一種綜合處理有機(jī)硅副產(chǎn)物的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種綜合處理有機(jī)硅副產(chǎn)物的方法，將有機(jī)硅副產(chǎn)物高沸物、共沸物、低沸物、甲基三氯硅烷按體積比1：（0.1～1）：（0.1～1）：（0.1～1），混合好后在路易斯催化劑下通過(guò)歧化反應(yīng)一體化轉(zhuǎn)化成二甲基二氯硅烷；所述的反應(yīng)溫度為280～350℃，所述的反應(yīng)時(shí)間為1～6h，且在反應(yīng)過(guò)程中隨著物料填裝量、溫度升高及有機(jī)氯硅烷組成的變化，壓力為3～10Mpa。本發(fā)明簡(jiǎn)單易行，二甲選擇率高，將對(duì)安全和環(huán)境造成隱患的副產(chǎn)物經(jīng)重排反應(yīng)轉(zhuǎn)化成二甲基二氯硅烷，既產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)價(jià)值又產(chǎn)生社會(huì)效益。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種綜合處理有機(jī)硅副產(chǎn)物的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于有機(jī)硅副產(chǎn)物綜合利用【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及有機(jī)硅副產(chǎn)物高沸物、低沸物、共沸物及甲基三氯硅烷等混合好后通過(guò)歧化反應(yīng)一體化轉(zhuǎn)化成二甲基二氯硅烷的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在直接法合成二甲基二氯硅烷的生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的副產(chǎn)物，其中以甲基三氯硅烷為最多，約為總產(chǎn)物的10~15%，其次是高沸物約占5% (沸點(diǎn)高于70°C，主要是含S1-Si鍵、S1-O-Si鍵、S1-C-Si鍵化合物)，低沸物約占1% (沸點(diǎn)低于41°C，主要含二甲基一氯硅烷、四甲基硅，甲基二氯硅烷等)，共沸物約占1%(主要是60%三甲基氯硅烷和40%四氯化硅混合物)。這些副產(chǎn)物價(jià)值不大，且處于絕對(duì)過(guò)剩狀況，積壓會(huì)對(duì)安全和環(huán)境造成嚴(yán)重影響，因此，通過(guò)歧化反應(yīng)使這些副產(chǎn)物轉(zhuǎn)化成具有較大市場(chǎng)價(jià)值的二甲基二氯硅烷成為國(guó)內(nèi)外每個(gè)有機(jī)硅生產(chǎn)廠家面臨的迫切課題。
[0003]Wacker公司專(zhuān)利US5922894介紹，以有機(jī)胺為催化劑，將高沸物與氯化氫反應(yīng)，釜內(nèi)溫度為120~140°C，塔頂溫度80°C，裂解產(chǎn)生的混單從塔頂分離處理。該方法的缺點(diǎn)是不能裂解所有組分，特別是價(jià)值較高的六甲基硅烷，造成資源浪費(fèi)，且該工藝二甲基二氯硅烷選擇率不高。
[0004]三甲基氯硅烷的沸點(diǎn)(57.7 V)與四氯化硅的沸點(diǎn)(57.4 V )較低，且十分接近；兩者形成的共沸物的沸點(diǎn)是54.7 °C。采用常規(guī)的分餾方法很難將兩者分開(kāi)。目前國(guó)內(nèi)外主要采用恒沸精餾法和酯化分離法進(jìn)行分離，然后再進(jìn)行深加工。恒沸精餾法是通過(guò)加入能與原來(lái)的兩個(gè)組分之一形成沸點(diǎn)更低的共沸物的第三組分，使組分間的相對(duì)揮發(fā)度增大，從而達(dá)到分離目的的方法。加入的第三組分稱(chēng)為恒沸劑或夾帶劑。目前，常用乙氰作夾帶劑，使乙氰與四氯化硅形成新的共沸物后從塔頂采出，其缺點(diǎn)是乙氰毒性比較大，且形成新的副產(chǎn)物四氯化硅市場(chǎng)飽和，難以處理。酯化分離法是通過(guò)向共沸物滴加乙醇，使乙醇首先與活性較高的四氯化硅反應(yīng)，破壞兩組分的共沸，從而實(shí)現(xiàn)三甲基氯硅烷和四氯化硅部分酯化物分離的方法。其缺點(diǎn)是乙醇試劑比較貴，所形成的四氯化硅部分酯代物成為新的副產(chǎn)物，需要額外處理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決現(xiàn)有技術(shù)的上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種綜合處理有機(jī)硅副產(chǎn)物的方法，其目的在于將大量副產(chǎn)的有機(jī)硅高沸物、低沸物、共沸物和甲基三氯硅烷通過(guò)重排反應(yīng)一次性轉(zhuǎn)化成有較高價(jià)值的二甲基二氯硅烷。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種綜合處理有機(jī)硅副產(chǎn)物的方法，將有機(jī)硅副產(chǎn)物高沸物、共沸物、低沸物、甲基三氯硅烷按體積比1:(0.1~1):(0.1~1):(0.1~I )，混合好后在路易斯催化劑下通過(guò)歧化反應(yīng)一體化轉(zhuǎn)化成二甲基二氯硅烷；所述的反應(yīng)溫度為280~350°C，所述的反應(yīng)時(shí)間為I~6h，且在反應(yīng)過(guò)程中隨著物料填裝量、溫度升高及有機(jī)氯硅烷組成的變化，壓力為3~IOMpa?
[0007]作為優(yōu)選的，所述的高沸物、共沸物、低沸物、甲基三氯硅烷按體積比為1:1:1:
0.33。
[0008]所述的催化劑為A1C13、AlBr3或者M(jìn)AlCl3,且M=K或Na。
[0009]作為優(yōu)選的，所述的催化劑為A1C13。
[0010]所述催化劑AlCl3用量為反應(yīng)物原料總量的2~6%。
[0011]作為優(yōu)選的,所述催化劑AlCl3用量為反應(yīng)物原料總量的2%。
[0012]作為優(yōu)選的，所述的反應(yīng)溫度為300°C。
[0013]作為優(yōu)選的，所述的反應(yīng)時(shí)間為4h。
[0014]作為優(yōu)選的，反應(yīng)過(guò)程中隨著物料填裝量、溫度升高及有機(jī)氯硅烷組成的變化，壓力為7Mpa。
[0015]本發(fā)明中甲基三氯硅烷，四氯化硅屬于富氯的組分；三甲基硅烷，四甲基硅烷及高沸物中的六甲基二硅烷屬于富甲基組分，通過(guò)甲基和氯的重排交換來(lái)綜合處理有機(jī)硅副產(chǎn)物。
[0016]本發(fā)明克服了已有方法的一些缺陷，提供一種綜合處理有機(jī)硅副產(chǎn)物的方法，可以集中規(guī)?；幚碛袡C(jī)硅副產(chǎn)物，將這些副產(chǎn)物以一定的比例混合好后投入反應(yīng)釜，在2%AlCl3催化劑下、300°C下重排反應(yīng)時(shí)僅需3h，即可實(shí)現(xiàn)二甲基二氯硅烷選擇率在70%以上；不僅避免了以前方法中高沸催化裂解`不能裂解富甲基組分，提高了高沸利用率及二甲選擇率，向高沸中加入單硅烷極大的改善了高沸在反應(yīng)釜中的積炭情況，而且提供了一種新的有機(jī)硅共沸物的處理方式，同時(shí)避免了以前方法中各自處理高沸，共沸，低沸、一甲的繁瑣工藝及處理這些副產(chǎn)物所需多套生產(chǎn)裝置的不經(jīng)濟(jì)性。因此本發(fā)明的特點(diǎn)是簡(jiǎn)單易行，二甲選擇率高，將對(duì)安全和環(huán)境造成隱患的副產(chǎn)物經(jīng)重排反應(yīng)轉(zhuǎn)化成二甲基二氯硅烷，既產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)價(jià)值又產(chǎn)生社會(huì)效益。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于此。
[0018]本發(fā)明中共沸物為60%的三甲基硅烷和40%的四氯化硅，低沸物為52%的Si (CH3)4^ 15% 的(CH3)2HSiCU 15% 的異戊烯和 18% 的(CH3) HSiCl20
[0019]實(shí)施例1
將高沸物250ml投入IL高壓反應(yīng)釜中，催化劑AlCl310g(質(zhì)量約占高沸總量的4%)，使反應(yīng)釜升溫至300°C，反應(yīng)6h后壓力約為4.2MPa，反應(yīng)結(jié)束后，使反應(yīng)釜溫度冷卻至室溫，將反應(yīng)完成后的物料蒸餾，經(jīng)氣相色譜分析確定重排后物料的組成。表格中，M2為二甲基二氯硅烷，Ml為甲基三氯硅烷，MH為甲基二氯硅烷，M3為三甲基氯硅烷。
[0020]重排反應(yīng)后物料組成及選擇率:
M2:49.0% ；M1:19.1% ；M3:2.1% ；MH:2.2% ;殘余高沸物:26.3% ;其余:1.3%。
[0021]本實(shí)施例中其余組分為低沸點(diǎn)的物質(zhì)，如二甲基一氯硅烷，四甲基硅，異戊烷等。
[0022]由上述數(shù)據(jù)，高沸物歧化轉(zhuǎn)化率約73%左右，重排產(chǎn)物二甲基二氯硅烷的選擇率要比典型的高沸催化裂解二甲基二氯硅烷選擇率為20%數(shù)據(jù)要好，但是，在高溫下，高沸物單獨(dú)歧化時(shí)釜壁及底部積炭較嚴(yán)重，需要每次反應(yīng)完后及時(shí)清理，否則影響以后反應(yīng)的順利進(jìn)行。
[0023]實(shí)施例2
將250mL高沸物、25mL共沸物、25mL低沸物、25mL甲基三氯硅烷投入IL高壓反應(yīng)釜，加入占該混合物總量6%催化劑AlCl3,于280°C下反應(yīng)5h，最終壓力為3.2Mpa，反應(yīng)結(jié)束后，使反應(yīng)釜溫度冷卻至室溫，將反應(yīng)完成后的物料蒸餾，經(jīng)氣相色譜分析確定重排后物料的
組成: _^_
【權(quán)利要求】
1.一種綜合處理有機(jī)硅副產(chǎn)物的方法，其特征在于:將有機(jī)硅副產(chǎn)物高沸物、共沸物、低沸物、甲基三氯硅烷按體積比1:(0.1~I):(0.1~I):(0.1~I)，混合好后在路易斯催化劑下通過(guò)歧化反應(yīng)一體化轉(zhuǎn)化成二甲基二氯硅烷；所述的反應(yīng)溫度為280~350°C，所述的反應(yīng)時(shí)間為I~6h，且在反應(yīng)過(guò)程中隨著物料填裝量、溫度升高及有機(jī)氯硅烷組成的變化，壓力為3~lOMpa。
2.如權(quán)利要求1所述綜合處理有機(jī)硅副產(chǎn)物的方法，其特征在于:所述的高沸物、共沸物、低沸物、甲基三氯硅烷按體積比為1:1:1:0.33。
3.如權(quán)利要求1所述綜合處理有機(jī)硅副產(chǎn)物的方法，其特征在于:所述的催化劑為AlCl3' AlBr3 或者 MAlCl3,且 M=K 或 Na。
4.如權(quán)利要求3所述綜合處理有機(jī)硅副產(chǎn)物的方法，其特征在于:所述的催化劑為AlCl3。
5.如權(quán)利要求4所述綜合處理有機(jī)硅副產(chǎn)物的方法，其特征在于:所述催化劑々1(:13用量為反應(yīng)物原料總量的2~6%。
6.如權(quán)利要求5所述綜合處理有機(jī)硅副產(chǎn)物的方法，其特征在于:所述催化劑八1(:13用量為反應(yīng)物原料總量的2%。
7.如權(quán)利要求1所述綜合處理有機(jī)硅副產(chǎn)物的方法，其特征在于:所述的反應(yīng)溫度為300。。。
8.如權(quán)利要求1所述綜合處理有機(jī)硅副產(chǎn)物的方法，其特征在于:所述的反應(yīng)時(shí)間為4h0
9.如權(quán)利要求1所述綜合處理有機(jī)硅副產(chǎn)物的方法，其特征在于:反應(yīng)過(guò)程中隨著物料填裝量、溫度升高及有機(jī)氯硅烷組成的變化，壓力為7Mpa。
【文檔編號(hào)】C07F7/12GK103613608SQ201310652078
【公開(kāi)日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2013年12月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月9日
【發(fā)明者】孫峰, 吳憶南 申請(qǐng)人:內(nèi)蒙古恒業(yè)成有機(jī)硅有限公司