CN116747546A - 硅氧烷类化合物的纯化装置及纯化方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种硅氧烷类化合物的纯化装置及纯化方法。纯化装置包括顺次相连通的汽化单元、气相吸附单元及精馏单元；其中，气相吸附单元包括串联连通的第一吸附柱及第二吸附柱；且第一吸附柱填充有第一吸附填料，第一吸附填料选自活性炭、分子筛或沸石中的一种或多种；第二吸附柱填充有第二吸附填料，第二吸附填料选自亚氨基二乙酸聚苯乙烯树脂填料、氨基磷酸聚苯乙烯树脂填料或苯乙烯‑二乙烯基树脂填料中的一种或多种。基于上述装置，硅氧烷类化合物纯化效率更高，其纯化效率体现在纯化时间更短、目标产品回收率及纯度均更高。

Description

硅氧烷类化合物的纯化装置及纯化方法

技术领域

本发明涉及硅氧烷类化合物提纯技术领域，具体而言，涉及一种硅氧烷类化合物的纯化装置及纯化方法。

背景技术

高纯硅氧烷类化合物在半导体集成电路制备过程中占据有主要的位置，例如：

(1)二甲氧基二甲基硅烷(DMDMOS)。高纯二甲氧基二甲基硅烷应用于45nm制程以下铜金属层间超低介电常数介质层沉积制程中，也可用于合成各种大孔二氧化硅气凝胶，在酞菁负载中空二氧化硅纳米粒子的制备中，用于近红外光动力学和光热协同治疗和合成具有高介电常数的电介质硅橡胶。在实际应用中，二甲氧基二甲基硅烷作为诸多电子气体中的一种，其纯度要求比较严格，各项杂质需小于0.1个ppb，尤其是金属离子杂质(Na、K、Mg、Fe、Ca、Al等)，会降低沉积在半导体器件二氧化硅薄膜层绝缘性能，会导致微米级的电路互相联通，从而导致电路板报废。其中的非电活性杂质，如有机物、颗粒会影响沉积的膜层均匀和平整性。一般工业级二甲氧基二甲基硅烷的组分为95％～99.0％，包含较多离子杂质(Na、K、Mg、Al、Fe、Ca、B、P)和颗粒，因此开发高纯二甲氧基二甲基硅烷的制备工艺迫在眉睫。

(2)甲基二乙氧基硅烷。工业级甲基二乙氧基硅烷(DEMS)是合成改性硅油、改性硅树脂的一种重要的有机硅中间体。高纯甲基二乙氧基硅烷可以作为一种化学气相沉积的低k前驱体材料，主要应用于高端集成电路制程。随着超大规模集成电路制造的发展，芯片中的互连线密度不断增加，互连线的宽度和间距不断减小，因此由互连电阻(R)和电容(C)所产生的寄生效应越来越明显。当集成电路的发展进入0.25微米的技术时代，由传统的铝和二氧化硅互连引起的信号延迟将超过门极延迟，已成为制约芯片性能提升的重要因素，故其纯度要求比较严格，各项杂质需小于0.1个ppb，尤其是金属离子杂质(Na、K、Mg、Fe、Ca、Al等)，会降低沉积在半导体器件二氧化硅薄膜层绝缘性能，会导致微米级的电路互相联通，从而导致电路板报废。其中的非电活性杂质，如有机物、颗粒会影响沉积的膜层均匀和平整性。一般工业级甲基二乙氧基硅烷的组分为95％～99.0％，包含较多离子杂质(Na、K、Mg、Al、Fe、Ca、B、P)和颗粒，因此开发高纯甲基二乙氧基硅烷的制备工艺迫在眉睫。

目前，国内企业对上述硅氧烷类化合物纯化主要采用的纯化工艺为精馏中和法、吸附法等。例如：

(1)专利号为CN109251220A的文中提到了一种降低二甲氧基二甲基硅烷氯含量的工艺方法，其工艺步骤为：控制温度不超过25℃，在搅拌条件下，将二甲基二氯硅烷通过连续加料的方式加入甲醇钠的甲醇溶液进行醇解，控制二甲基二氯硅烷与甲醇钠的摩尔比为1:1.85～1.95，加料反应完成后，继续升温反应2h，经过抽滤，精馏分离后得到氯含量低于35ppm的二甲氧基二甲基硅烷。

(2)专利号为CN101407526A的文中提到了一种去除有机硅烷中极性有机化合物或外来金属方法，将干燥3小时后的吸附剂(如活性炭(优选)，硅酸盐，硅藻土，有机树脂和/或沸石)在保护性气体气氛下与有机硅烷(包含二甲基二甲氧基硅烷)接触；在室温和标准压力下搅拌反应2分钟至5小时。通常通过过滤，离心或沉淀获得纯化后的组合物，其中纯化后有机硅烷中的杂质金属化合物的含量降低至100μg/kg以下，有机物含量低于0.01％(wt)。

(3)专利号为CN101407526A的文中提到了一种去除有机硅烷中极性有机化合物或外来金属方法，将干燥3小时后的吸附剂(如活性炭，硅酸盐，硅藻土，有机树脂和/或沸石)在保护性气体气氛下与有机硅烷(包含甲基二乙氧基硅烷)接触；在室温和标准压力下搅拌反应2分钟至5小时。通常通过过滤，离心或沉淀获得纯化后的组合物，其中纯化后有机硅烷中的杂质金属化合物的含量降低至100μg/kg以下，有机物含量低于0.01％(wt)。

然而，上述纯化工艺中会存在以下缺点：其一，上述工艺中加入液态物料中的中和剂(甲醇钠、乙醇钠等)或吸附剂(活性炭、硅藻土等)虽然可以达到去除有机物(乙醇、有机氨等)和金属杂质的效果，但试剂本身不可避免的会引入额外的新杂质(诸如醇类物质甲醇和/或乙醇、金属离子杂质Na、K、Ca等，这为后续的提纯分离带来一定的难度，导致分离效率降低。其二，上述液相吸附的反应速度较慢，反应时间长，分离效率低，且其不能连续进行，从而无法实现工业化大规模生产。总之，上述制备工艺中的缺点最终均会导致产品的纯化效率较差。

故而，有必要提供一种新的硅氧烷类化合物纯化方法，以解决现有技术中存在的纯化效率低等问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种硅氧烷类化合物的纯化装置及纯化方法，以解决现有技术中存在的硅氧烷类化合物粗产品纯化效率低等问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种硅氧烷类化合物的纯化装置，硅氧烷类化合物具有式Ⅰ所示结构，R₁、R₂各自独立地选自氢或甲基，R₃、R₄各自独立地选自甲基或乙基；

按照物料流动顺序，纯化装置包括顺次相连通的汽化单元、气相吸附单元及精馏单元；其中，气相吸附单元包括串联连通的第一吸附柱及第二吸附柱；且第一吸附柱填充有第一吸附填料，第一吸附填料选自活性炭、分子筛或沸石中的一种或多种；第二吸附柱填充有第二吸附填料，第二吸附填料选自亚氨基二乙酸聚苯乙烯树脂填料、氨基磷酸聚苯乙烯树脂填料或苯乙烯-二乙烯基树脂填料中的一种或多种。

进一步地，第一吸附柱及第二吸附柱的高径比各自独立地选自5～10:1；优选地，活性炭选自颗粒状活性炭，活性炭纤维或柱状活性炭中的一种或多种；优选地，分子筛选自ZSM-5和/或ZSM-13；优选地，沸石选自5A、13X或Y型中的一种或多种；优选地，亚氨基二乙酸聚苯乙烯树脂填料选自D401、CH-90或D402中的一种或多种；优选地，氨基磷酸聚苯乙烯树脂填料选自漂莱特MTS9500、漂莱特MTS9510PF或蓝晓科技LSC-500中的一种或多种；优选地，苯乙烯-二乙烯基树脂填料的磺化度＞85％；更优选苯乙烯-二乙烯基树脂填料为漂莱特MTS9570和/或Ambersorb 600。

进一步地，气相吸附单元与精馏单元的连通通道上还依次设置有第一过滤器及第一冷凝器；第一过滤器为精密过滤器，其材质为316L不锈钢、过滤孔径≤0.5μm。

进一步地，精馏单元包括顺次相连通的精馏塔、第二冷凝器、第二过滤器及硅氧烷类化合物收集单元。

进一步地，第二冷凝器与第二过滤器的连通通道上还设置有缓冲罐。

进一步地，第二冷凝器包括多组串联连通的过滤精密过滤器，其材质为316L不锈钢或聚四氟乙烯，过滤孔径为0.01～0.1μm。

进一步地，精馏塔填充有不锈钢θ环填料、三角螺旋填料或玻璃弹簧填料中的一种或多种，且精馏塔的理论塔板数为10～30。

进一步地，精馏塔的顶部还具有回流口，回流口与第二冷凝器的出口相连。

进一步地，第二冷凝器与硅氧烷类化合物收集单元连通的通道上还设置有循环泵，其进口与第二冷凝器的出口相连通，其出口与第二冷凝器的进口相连通。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种硅氧烷类化合物的纯化方法，采用前述的硅氧烷类化合物的纯化装置进行纯化；纯化方法包括：使硅氧烷类化合物粗产品顺次通过汽化单元、气相吸附单元及精馏单元，得到纯化后的硅氧烷类化合物。

进一步地，控制汽化单元中的处理温度为100～140℃，处理压力为30～50Kpa；优选地，当硅氧烷类化合物为甲基二乙氧基硅烷时，汽化单元中的处理温度为90～140℃；或者，当硅氧烷类化合物为二甲氧基二甲基硅烷时，汽化单元中的处理温度为90～120℃。

进一步地，控制气相吸附单元的进料量为10～100mL/min，优选为20～40mL/min；优选地，气相吸附单元的吸附压力为20～50KPa；更优选地，当硅氧烷类化合物为甲基二乙氧基硅烷时，气相吸附单元的吸附压力为20～40kPa；或者，当硅氧烷类化合物为二甲氧基二甲基硅烷时，气相吸附单元的吸附压力为30～50kPa。

进一步地，控制精馏塔的塔顶压力为10～50KPa，塔顶温度为90～120℃；优选地，精馏塔中的回流进料比为5～15:1。

进一步地，硅氧烷类化合物粗产品包括98.5～99.0wt％的硅氧烷类化合物、0.5～0.6wt％的硅烷类副产物、0.3～0.2wt％的醇类以及余量不可避免地杂质化合物和固体颗粒。

基于上述装置，本发明纯化效率更高，其纯化效率体现在纯化时间更短、目标产品回收率及纯度均更高。

附图说明

构成本申请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。在附图中：

图1示出了本发明一种实施方式中的硅氧烷类化合物的纯化装置示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、汽化单元；20、气相吸附单元；30、精馏单元；40、第一过滤器；50、第一冷凝器；21、第一吸附柱；22、第二吸附柱；31、精馏塔；32、第二冷凝器；33、第二过滤器；34、硅氧烷类化合物收集单元；35、缓冲罐；36、循环泵。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

正如本发明背景技术部分所描述的，现有技术中硅氧烷类化合物粗产品纯化效率低等的问题。为了解决这一问题，本发明提供了一种硅氧烷类化合物的纯化装置，该硅氧烷类化合物具有式Ⅰ所示结构，R₁、R₂各自独立地选自氢或甲基，R₃、R₄各自独立地选自甲基或乙基；

如图1所示，按照物料流动顺序，纯化装置包括顺次相连通的汽化单元10、气相吸附单元20及精馏单元30；其中，气相吸附单元20包括串联连通的第一吸附柱21及第二吸附柱22；且第一吸附柱21填充有第一吸附填料，第一吸附填料选自活性炭、分子筛或沸石中的一种或多种；第二吸附柱22填充有第二吸附填料，第二吸附填料选自亚氨基二乙酸聚苯乙烯树脂、氨基磷酸聚苯乙烯树脂或苯乙烯-二乙烯基树脂中的一种或多种。

首先，本发明待纯化物料经汽化单元汽化后进入串联的两级吸附柱，气相充分接触吸附后可脱除物料中一部分的醇类化合物(低沸点醇诸如甲醇或乙醇)，有机氨(诸如二乙胺等)、金属离子(诸如Na⁺、Ca²⁺、Fe³⁺、K⁺、Al³⁺等)的化合物、非金属离子(诸如B³⁺、P³⁺等)的化合物以及一些硅烷类副产物(乙氧基甲基硅烷或甲基甲氧基硅烷)。接着，吸附后物料继续进入精馏单元，进一步去除残留的一些杂质(主要为低沸点醇，次要为金属离子的化合物和非金属离子的化合物、以及以高沸物和金属附着形式存在的微小固体颗粒)，以得到高纯度的硅氧烷类化合物。基于此，其一，本发明实现了连续化纯化硅氧烷类化合物的有益效果，且连续化纯化过程的稳定性也较佳，适合大规模生产，工业化应用前景更优。其二，本发明采用上述串联连通的第一吸附柱及第二吸附柱，提高了吸附填料和目标产品的接触面积，从而提升了杂质离子的去除效果，除杂效率明显得到了大幅度地提升，生产成本更低。其三，本发明上述纯化装置结构简单，不仅易于操作且检修方便。总之，基于上述装置，本发明纯化效率更高，其纯化效率体现在纯化时间更短、目标产品回收率及纯度均更高。

为了进一步提高吸附效果，上述提到的第一吸附柱及第二吸附柱的材质可为316L。上述提到的活性炭可选自颗粒状活性炭，活性炭纤维或柱形活性炭中的一种或多种；分子筛可选自ZSM-5和/或ZSM-13；沸石可选自5A、13X或Y型中的一种或多种。上述提到的亚氨基二乙酸聚苯乙烯树脂的颗粒直径为0.5～1.5mm，可选自D401、CH-90或D402中的一种或多种；氨基磷酸聚苯乙烯树脂的颗粒直径为0.5～1.5mm，可选自漂莱特MTS9500、MTS9510PF或蓝晓科技LSC-500中的一种或多种；苯乙烯-二乙烯基树脂为高度磺化的苯乙烯-二乙烯基树脂，其磺化度在85％以上，可选自漂莱特MTS9570和/或Ambersorb 600。上述树脂在装柱前，可先采用18M纯水对其进行洗涤，并在洗涤后采用真空干燥箱在50～80℃(优选为70℃)下对其烘干后再行装柱使用。

优选地，本发明上述提到的硅氧烷类化合物可为甲基二乙氧基硅烷或二甲氧基二甲基硅烷，基于此，上述装置的适配性更优。

在一种优选的实施方式中，第一吸附柱21及第二吸附柱22的高径比各自独立地选自5～10:1。基于此，本发明可进一步提高吸附填料和目标产品的接触面积，从而提升目标产品的纯化效率，且生产成本更低。

为了进一步提高目标产品的纯化效率，优选气相吸附单元20与精馏单元30的连通通道上还依次设置有第一过滤器40及第一冷凝器50。更优选第一过滤器40为精密过滤器，且精密过滤器的材质为316L不锈钢、过滤孔径≤0.5μm。

在一种优选的实施方式中，精馏单元30包括顺次相连通的精馏塔31、第二冷凝器32、第二过滤器33及硅氧烷类化合物收集单元34。基于此，本发明纯化效率得到大幅度地提升。

在一种优选的实施方式中，第二冷凝器32与第二过滤器33的连通通道上还设置有缓冲罐35。第二冷凝器32与硅氧烷类化合物收集单元34连通的通道上还设置有循环泵36，其进口与第二冷凝器32的出口相连通，其出口与第二冷凝器32的进口相连通。物料经精馏塔冷凝后，先收集在缓冲罐中再进行后续过滤处理。一方面，如果连续化运行过程中过滤设备故障中断，那物料也可先暂时储存在缓冲罐中，安全性更高。另一方面，更为重要的是物料可通过循环泵进行多次过滤，在设备成本更低的基础上实现更高的纯化效果。

优选地，第二冷凝器32包括多组串联连通的过滤精密过滤器，且精密过滤器的材质为316L不锈钢或聚四氟乙烯，过滤孔径为0.01～0.1μm。基于此，在上述连续化的纯化过程中，本发明仍然可以保持较高的纯化效率，纯化时间更短、目标产品回收率及纯度均更高。

出于进一步提高纯化效率的目的，优选精馏塔31填充有不锈钢θ环填料、三角螺旋填料或玻璃弹簧填料中的一种或多种，且精馏塔31的理论塔板数为10～30。在一种优选的实施方式中，精馏塔31的顶部还具有回流口，回流口与第二冷凝器32的出口相连。

本发明还提供了一种硅氧烷类化合物的纯化方法，采用前述的硅氧烷类化合物的纯化装置进行纯化。纯化方法包括：使硅氧烷类化合物粗产品顺次通过汽化单元10、气相吸附单元20及精馏单元30，得到纯化后的硅氧烷类化合物。

基于前文的各项原因，首先，本发明待纯化物料经汽化单元汽化后进入串联的两级吸附柱，气相充分接触吸附后可脱除物料中的低沸点醇(甲醇或乙醇)、有机氨(诸如二乙胺等)、金属离子(诸如Na⁺、Ca²⁺、Fe³⁺、K⁺、Al³⁺等)的化合物、非金属离子(诸如B³⁺、P³⁺等)的化合物以及一些副产物乙氧基甲基硅烷或甲基甲氧基硅烷。接着，吸附后物料继续进入精馏单元，进一步去除残留的一些杂质(主要为低沸点醇，次要为残留的金属离子的化合物和非金属离子的化合物、以及以高沸物和金属附着形式存在的微小固体颗粒)，以得到高纯度的硅氧烷类化合物。基于此，其一，本发明实现了连续化纯化硅氧烷类化合物的有益效果，且连续化纯化过程的稳定性也较佳，适合大规模生产，工业化应用前景更优。其二，本发明采用上述串联连通的第一吸附柱及第二吸附柱，提高了吸附填料和目标产品的接触面积，从而提升了杂质离子的去除效果，除杂效率明显得到了大幅度地提升，生产成本更低。其三，本发明上述纯化方法纯化效率更高，其纯化效率体现在纯化时间更短、目标产品回收率及纯度均更高。

为了进一步提高汽化效率，优选控制汽化单元10中的处理温度为100～140℃，处理压力为30～50Kpa。在一种优选的实施方式中，当硅氧烷类化合物为甲基二乙氧基硅烷时，汽化单元10中的处理温度为90～140℃。当硅氧烷类化合物为二甲氧基二甲基硅烷时，汽化单元10中的处理温度为90～120℃。更优选上述汽化单元采用导热油进行循环加热。

为了进一步平衡吸附稳定性及吸附效率，优选控制气相吸附单元20的进料量为10～100mL/min，更优选为20～40mL/min。在一种优选的实施方式中，气相吸附单元20的吸附压力为20～50KPa。当硅氧烷类化合物为甲基二乙氧基硅烷时，气相吸附单元20的吸附压力为20～40kPa。当硅氧烷类化合物为二甲氧基二甲基硅烷时，气相吸附单元20的吸附压力为30～50kPa。

为了进一步提高精馏效率，优选控制精馏塔31的塔顶压力为10～50KPa，塔顶温度为90～120℃，精馏塔31中的回流进料比为5～15。在精馏塔31中，塔釜采用导热油进行加热，塔顶采用常温水进行冷却。精馏处理后，精馏塔塔底采出高沸物，塔顶产品冷凝后经多级循环过滤多次去除颗粒后，得到高纯度目标产品。

优选地，硅氧烷类化合物粗产品包括98.5～99.0wt％的硅氧烷类化合物(二甲氧基二甲基硅烷或甲基二乙氧基硅烷)、0.5～0.6wt％的硅烷类副产物(乙氧基甲基硅烷或甲基甲氧基硅烷)、0.3～0.2wt％的醇类(甲醇和/或乙醇)以及余量不可避免的杂质化合物(金属离子诸如Na⁺、Ca²⁺、Fe³⁺、K⁺、Al³⁺等的化合物、非金属离子诸如B³⁺、P³⁺等的化合物、有机氨等)和固体颗粒(尺寸在0.2～0.6μm的以高沸物和金属附着形式存在的微小固体颗粒)。

以下结合具体实施例对本申请作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本申请所要求保护的范围。

检测手段：

纯度检测：GC-MS。

产品杂质总量检测：ICP-MS。

产品颗粒数(≥0.2μm)检测：颗粒仪。

实施例1

采用图1所示装置，将工业级二甲氧基二甲基硅烷(包括：99.0wt％的二甲氧基二甲基硅烷、0.55wt％的副产物甲基甲氧基硅烷、0.25wt％的甲醇及余量不可避免地杂质化合物和固体颗粒)通过汽化单元10汽化后，依次通过第一吸附柱21及第二吸附柱22进行吸附，吸附后料再依次通过第一过滤器40及第一冷凝器50顺次进行过滤及冷凝，冷凝后料继续依次通过精馏塔31、第二冷凝器32、缓冲罐35、第二过滤器33顺次进行精馏、第二冷凝，即可得到纯化后的二甲氧基二甲基硅烷，并将其收集在硅氧烷类化合物收集单元34中。

汽化单元10中的处理温度为100℃、压力为50kPa。第一吸附柱21的填料为5A分子筛，第二吸附柱22的填料为漂莱特品牌MTS9500型填料，两个吸附柱的直径均为2英寸，长度均为500mm，材质均为316L，吸附压力均为30kPa，控制流速均为30mL/min。第一过滤器40为孔径0.5μm的316L材质的精密过滤器。采用精馏塔进行精馏，控制塔压40KPa，顶温91℃，回流进料比为10。第二过滤器33包括3组串联设置的聚四氟乙烯过滤器，按物料流动顺序计，3组串联设置的聚四氟乙烯过滤器的膜孔径顺次为100nm、50nm和20nm。通过循环泵进行5次过滤。

实施例2

采用图1所示装置，将工业级甲基二乙氧基硅烷(包括：99.0wt％的甲基二乙氧基硅烷、0.55wt％的副产物乙氧基甲基硅烷、0.25wt％的乙醇及余量不可避免地杂质化合物和固体颗粒)通过汽化单元10汽化后，依次通过第一吸附柱21及第二吸附柱22进行吸附，吸附后料再依次通过第一过滤器40及第一冷凝器50顺次进行过滤及冷凝，冷凝后料继续依次通过精馏塔31、第二冷凝器32、缓冲罐35、第二过滤器33顺次进行精馏、第二冷凝，即可得到纯化后的二甲氧基二甲基硅烷，并将其收集在硅氧烷类化合物收集单元34中。

汽化单元10中的处理温度为140℃、压力为50kPa。第一吸附柱21的填料为13X，第二吸附柱22的填料为漂莱特品牌MTS9500型填料，两个吸附柱的直径均为2英寸，长度均为500mm，材质均为316L，吸附压力均为20kPa，控制流速均为30mL/min。第一过滤器40为孔径0.5μm的316L材质的精密过滤器。采用精馏塔进行精馏，控制塔压20KPa，顶温100℃，回流进料比为10。第二过滤器33包括3组串联设置的聚四氟乙烯过滤器，按物料流动顺序计，3组串联设置的聚四氟乙烯过滤器的膜孔径顺次为100nm、50nm和20nm。通过循环泵进行5次过滤。

实施例3

和实施例1的区别仅在于：将第二吸附柱22的填料替换为Ambersorb 600。

实施例4

和实施例1的区别仅在于：将第二吸附柱22的填料替换为D401。

实施例5

和实施例2的区别仅在于：将第二吸附柱22的填料替换为CH-90。

实施例6

和实施例2的区别仅在于：将第二吸附柱22的填料替换为MTS9570。

实施例7

和实施例1的区别仅在于：将第二吸附柱22的填料替换为朗盛拜耳TP207树脂。

实施例8

和实施例2的区别仅在于：将第二吸附柱22的填料替换为朗盛拜耳TP208树脂。

实施例9

和实施例1的区别仅在于：气相吸附单元20的吸附压力为50kPa。

实施例10

和实施例2的区别仅在于：气相吸附单元20的吸附压力为40kPa。

实施例11

和实施例1的区别仅在于：气相吸附单元20的吸附压力为60kPa。

实施例12

和实施例2的区别仅在于：气相吸附单元20的吸附压力为10kPa。

对比例1

和实施例1的区别仅在于：气相吸附单元20仅设置有第一吸附柱，不设置第二吸附柱。

对比例2

和实施例1的区别仅在于：不设置汽化单元10。

对比例3

和实施例2的区别仅在于：气相吸附单元20仅设置有第一吸附柱，不设置第二吸附柱。

对比例4

和实施例2的区别仅在于：不设置汽化单元10。

性能表征：

实施例及对比例的测试结果如表1所示。

表1

实施例8出现纯度小于99.0％的情况是由于该吸附树脂本身会与目标产品发生反应，造成目标产品分解，从而造成纯度降低。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (14)

1.一种硅氧烷类化合物的纯化装置，其特征在于，所述硅氧烷类化合物具有式Ⅰ所示结构，R₁、R₂各自独立地选自氢或甲基，R₃、R₄各自独立地选自甲基或乙基；

按照物料流动顺序，所述纯化装置包括顺次相连通的汽化单元(10)、气相吸附单元(20)及精馏单元(30)；

其中，所述气相吸附单元(20)包括串联连通的第一吸附柱(21)及第二吸附柱(22)；且所述第一吸附柱(21)填充有第一吸附填料，所述第一吸附填料选自活性炭、分子筛或沸石中的一种或多种；所述第二吸附柱(22)填充有第二吸附填料，所述第二吸附填料选自亚氨基二乙酸聚苯乙烯树脂填料、氨基磷酸聚苯乙烯树脂填料或苯乙烯-二乙烯基树脂填料中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的硅氧烷类化合物的纯化装置，其特征在于，所述第一吸附柱(21)及所述第二吸附柱(22)的高径比各自独立地选自5～10:1；

优选地，所述活性炭选自颗粒状活性炭，活性炭纤维或柱状活性炭中的一种或多种；

优选地，所述分子筛选自ZSM-5和/或ZSM-13；

优选地，所述沸石选自5A、13X或Y型中的一种或多种；

优选地，所述亚氨基二乙酸聚苯乙烯树脂填料的颗粒直径为0.5～1.5mm；更优选所述亚氨基二乙酸聚苯乙烯树脂填料选自D401、CH-90或D402中的一种或多种；

优选地，所述氨基磷酸聚苯乙烯树脂填料的颗粒直径为0.5～1.5mm；更优选所述氨基磷酸聚苯乙烯树脂填料选自漂莱特MTS9500、漂莱特MTS9510PF或蓝晓科技LSC-500中的一种或多种；

优选地，所述苯乙烯-二乙烯基树脂填料的磺化度＞85％；更优选所述苯乙烯-二乙烯基树脂填料为漂莱特MTS9570和/或Ambersorb 600。

3.根据权利要求1或2所述的硅氧烷类化合物的纯化装置，其特征在于，所述气相吸附单元(20)与所述精馏单元(30)的连通通道上还依次设置有第一过滤器(40)及第一冷凝器(50)；

所述第一过滤器(40)为精密过滤器，其材质为316L不锈钢、过滤孔径≤0.5μm。

4.根据权利要求3所述的硅氧烷类化合物的纯化装置，其特征在于，所述精馏单元(30)包括顺次相连通的精馏塔(31)、第二冷凝器(32)、第二过滤器(33)及硅氧烷类化合物收集单元(34)。

5.根据权利要求4所述的硅氧烷类化合物的纯化装置，其特征在于，所述第二冷凝器(32)与所述第二过滤器(33)的连通通道上还设置有缓冲罐(35)。

6.根据权利要求5所述的硅氧烷类化合物的纯化装置，其特征在于，所述第二冷凝器(32)包括多组串联连通的过滤精密过滤器，其材质为316L不锈钢或聚四氟乙烯，过滤孔径为0.01～0.1μm。

7.根据权利要求4所述的硅氧烷类化合物的纯化装置，其特征在于，所述精馏塔(31)填充有不锈钢θ环填料、三角螺旋填料或玻璃弹簧填料中的一种或多种，且所述精馏塔(31)的理论塔板数为10～30。

8.根据权利要求4所述的硅氧烷类化合物的纯化装置，其特征在于，所述精馏塔(31)的顶部还具有回流口，所述回流口与所述第二冷凝器(32)的出口相连。

9.根据权利要求4所述的硅氧烷类化合物的纯化装置，其特征在于，所述第二冷凝器(32)与所述硅氧烷类化合物收集单元(34)连通的通道上还设置有循环泵(36)，其进口与所述第二冷凝器(32)的出口相连通，其出口与所述第二冷凝器(32)的进口相连通。

10.一种硅氧烷类化合物的纯化方法，其特征在于，采用权利要求1至9中任一项所述的硅氧烷类化合物的纯化装置进行纯化；

所述纯化方法包括：使硅氧烷类化合物粗产品顺次通过汽化单元(10)、气相吸附单元(20)及精馏单元(30)，得到纯化后的硅氧烷类化合物。

11.根据权利要求10所述的硅氧烷类化合物的纯化方法，其特征在于，控制所述汽化单元(10)中的处理温度为100～140℃，处理压力为30～50Kpa；

优选地，当所述硅氧烷类化合物为甲基二乙氧基硅烷时，所述汽化单元(10)中的处理温度为90～140℃；或者，当所述硅氧烷类化合物为二甲氧基二甲基硅烷时，所述汽化单元(10)中的处理温度为90～120℃。

12.根据权利要求10或11所述的硅氧烷类化合物的纯化方法，其特征在于，控制所述气相吸附单元(20)的进料量为10～100mL/min，优选为20～40mL/min；

优选地，所述气相吸附单元(20)的吸附压力为20～50KPa；

更优选地，当所述硅氧烷类化合物为甲基二乙氧基硅烷时，所述气相吸附单元(20)的吸附压力为20～40kPa；或者，当所述硅氧烷类化合物为二甲氧基二甲基硅烷时，所述气相吸附单元(20)的吸附压力为30～50kPa。

13.根据权利要求10至12中任一项所述的硅氧烷类化合物的纯化方法，其特征在于，控制精馏塔(31)的塔顶压力为10～50KPa，塔顶温度为90～120℃；

优选地，所述精馏塔(31)中的回流进料比为5～15:1。

14.根据权利要求10至13中任一项所述的硅氧烷类化合物的纯化方法，其特征在于，所述硅氧烷类化合物粗产品包括98.5～99.0wt％的硅氧烷类化合物、0.5～0.6wt％的硅烷类副产物、0.3～0.2wt％的醇类化合物以及余量不可避免地杂质化合物和固体颗粒。