一種γ-氯丙基三氯硅烷的生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 一種γ -氯丙基三氯硅烷的生產(chǎn)方法，屬于硅化工技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有γ-氯丙基三氯硅烷的生產(chǎn)工藝基本是利用Speier催化劑催化氯丙烯與含氫氯硅烷進(jìn)行硅氫反應(yīng)，存在的問題可歸納如下:
DSpeier催化劑催化氯丙烯與含氫氯硅烷的硅氫化反應(yīng)有較長的誘導(dǎo)期，反應(yīng)溫度需要達(dá)到80°C~100°C才會(huì)開始反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間長，催化劑容易失活、催化劑用量大。此外，HCL和FeCL3等雜質(zhì)抑制該催化硅氫化反應(yīng)；
2)Speier催化劑催化氯丙烯與含氫氯硅烷的硅氫化反應(yīng)選擇性差，除生成3-氯丙基三氯硅烷的主反應(yīng)外，同時(shí)還有硅氫化合物還原氯丙烯的副反應(yīng)得到副產(chǎn)物丙烯和四氯化娃;
3)在Speier催化劑存在下，副反應(yīng)所產(chǎn)生的丙烯會(huì)與含氫硅烷發(fā)生硅氫加成反應(yīng)得到丙基氯硅烷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種常溫下反應(yīng)、無副反應(yīng)進(jìn)行的y _氯丙基二氯娃燒的生廣方法。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:該γ-氯丙基三氯硅烷的生產(chǎn)方法，其特征在于，制備步驟為:
1)將三氯氫硅和氯丙烯按質(zhì)量比2:1?1.3配料后注入各自計(jì)量罐備用；向反應(yīng)釜中加入氯鉑酸催化劑、副反應(yīng)抑制劑和四氯化硅，其中氯鉑酸催化劑、副反應(yīng)抑制劑、四氯化硅與三氯氫硅的質(zhì)量比為3?4: 28-32: 800-1500: 10000 ；
2)將氯丙烯全部加入到反應(yīng)釜中，然后開始向反應(yīng)釜中滴加三氯氫硅，隨著反應(yīng)的進(jìn)行反應(yīng)釜溫度逐漸升高至57°C時(shí)四氯化硅開始冷凝回流，三氯氫硅在4h~9h內(nèi)滴加完成；
3)三氯氫硅滴加完成后升溫至80°C~90°C保溫Ih?2.5h，分離產(chǎn)物即得。
[0005]本發(fā)明研發(fā)了新型催化劑氯鉑酸-乙酰丙酮可以在低溫或常溫就可以引發(fā)反應(yīng)，無需誘導(dǎo)期，反應(yīng)時(shí)間短，催化劑不容易失活、催化劑用量小。本發(fā)明工藝中在反應(yīng)前加入定量的四氯化硅，一方面可以抑制四氯化硅的生成，另一方面氯丙烯與含氫氯硅烷的硅氫化反應(yīng)是一個(gè)放熱反應(yīng)，隨著γ-氯丙基三氯硅烷的生成，整個(gè)物料的溫度將逐漸升高，然而高溫(超過60°C)會(huì)有大量的副反應(yīng)即丙烯和四氯化硅的生成。這就需要在反應(yīng)前加入定量的四氯化硅，四氯化硅的沸點(diǎn)只有57°c，它的加入可以降低整個(gè)物料的泡點(diǎn)，即當(dāng)反應(yīng)溫度升至57°C時(shí)，四氯化硅開始大量回流使得整個(gè)反應(yīng)的溫度只能在57°C左右，從而保證了反應(yīng)處于低溫狀態(tài)。本發(fā)明中三氯氫硅采用緩慢滴加的形式與氯丙烯逐步反映，除了反應(yīng)更充分均勻外，可以利用滴加控制反應(yīng)速率，從而控制反應(yīng)放熱速率，進(jìn)而維持反應(yīng)在較低的溫度下進(jìn)行，既符合所用催化劑的低溫或常溫催化性能，又能夠進(jìn)一步抑制副反應(yīng)的進(jìn)行。
[0006]所述的氯鉑酸催化劑為質(zhì)量百分比為0.7%?1.3%的氯鉑酸的乙酰丙酮溶液。本發(fā)明的氯鉑酸催化劑為氯鉑酸的0.7%?1.3%質(zhì)量百分比的乙酰丙酮溶液，能夠在常溫或低溫下即引發(fā)三氯氫硅和氯丙烯的反應(yīng)，而且在本催化條件下，催化氯丙烯與含氫氯硅烷的硅氫化反應(yīng)選擇性達(dá)到最佳。
[0007]優(yōu)選的，所述的副反應(yīng)抑制劑為I，5-環(huán)辛二烯。本發(fā)明提供I，5-環(huán)辛二烯作為一種氯丙烯與含氫氯硅烷的硅氫化反應(yīng)的副反應(yīng)抑制劑，能夠起到良好的抑制作用，減少丙烯和四氯化硅的生成，提高產(chǎn)率。其他能夠抑制副反應(yīng)的副反應(yīng)抑制劑也可以使用。
[0008]優(yōu)選的，步驟2)中所述的三氯氫硅在Sh滴加完成。
[0009]優(yōu)選的，步驟2)中所述的保溫時(shí)的溫度為80°C，保溫時(shí)間為2h。保溫前進(jìn)行加熱以使反應(yīng)釜內(nèi)溫度升高，保溫進(jìn)一步保證反應(yīng)更充分，提高產(chǎn)率。此時(shí)反應(yīng)已經(jīng)基本完成，無需考慮副反應(yīng)的進(jìn)行。
[0010]優(yōu)選的，所述的三氯氫硅的加入量為2600kg，所述氯丙烯的加入量為1475kg，所述的反應(yīng)釜的容積為5m3 ο本反應(yīng)條件溫和，反應(yīng)速率容易控制，可以在5m3的大釜內(nèi)進(jìn)行，大大提高單次產(chǎn)量。反應(yīng)釜的擴(kuò)容，由原來的Im3擴(kuò)大為5m3，解決了單釜產(chǎn)能低反應(yīng)周期長的弊端。
[0011]所述的反應(yīng)釜頂部設(shè)有冷凝回收裝置。便于四氯化硅的冷凝回流，保持反應(yīng)釜內(nèi)溫度穩(wěn)走O
[0012]優(yōu)選的，所述的氯鉑酸催化劑、副反應(yīng)抑制劑和四氯化硅由反應(yīng)釜內(nèi)設(shè)置的加料管直接加入到反應(yīng)釜釜底。放置這些小加入量的輔料濺到反應(yīng)釜釜壁上掛附，無法參與反應(yīng)，不能達(dá)到應(yīng)有加入量的相應(yīng)效果。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的一種γ-氯丙基三氯硅烷的生產(chǎn)方法所具有的有益效果是:本發(fā)明研發(fā)了新型催化劑氯鉑酸-乙酰丙酮可以在低溫或常溫就可以引發(fā)反應(yīng)，無需誘導(dǎo)期，反應(yīng)時(shí)間短，催化劑不容易失活、催化劑用量小。反應(yīng)前加入助劑I，5-環(huán)辛二烯可以抑制副反應(yīng)，減少丙烯和四氯化硅的生成。反應(yīng)前加入定量的四氯化硅，一方面可以抑制四氯化硅的生成，另一方面氯丙烯與含氫氯硅烷的硅氫化反應(yīng)是一個(gè)放熱反應(yīng)，隨著γ-氯丙基三氯硅烷的生成，整個(gè)物料的溫度將逐漸升高，然而高溫會(huì)有大量的副反應(yīng)即丙烯和四氯化硅的生成。這就需要在反應(yīng)前加入定量的四氯化硅，四氯化硅的沸點(diǎn)只有57°C，它的加入可以降低整個(gè)物料的泡點(diǎn)，即當(dāng)反應(yīng)溫度升至57°C時(shí)，四氯化硅開始大量回流使得整個(gè)反應(yīng)的溫度只能在57°C左右，保證了反應(yīng)處于低溫狀態(tài)。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明的γ-氯丙基三氯硅烷的生產(chǎn)方法的裝置示意圖。
[0015]其中:1、搪玻璃反應(yīng)釜2、催化劑、助劑及四氯化硅入口3、冷凝器4、三氯氫硅計(jì)量罐5、氯丙烯計(jì)量罐6、視盅。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面通過具體實(shí)施例結(jié)合附圖1做進(jìn)一步說明，其中實(shí)施例1為最佳實(shí)施例。
[0017]實(shí)施例1 投料前先用氮?dú)鈱?m3搪玻璃反應(yīng)釜I內(nèi)置換一遍，完畢后由催化劑、助劑及四氯化硅入口 2處加入Ikg的1%質(zhì)量百分比的氯鉑酸的乙酰丙酮溶液(三氯氫硅總投料量的385ppm)、1，5-環(huán)辛二烯7.81^(三氯氫硅總投料量的3000??111)及四氯化硅2601^(三氯氫硅總投料量的10%)，接著三氯氫娃計(jì)量罐4配料2600kg，氯丙稀計(jì)量罐5配料1475kg。將氯丙稀計(jì)量罐5物料放入搪玻璃反應(yīng)釜I中，確認(rèn)無誤后開始滴加三氯氫硅，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，搪玻璃反應(yīng)釜I溫度開始逐漸升高，當(dāng)溫度升至57°C時(shí)，四氯化硅開始經(jīng)冷凝器3冷凝回流，觀察視盅6處有回流出現(xiàn)，此時(shí)溫度逐漸穩(wěn)定，繼續(xù)滴加大約Sh滴加完畢。升溫至80°C保溫2h取樣檢測(cè)成分。三氯氫硅0.2%、氯丙烯0.3%、四氯化硅12.3%、丙基三氯硅烷0.9%、氯丙基三氯硅烷86%，余量雜質(zhì)?？鄢磻?yīng)前加入的四氯化硅260kg，氯丙基三氯硅烷的轉(zhuǎn)化率在88%以上。
[0018]實(shí)施例2
投料前先用氮?dú)鈱?m3搪玻璃反應(yīng)釜I內(nèi)置換一遍，完畢后由催化劑、助劑及四氯化硅入口 2處加入0.9kg的0.9%質(zhì)量百分比的氯鉑酸的乙酰丙酮溶液(三氯氫硅總投料量的350ppm)、1,5-環(huán)辛二稀7.8kg(三氯