专利名称：一种苯基氯硅烷的热缩合生产方法
技术领域：
本发明属于化工工艺领域，具体涉及一种苯基氯硅烷的生产工艺。
背景技术：
目前制造苯基氯硅烷的方法有三种分别为格式法、直接法及缩合法(参考幸松民编写的《有机硅合成工艺及产品应用》)。方法一格式法。采用氯苯及三氯氢硅或甲基二氯硅烷为原料，以格式试剂为催化剂，并加入一定量的溶剂，控制一定的温度及压力反应制的苯基氯硅烷产品。该工艺具有流程简单，原料易得；其缺点有格式试剂制备过程要求较高，有时在反应过程中控制不当易引起冲料或爆炸；副产物氯化镁及溶剂处理较为复杂；生产效率较低；随着直接法的出现， 格式法已基本被淘汰。方法二 直接法。以氯苯和硅粉为原料，以铜作催化剂，控制反应温度500-600°C
下，反应生产苯基氯硅烷混合物，经分离制的苯基氯硅烷产品及副产物(主要为苯、四氯化硅或一苯基三氯硅烷、二苯基二氯硅烷、多氯联苯等)。该方法原料氯苯和硅粉易得，生产效率较格式法生产苯基氯硅烷大大提高，氯苯的转化率30% (质量比)左右，主要产品苯基三氯硅烷收率30%左右。其缺点催化剂铜的用量为硅粉用量的30 50% (质量比)，催化剂用量较大；副产物中含有多氯联苯为剧毒及致癌物质。方法三缩合法。以氯苯及三氯氢硅或甲基二氯硅烷为原料，在650_750°C高温的空管中进行反应生成苯基氯硅烷混合物，经分离制的苯基氯硅烷产品及副产物(主要为苯、 四氯化硅或一甲三氯硅烷)。产品收率高达50%左右。该法具有设备流程简单，原料易得、操作稳定及目的产物收率较高等优点，因而生产苯基氯硅烷的成本远比其他两种方法低。但目前的工艺只停留在小试阶段，难以形成大规模工业生产。
发明内容
针对背景技术中所存在的问题，本发明提供了一种方法简便，操作稳定及目的产物收率高的可实现大规模工业生产的苯基氯硅烷的热缩合生产方法。本发明采用的技术方案如下一种苯基氯硅烷的热缩合生产方法，以氯苯和三氯氢硅为原料、或以氯苯和甲基二氯硅烷为原料，在引发剂的作用下，控制温度在300-600°C 及压力在0. 2-0. SMpa条件下，在反应器内进行反应生成苯基氯硅烷合成气；所述原料氯苯和三氯氢硅的摩尔比为0. 7:1-1:1 ；所述原料氯苯和甲基二氯硅烷的摩尔配比为0. 71-1 1。本发明的苯基三氯硅烷的热缩合生产方法，所述弓I发剂是三氯甲烷、过硫酸钾、偶氮二异丁腈和过氧化二苯甲酰中的一种，且引发剂的加入量为总物料量的0. l-2%wt。本发明的苯基三氯硅烷的热缩合生产方法中反应生成的苯基氯硅烷合成气经冷凝系统后尾气主要为HCl气，将尾气通过洗涤塔用低温氯苯洗涤后，除去尾气中的杂质，干净的HCl气用于合成氯硅烷；凝液经分离系统分离得到苯基三氯硅烷或甲基苯基二氯硅烷产品及副产物苯、四氯化硅或一甲三氯硅烷。本发明具有如下有益效果1)采用合适的引发剂，降低了系统的反应温度，进一步降低了能耗。2)避免了现有直接法生产苯基氯硅烷副产致癌物多氯联苯的产生；
3)减少格林纳法生产苯基氯硅烷用金属镁；
4)回收利用了副产物HCl气，减少了对环境的污染。5)由于本发明采用了合适的原料配比，并配合合适的引发剂使得本发明可在较少的引发剂作用下，产生充分的反应，具有节能有效。
图1是本发明制备苯基氯硅烷的工艺流程图。
具体实施例方式下面结合附图及具体的实施例详细说明本发明苯基氯硅烷的热缩合法生产方法。实施例1
如图1所示，制备苯基氯硅烷的工艺流程如上图所述。具体步骤如下
步骤一
合成反应以原料氯苯和三氯氢硅为原料，两者的配比为氯苯和三氯氢硅的摩尔比为 0. 7:1，同时在引发剂过氧化二苯甲酰的作用下，控制温度在300-350°C及压力0. 2-0. 8Mpa 下进行反应。引发剂过氧化二苯甲酰用量为总物料量的0. l%wt。反应生成苯基氯硅烷混合单体。其反应原理为
C6H5Cl + HSiCl3 — C6H5SiCl3 + HCl (1) C6H5Cl + HSiCl3 — C6H6 + SiCl4 (2)
步骤二
合成气冷凝采用合适的冷媒(空气、循环水、0°C水)对合成气进行冷凝，大大降低能耗；采用三级串联冷却，使合成气大部分产品冷凝，不凝性气体去尾气处理系统处理。合理的分级冷却大大降低了能耗。步骤三
产品分离采用国内已有的先进连续分离技术，分离得到苯基三氯硅烷及副产物四氯化硅、苯。连续分离技术可大大提高产品质量及降低能耗。步骤四
尾气回收利用合成反应尾气主要为HCl气，将尾气通过洗涤塔用低温氯苯洗涤后，除去尾气气中的杂质，干净的HCl气用于合成氯硅烷；大大提高氯资源利用率。设置尾气洗涤塔，将尾气中的未反应完全的原料进一步回收。实施例2:
如图1所示，制备苯基氯硅烷的工艺流程如上图所述。具体步骤如下 步骤一
合成反应以原料氯苯和甲基二氯硅烷为原料，两者的配比为氯苯和甲基二氯硅烷的摩尔比为0. 8:1，同时在引发剂偶氮二异丁腈的作用下，控制温度在350-400°C及压力 0.2-0. SMpa下进行反应。引发剂偶氮二异丁腈用量为总物料量的1.05%wt。反应生成苯基氯硅烷混合单体。其反应原理为
C6H5Cl + HSiCl3 — C6H5SiCl3 + HCl (1) C6H5Cl + HSiCl3 — C6H6 + SiCl4 (2) 步骤二
合成气冷凝采用合适的冷媒(空气、循环水、0°C水)对合成气进行冷凝，大大降低能耗；采用三级串联冷却，使合成气大部分产品冷凝，不凝性气体去尾气处理系统处理。合理的分级冷却大大降低了能耗。步骤三
产品分离采用国内先进的连续分离技术，分离得到苯基三氯硅烷及副产物四氯化硅、 苯。连续分离技术可大大提高产品质量及降低能耗。步骤四
尾气回收利用合成反应尾气主要为HCl气，将尾气气通过洗涤塔用低温氯苯洗涤后， 除去尾气气中的杂质，干净的HCl气用于合成氯硅烷；大大提高氯资源利用率。设置尾气洗涤塔，将尾气中的未反应完全的原料进一步回收。实施例3
如图1所示，制备苯基氯硅烷的工艺流程如上图所述。具体步骤如下 步骤一
合成反应以原料氯苯和三氯氢硅为原料，两者的配比为氯苯和三氯氢硅的摩尔比为 0.8:1,同时在引发剂过硫酸钾的作用下，控制温度在400-500°C及压力0. 2-0. 8Mpa下进行反应。引发剂过硫酸钾用量为总物料量的1.2%wt。反应生成苯基氯硅烷混合单体。其反应原理为
C6H5Cl + HSiCl3 — C6H5SiCl3 + HCl (1) C6H5Cl + HSiCl3 — C6H6 + SiCl4 (2) 步骤二
合成气冷凝采用合适的冷媒(空气、循环水、0°C水)对合成气进行冷凝，大大降低能耗；采用三级串联冷却，使合成气大部分产品冷凝，不凝性气体去尾气处理系统处理。合理的分级冷却大大降低了能耗。步骤三
产品分离采用国内先进的连续分离技术，分离得到苯基三氯硅烷及副产物四氯化硅、 苯。连续分离技术可大大提高产品质量及降低能耗。步骤四
尾气回收利用合成反应尾气主要为HCl气，将尾气通过洗涤塔用低温氯苯洗涤后，除去尾气中的杂质，干净的HCl气用于合成氯硅烷；大大提高氯资源利用率。设置尾气洗涤塔，将尾气中的未反应完全的原料进一步回收。实施例4
如图1所示，制备苯基氯硅烷的工艺流程如上图所述。具体步骤如下步骤一
合成反应以原料氯苯和甲基二氯硅烷为原料，两者的配比为氯苯和甲基二氯硅烷的摩尔比为1:1，同时在引发剂三氯甲烷的作用下，控制温度在400-500°C及压力0. 2-0. SMpa 下进行反应。引发剂三氯甲烷用量为总物料量的2%wt。反应生成苯基氯硅烷混合单体。其反应原理为
C6H5Cl + HSiCl3 — C6H5SiCl3 + HCl (1) C6H5Cl + HSiCl3 — C6H6 + SiCl4 (2) 步骤二
合成气冷凝采用合适的冷媒(空气、循环水、0°C水)对合成气进行冷凝，大大降低能耗；采用三级串联冷却，使合成气大部分产品冷凝，不凝性气体去尾气处理系统处理。合理的分级冷却大大降低了能耗。步骤三
产品分离采用国内先进的连续分离技术，分离得到苯基三氯硅烷及副产物四氯化硅、 苯。连续分离技术可大大提高产品质量及降低能耗。步骤四
尾气回收利用合成反应尾气主要为HCl气，将尾气通过洗涤塔用低温氯苯洗涤后，除去尾气中的杂质，干净的尾气然后用于合成氯硅烷；大大提高氯资源利用率。设置尾气洗涤塔，将尾气中的未反应完全的原料进一步回收。
权利要求
1.一种苯基氯硅烷的热缩合生产方法，其特征在于以氯苯和三氯氢硅为原料、 或以氯苯和甲基二氯硅烷为原料，在引发剂的作用下，控制温度在300-600°C及压力在 0. 2-0. SMpa条件下，在反应器内进行反应生成苯基氯硅烷合成气；所述原料氯苯和三氯氢硅的摩尔比为0. 7:1-1:1 ；所述原料氯苯和甲基二氯硅烷的摩尔配比为0. 7 :1-1 :1。
2.如权利要求1所述的苯基氯硅烷的热缩合生产方法，其特征在于所述引发剂是三氯甲烷、过硫酸钾、偶氮二异丁腈和过氧化二苯甲酰中的一种，且引发剂的加入量为总物料量的 0. l-2%wto
3.如权利要求1或2所述的苯基氯硅烷的热缩合生产方法，其特征在于反应生成的苯基氯硅烷合成气经冷凝系统后尾气主要为HCl气，将尾气通过洗涤塔用低温氯苯洗涤后，除去HCl气中的杂质，干净的HCl气用于合成氯硅烷；凝液经分离系统分离得到苯基氯硅烷或甲基苯基二氯硅烷产品及副产物苯、四氯化硅或一甲三氯硅烷。
全文摘要
本发明公开了一种苯基三氯硅烷的热缩合生产方法，以氯苯和三氯氢硅为原料、或以氯苯和甲基二氯硅烷为原料，在引发剂的作用下，控制温度在300-600℃及压力在0.2-0.8MPa条件下，在反应器内进行反应生成苯基氯硅烷合成气；所述原料氯苯和三氯氢硅的摩尔比为0.7∶1-1∶1；所述原料氯苯和甲基二氯硅烷的摩尔配比为0.7∶1-1∶1。所述引发剂是三氯甲烷、过硫酸钾、偶氮二异丁腈和过氧化二苯甲酰中的一种，且引发剂的加入量为总物料量的0.1-2%wt。本发明具有设备简单、反应效率高、低成本且易形成工业化生产的优点。
文档编号C07F7/12GK102443021SQ20101029840
公开日2012年5月9日 申请日期2010年9月30日 优先权日2010年9月30日
发明者廖端友, 汪玉林, 郑云峰, 魏涛 申请人:浙江开化合成材料有限公司