一种ch的制作方法

专利名称：一种ch的制作方法
技术领域：
本发明涉及有机硅单体生产过程中产生的副产物综合利用研究领域，尤其涉及一种CH3SiCl3转化反应的组合方法。
背景技术：
有机硅材料主要是一类以Si-O键为主链，在Si上再引入有机基团作为侧链的高分子化合物，其性能优异、功能独特，广泛用于军工、航天、医疗、化工等领域。甲基氯硅烷是制造有机硅材料的重要原料，而(CH3)2SiCl2是其中需求量最大的一种。国内外目前普遍采用美国专利US 2380995所述的方法，将氯甲烷与硅粉在流化床反应器经过多相催化反应来生产(CH3)2SiCl2。
在“直接法”生产(CH3)2SiCl2的过程中，约产生5～20％的CH3SiCl3，该副产物沸点为66℃，在生产上通过精馏塔分离得到(幸松民，王一璐.《有机硅合成工艺及产品应用》，60～128)。随着我国甲基氯硅烷单体生产的规模不断扩大，CH3SiCl3的绝对数量也迅速增长，由于其应用市场有限，已经形成了大量积压，而将CH3SiCl3转化为高价值的通式为(CH3)mRnSiCl4-n(m为0或1，n为1～4的正整数)的硅烷产物是一条可行的方法。
专利文献USP672044公开了一种将CH3SiCl3与Cl2发生光氯化反应制备ClnCH3-nSiCl3(n＝1～3)的方法，生成的产物主要用来合成α-型硅烷偶联剂。专利文献USP6384257公开了一种CH3SiCl3加H2反应的方法，该过程中CH3SiCl3转化率较低，产物主要为CH3HSiCl2。

发明内容
本发明的目的是提供一种CH3SiCl3转化反应的组合方法。
它是以(CH3)2SiCl2单体生产过程中产生的副产物CH3SiCl3为主要原料，与RCl共同气化在搅拌床—固定床组合反应器中发生反应，得到通式为(CH3)mRnSiCl4-n(m为0或1，n为1～4的正整数)的硅烷产物；搅拌床反应器内装填铝粉，其装料系数为0.3～0.8，搅拌床反应温度为250～400℃，搅拌转速为60r/min～200r/min，搅拌床反应压力为0.1～1.0MPa；固定床反应器内填充有固体路易斯酸催化剂，固定床反应器温度为250～400℃，反应压力为0.1～1.5MPa；RCl与CH3SiCl3的摩尔流率比为1∶1～5∶1。
本发明组合反应器中的搅拌床反应器通过优选的组合搅拌器形式，可使反应的传质与传热得到良好的改善，减少反应过程中因铝粉积炭失活对反应速率及产物含量的影响，反应过程中不需添加其它辅助的催化剂也可获得较高的反应活性；同时利用串连在搅拌床后的固定床反应器，让搅拌床反应器出来的产物在固定床反应器中进一步发生再分配反应；未反应的RCl尾气可通过冷冻分离进行循环使用。
本发明提供的方法可以有效的提高原料CH3SiCl3与RCl的利用率，能以较低成本生产(CH3)mRnSiCl4-n硅烷产物。


图1是螺带-刮板式搅拌器结构示意图；图2是螺杆-刮板式搅拌器结构示意图；图3是螺带-螺杆-刮板组合搅拌器结构示意图；图4是本发明的工艺流程简图。
具体实施例方式
本发明提供的搅拌床—固定床组合反应器进行CH3SiCl3转化反应的组合方法，其过程如下CH3SiCl3采用高压计量泵进料，与经高压质量流量计计量的RCl(R为甲基或乙基)气体于150℃预热混合气化后进入搅拌床反应器，搅拌床反应器中装填铝粉，铝粉在搅拌床反应器中的装料系数为0.3～0.8，搅拌床反应器采用组合搅拌器形式，搅拌床反应温度为280～320℃，搅拌转速为70r/min～150r/min，搅拌床反应压力为0.3～0.8MPa，搅拌床反应器后串联的固定床反应器中装填固体路易斯酸催化剂，固定床反应器温度为300～350℃；固定床反应压力为0.3～1.0MPa，RCl与CH3SiCl3的摩尔流率比为1∶1～3∶1，两个反应器中的压力控制分别通过调节搅拌床反应器与固定床反应器气相产物出口阀门来进行调节，产物经三氯化铝捕集器、冷凝器进行气固分离，未反应的RCl尾气可通过冷冻分离进行循环使用，具体工艺流程可参考图4。
本发明中固定床反应器内填充的固体路易斯酸催化剂为三氯化铝/活性炭负载型催化剂，其活性组分为三氯化铝，载体为活性炭，采用的溶剂为甲醇、无水甲醇、乙醇、无水乙醇、乙醚、无水乙醚或二乙醚；催化剂采用浸渍蒸发煅烧法制备，其过程如下将活性组分三氯化铝溶解于溶剂中配成溶液，三氯化铝与溶剂的配比为10％～60％，再依次加入活性组分的溶液、载体，反应温度为20～90℃，反应时间为2～8h，反应完毕经过滤、洗涤，取固体物质在100～200℃下干燥2～10h，然后在400～600℃下煅烧2～10h，活性组分与载体的质量比为20％～80％，其物化性能如表1所示。
表1催化剂的物化性能

本发明实施例中采用的铝粉及其杂质的百分含量如表2所示。
表2铝粉及其杂质的质量百分含量

本发明实施例中搅拌床、固定床反应器均由不锈钢材料制成，搅拌床反应器有效容积为8L，内径320mm，高1050mm，采用夹套油浴加热，其底部选用不锈钢丝网作为气体混合原料的分布器；固定床反应器外径57mm，长1m，内填充500g固体路易斯酸催化剂，采用夹电加热套加热。
本发明用以下实施例来进行说明，但并不能限制本发明的内容。
实施例1搅拌床反应器中铝粉填充系数为0.5，搅拌速度为80r/min，搅拌床反应温度为280℃，搅拌床反应压力为0.3MPa；固定床反应器温度控制为300℃，固定床反应压力为0.4MPa，CH3Cl与CH3SiCl3的摩尔流率比为1∶1，反应4h后收集冷凝器内液相产物采用气相色谱法内标法分析其组成，其中CH3SiCl3为22.73％，(CH3)2SiCl2为46.91％，(CH3)3SiCl为27.24％，(CH3)4Si为2.19％；整个反应过程中CH3SiCl3转化率为77.1％，CH3Cl转化率为89.2％。
实施例2搅拌床反应器中铝粉填充系数为0.7，搅拌速度为170r/min，搅拌床反应温度为300℃，搅拌床反应压力为0.8MPa；固定床反应器温度控制为350℃，固定床反应压力为0.8MPa，CH3Cl与CH3SiCl3的摩尔流率比为1.5∶1，反应4h后收集冷凝器内液相产物采用气相色谱法内标法分析其组成，其中CH3SiCl3为13.73％，(CH3)2SiCl2为51.21％，(CH3)3SiCl为33.24％，(CH3)4Si为1.31％；整个反应过程中CH3SiCl3转化率为86.7％，CH3Cl转化率为81.6％。
实施例3
搅拌床反应器中铝粉填充系数为0.7，搅拌速度为170r/min，搅拌床反应温度为320℃，搅拌床反应压力为0.8MPa；固定床反应器温度控制为350℃，固定床反应压力为0.8MPa，CH3Cl与CH3SiCl3的摩尔流率比为3∶1，反应4h后收集冷凝器内液相产物采用气相色谱法内标法分析其组成，其中CH3SiCl3为10.03％，(CH3)2SiCl2为42.31％，(CH3)3SiCl为44.24％，(CH3)4Si为3.31％；整个反应过程中CH3SiCl3转化率为89.8％，CH3Cl转化率为72.5％。
实施例4搅拌床反应器中铝粉填充系数为0.5，搅拌速度为80r/min，搅拌床反应温度为320℃，搅拌床反应压力为0.8MPa；固定床反应器温度控制为300℃，固定床反应压力为0.8MPa，CH3Cl与CH3SiCl3的摩尔流率比为3∶1，反应5h后收集冷凝器内液相产物采用气相色谱法内标法分析其组成，其中CH3SiCl3为12.03％，(CH3)2SiCl2为46.17％，(CH3)3SiCl为38.24％，(CH3)4Si为3.22％；整个反应过程中CH3SiCl3转化率为87.8％，CH3Cl转化率为67.5％。
实施例5搅拌床反应器中铝粉填充系数为0.5，搅拌速度为80r/min，搅拌床反应温度为300℃，搅拌床反应压力为0.3MPa；固定床反应器温度控制为320℃，固定床反应压力为0.4MPa，C2H5Cl与CH3SiCl3的摩尔流率比为1∶1，反应5h后收集冷凝器内液相产物采用气相色谱—质谱法对其组成进行定性定量分析，其中CH3SiCl3为33.03％，(CH3)C2H5SiCl2为26.43％，(CH3)(C2H5)2SiCl为30.24％，(CH3)(C2H5)3Si为9.04％，(C2H5)4Si为1.83％；整个反应过程中CH3SiCl3转化率为66.7％，C2H5Cl转化率为67.5％。
实施例6搅拌床反应器中铝粉填充系数为0.7，搅拌速度为170r/min，搅拌床反应温度为330℃，搅拌床反应压力为0.8MPa；固定床反应器温度控制为320℃，固定床反应压力为0.8MPa，C2H5Cl与CH3SiCl3的摩尔流率比为3∶1，反应5h后收集冷凝器内液相产物采用气相色谱—质谱法对其组成进行定性定量分析，其中CH3SiCl3为28.23％，(CH3)C2H5SiCl2为27.43％，(CH3)(C2H5)2SiCl为31.24％，(CH3)(C2H5)3Si为10.15％，(C2H5)4Si为3.13％；整个反应过程中CH3SiCl3转化率为71.8％，C2H5Cl转化率为53.5％。
权利要求
1.一种CH3SiCl3转化反应的组合方法，其特征在于，以(CH3)2SiCl2单体生产过程中产生的副产物CH3SiCl3为原料，与RCl共同气化在搅拌床—固定床组合反应器中发生反应，得到通式为(CH3)mRnSiCl4-n(m为0或1，n为1～4的正整数)的硅烷产物；搅拌床反应器内装填铝粉，其装料系数为0.3～0.8，搅拌床反应温度为250～400℃，搅拌转速为60r/min～200r/min，搅拌床反应压力为0.1～1.0MPa；固定床反应器内填充有固体路易斯酸催化剂，固定床反应器温度为250～400℃，反应压力为0.1～1.5MPa；RCl与CH3SiCl3的摩尔流率比为1∶1～5∶1。
2.根据权利要求1所述的一种CH3SiCl3转化反应的组合方法，其特征在于，所说的RCl的R为甲基或乙基。
3.根据权利要求1所述的一种CH3SiCl3转化反应的组合方法，其特征在于，所说的固定床反应器中装填路易斯酸催化剂。
4.根据权利要求1所述的一种CH3SiCl3转化反应的组合方法，其特征在于，所说的搅拌床反应温度为280～320℃；搅拌转速为80r/min～170r/min，搅拌床反应压力为0.3～0.8MPa。
5.根据权利要求1所述的一种CH3SiCl3转化反应的组合方法，其特征在于，所说的固定床反应器温度为300～350℃；固定床反应压力为0.3～1.0MPa。
6.根据权利要求1所述的一种CH3SiCl3转化反应的组合方法，其特征在于，所说的RCl与CH3SiCl3的摩尔流率比为1∶1～3∶1。
7.根据权利要求1所述的一种CH3SiCl3转化反应的组合方法，其特征在于，所说的搅拌床反应器的搅拌器为螺带式、螺杆式或螺带-螺杆组合型，且在搅拌器底部焊有刮板。
全文摘要
本发明公开了一种CH
文档编号C07F7/08GK1634934SQ200410084348
公开日2005年7月6日 申请日期2004年11月16日 优先权日2004年11月16日
发明者范宏, 邵月刚, 谭军, 李伯耿, 任不凡, 卜志扬, 詹波, 王雪飞 申请人:浙江大学, 浙江新安化工集团股份有限公司