳。
本发明的第二个方面,提供了上述的方法合成的甲基氢二氯硅烷单体。
本发明的有益效果在于:
(1)本发明转化率高,采用本发明的低沸点合成高沸物的重排转化率在85%以上。
(2)本发明产物附加值高,采用本发明的重排转化的产物为甲基氢二氯硅烷单体,具有较高的产品价值。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明流程示意图。
其中,1-过滤器;2-反应釜;3-精馏塔;a-合成高沸物;b-甲基氯硅烷单体;c-甲基氢二氯硅烷;d-低沸点合成高沸物;e-氢气。
具体实施方式
应该指出,以下详细说明都是示例性的,旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明,本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
下面结合具体的实施例,对本发明做进一步的详细说明,应该指出,所述具体实施例是对本发明的解释而不是限定。
本申请有机硅单体合成采用目前工业化的直接法,单体生产单元包括:氯甲烷合成、氯甲烷压缩机厂房、单体合成、单体精馏、二甲单体水解、二甲水解物裂解及环体精制。
采用甲醇与氯化氢气液相催化法合成氯甲烷,再以氯甲烷与硅粉在流化床反应器中合成甲基氯硅烷混合单体。混合单体经过精馏,分离出多种高纯度单体,其中以二甲基单体(M2)为主。二甲基单体(M2)经水解得到水解物,水解物在催化剂作用下连续真空裂解,得到混合甲基环硅氧烷(DMC),进一步精馏可以得到八甲基环四硅氧烷(D4)。
具体采用《c鲁西化工有机硅可行报告》中所示的系统。
引自:https://www.zhuangpeitu.com/article/60381074.html。
以下实施例中,“合成高沸物”来自于单体合成洗涤塔再沸器;
“低沸点的合成高沸物”来自于单体合成单元高沸回收系统。
【实施例1】
本发明提供有机硅单体合成单元产生的低沸点合成高沸物重排反应方法。本发明以甲基氯硅烷单体为溶剂、合成高沸物提供催化剂和以甲基氢二氯硅烷为激活剂,在一定温度、压力条件下与氢气发生重排反应,生成甲基氢二氯硅烷单体。
本发明提供一种有机硅低沸点合成高沸物重排反应方法,包括如下步骤:
步骤一:依次向反应釜内加入过滤完的合成高沸物、氯硅烷单体以及低沸点合成高沸物,三种物质的质量比为0.9:1:1.1,
步骤二:向反应釜内加入甲基氢二氯硅烷,加入量为低沸点合成高沸物加入的量15%;
步骤三:开启反应釜搅拌系统和加热系统,控制反应釜温度在200℃以上时,从反应釜底部加入氢气,氢气总加入量为低沸点合成高沸物加入量的1.5%。
步骤四:控制反应釜温度350℃左右、压力5.8Mpa左右。
步骤五:待反应压力不再上涨、温度不再上升后,对反应釜进行降温、降压后取样分析产物成分,甲基氢二氯硅烷含量为35.4%,计算转化率约为89%。
【实施例2】
本发明提供有机硅单体合成单元产生的低沸点合成高沸物重排反应方法。本发明以甲基氯硅烷单体为溶剂、合成高沸物提供催化剂和以甲基氢二氯硅烷为激活剂,在一定温度、压力条件下与氢气发生重排反应,生成甲基氢二氯硅烷单体。
本发明提供了一种有机硅低沸点合成高沸物重排反应方法,包括如下步骤:
步骤一:依次向反应釜内加入过滤完的合成高沸物、氯硅烷单体以及低沸点合成高沸物,三种物质的质量比为1:1:1,
步骤二:向反应釜内加入甲基氢二氯硅烷,加入量为低沸点合成高沸物加入的量18%;
步骤三:开启反应釜搅拌系统和加热系统,控制反应釜温度在200℃以上时,从反应釜底部加入氢气,氢气总加入量为低沸点合成高沸物加入量的1.7%。
步骤四:控制反应釜温度380℃左右、压力5.3Mpa左右。
步骤五:待反应压力不再上涨、温度不再上升后,对反应釜进行降温、降压后取样分析产物成分,甲基氢二氯硅烷含量为34.4%,计算转化率约为92%。
【实施例3】
本发明提供有机硅单体合成单元产生的低沸点合成高沸物重排反应方法。本发明以甲基氯硅烷单体为溶剂、合成高沸物提供催化剂和以甲基氢二氯硅烷为激活剂,在一定温度、压力条件下与氢气发生重排反应,生成甲基氢二氯硅烷单体。
本发明提供了一种有机硅低沸点合成高沸物重排反应方法,包括如下步骤:
步骤一:依次向反应釜内加入过滤完的合成高沸物、氯硅烷单体以及低沸点合成高沸物,三种物质的质量比为1.2:0.8:1,
步骤二:向反应釜内加入甲基氢二氯硅烷,加入量为低沸点合成高沸物加入的量12%;
步骤三:开启反应釜搅拌系统和加热系统,控制反应釜温度在200℃以上时,从反应釜底部加入氢气,氢气总加入量为低沸点合成高沸物加入量的1.7%。
步骤四:控制反应釜温度370℃左右、压力5.4Mpa左右。
步骤五:待反应压力不再上涨、温度不再上升后,对反应釜进行降温、降压后取样分析产物成分,甲基氢二氯硅烷含量为37.8%,计算转化率约为86%。
最后应该说明的是,以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种有机硅低沸点合成高沸物重排反应方法,其特征在于,包括:
将过滤后的合成高沸物与氯硅烷单体混合,再加入甲基氢二氯硅烷,混合均匀后,通入氢气,并加入低沸点的合成高沸物进行重排反应,得到甲基氢二氯硅烷单体。
2.如权利要求1所述的有机硅低沸点合成高沸物重排反应方法,其特征在于,所述过滤后的合成高沸物、氯硅烷单体以及低沸点合成高沸物的质量比为0.6~1.3:0.6~1.3:0.6~1.3。
3.如权利要求1所述的有机硅低沸点合成高沸物重排反应方法,其特征在于,甲基氢二氯硅烷的加入量为低沸点合成高沸物加入的量10%~20%。
4.如权利要求1所述的有机硅低沸点合成高沸物重排反应方法,其特征在于,氢气的进料量为低沸点合成高沸物的1.1%~2%。
5.如权利要求1所述的有机硅低沸点合成高沸物重排反应方法,其特征在于,重排反应的压力为5.2~6.5Mpa。
6.如权利要求1所述的有机硅低沸点合成高沸物重排反应方法,其特征在于,重排反应温度为300~360℃。
7.如权利要求1所述的有机硅低沸点合成高沸物重排反应方法,其特征在于,氢气总加入量为低沸点合成高沸物加入量的1.5~1.8%。
8.如权利要求1所述的有机硅低沸点合成高沸物重排反应方法,其特征在于,重排转化率在85%以上。
9.如权利要求1-8任一项所述的方法合成的甲基氢二氯硅烷单体。
10.如权利要求9所述的甲基氢二氯硅烷,其特征在于,甲基氢二氯硅烷单体含量为34.4%~37.8%。
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