一种甲基三乙氧基硅烷的制备工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种有机硅烷的制备工艺，尤其涉及一种甲基三乙氧基硅烷的制备工 〇
【背景技术】
[0002] 甲基三乙氧基硅烷是一种常见的有机硅材料，广泛应用于橡胶、医药行业，主要作 为室温硫化硅橡胶的交联剂、玻璃纤维偶联剂、制备烷氧基封端聚甲基硅氧烷聚合物的封 端剂使用，也是生产硅树脂、苯甲基硅油、防水剂的重要原料之一。
[0003] 目前，甲基三烷氧基硅烷的常规制备工艺是通过甲基三氯硅烷与乙醇通过酯化反 应制备，同时生成氯化氢气体。但是，在甲基三氯硅烷与醇发生醇解反应的过程中，甲基三 氯硅烷中第三个氯基取代反应非常困难，会出现醇解反应不完全的情况，产品收率不高。而 且，甲基三氯硅烷醇解初期反应比较剧烈，会产生大量的氯化氢气体；氯化氢气体会与醇反 应生成水及氯乙烷，生成的水则会进一步导致反应物和产物发生水解、缩聚等一系列副反 应，导致收率降低。为了降低氯化氢对反应的影响，往往需要添加有机溶剂来进行辅助，但 同时又带来了回收溶剂的困扰、以及溶剂污染带来的环保压力。
[0004] 中国专利CN102079754B公开了一甲基三乙氧基硅烷制备工艺，采用100份一甲基 三氯硅烷、150份无水乙醇、0. 05份乙醇钠、0. 02份六甲基二硅氮烷、0. 01份N-(P-氨乙 基）-y-氨丙基甲基二甲氧基硅烷进行制备；提高了反应温度和反应速度，降低了副反应， 提高了反应收率，使醇解料的含量由70~82%提高至92%以上。但是，为了使醇解反应更 充分，该专利要求所使用的醇解釜具有较高的高度，而且醇解反应温度也较高，这样导致设 备的成本和生产能耗均较高，不利于工业化生产。
[0005] 因此，研发一种新的、适合于工业放大的甲基三乙氧基硅烷的制备工艺是十分必 要的。
[0006] 在有机硅领域，二甲基二氯硅烷是用量最大、也是最重要的一种单体。目前，二甲 基二氯硅烷的生产多采用直接合成法，即在较高的反应温度下，使用铜粉作为催化剂，将金 属硅和三氯甲烷直接合成二甲基二氯硅烷。在生产过程中，通常会伴随生成约3%~5%的 副产物甲基氢二氯硅烷，这些副产物目前没有有效的回收方法，白白弃之非常可惜。
【发明内容】
[0007] 为解决现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种适合工业化放大的 甲基三乙氧基硅烷的制备工艺，本制备工艺不使用溶剂、中和剂用量少，生成的副产物少， 终广品含量尚。
[0008] 为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：
[0009] 一种甲基三乙氧基硅烷的制备工艺，采用甲基氢二氯硅烷和无水乙醇作为反应原 料，制备工艺包括醇解、除酸、分离粗品、精制四个步骤，使用的主要设备包括汽化器、醇解 反应塔、汽提塔、中和釜、过滤器和精馏塔。
[0010] 一种甲基三乙氧基硅烷的制备工艺的具体流程为：
[0011] A、醇解
[0012] 原料甲基氢二氯硅烷先经过汽化器汽化、然后通过汽提塔进入醇解反应塔底部， 无水乙醇通过醇解反应塔顶部的入口进入；在醇解反应塔中，气态的甲基氢二氯硅烷和液 态的无水乙醇充分接触、发生醇解反应，生成甲基三乙氧基硅烷和副产物氯化氢；
[0013] 大部分氯化氢经由醇解反应塔顶部出口逸出，剩余氯化氢与反应产物一起形成产 物混合物；
[0014] 和未反应的原料甲基氢二氯硅烷被汽提排出，未反应的甲基氢二氯硅烷被送回醇 解反应塔循环反应；汽提后的剩余产物混合物被输送至中和釜进行进一步中和除酸；在中 和釜中，残余氯化氢与中和剂发生中和反应，直至混合物pH达到7~9,中和反应结束；
[0015] C、分离粗品
[0016] 将中和后的产物混合物进行固液分离，除去多余盐类，得到液态的甲基三乙氧基 硅烷粗品；
[0017] D、精制
[0018] 将甲基三乙氧基硅烷粗品进行高温精馏，收集得到甲基三乙氧基硅烷的馏液，冷 却后即为甲基二乙氧基硅烷广品。
[0019] 所述步骤A中，甲基氢二氯硅烷的用量为150重量份，无水乙醇的用量为180~ 210重量份、优选为185~200重量份；原料甲基三乙氧基硅烷的汽化温度控制在45~ 60 °C，醇解反应温度控制在45~70 °C、优选50~60 °C。
[0020] 所述步骤B中，所使用的中和剂为①饱和乙醇钠溶液或②先使用尿素再使用三乙 胺，中和反应温度控制在40~50°C。所述步骤C中，固液分离方法为过滤，过滤温度控制在 30 ~50°C。
[0021 ] 所述步骤D中，控制精馏温度为142°C。
[0022] 本发明的有益效果是：
[0023] 本发明提供了一种甲基三乙氧基硅烷的制备工艺，采用甲基氢二氯硅烷与无水乙 醇作为原料，不使用有机溶剂，反应温度低，副反应少，产品含量高；有效实现了对工厂副产 物甲基氢二氯硅烷的回收利用，大大提高了有机硅产物的附加值。本发明工艺使用的设备 均为常规设备，操作易控制，整个反应过程污染排放少，非常适合工业化放大生产。
[0024] 本发明采用甲基氢二氯硅烷作为反应原料，实现了副产物的重新利用。甲基氢二 氯硅烷分子中与硅相连的氢具有不稳定性，与硅相连的两个氯在无水乙醇作用下发生取代 反应时，两个氯被乙氧基取代并同时生产HC1，生成的HC1能够进一步对与硅相连的氢起催 化作用，加快不稳定氢被乙氧基取代，从而促进醇解反应的完全，提高了反应收率和产品纯 度。
[0025] 本发明的醇解反应为气液反应，将沸点为40°C的甲基氢二氯硅烷汽化后由醇解反 应塔底部送入，沸点为78°C的无水乙醇以液态由醇解反应塔顶部进入，气液在醇解反应塔 内逆向充分接触发生反应，保证了反应的彻底性；当然这是在醇解反应温度为45°C~70°C 基础上才能实现的。与气气反应相比，气液反应能够减小汽化所需的能耗，而且气液反应有 利于反应物的充分接触。
[0026] 本发明醇解反应温度控制在较低温度45~70°C，一方面，反应温度的降低能够有 效抑制副反应的发生，提高产品纯度，精馏前产物含量能达到86%左右，精馏后产物含量能 达到99%以上；另一方面，反应所需的蒸汽能耗大大减少，甲基三乙氧基硅烷的生产成本 显著降低。
[0027] 本发明醇解反应完毕后产生的醇解产物首先进入汽提塔汽提氯化氢和未反应的 原料甲基氢二氯硅烷，这一汽提步骤能够将绝大部分HC1除去，产物中的HC1残余少，不仅 中和剂的时用量显著减少，而且同时降低了对后续设备的腐蚀性，提高了设备的寿命。未