直接法合成三甲氧基硅烷工藝

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1、1999年第4期有機(jī)硅材料及應(yīng)用#25#直接法合成三甲氧基硅烷工藝瞿晚星(國家有機(jī)硅工程技術(shù)研究中心成都610041)簡要介紹了Witco公司的直接法合成三甲氧基硅烷工藝及部分研究成果。關(guān)鍵詞直接法三甲氧基硅烷硅銅合成1概況化學(xué)反應(yīng):包括主反應(yīng)和副反應(yīng)(如裂解1985年9月,Witco公司的F.D.Men-反應(yīng)、重排反應(yīng)及四甲氧基硅烷、甲基甲氧基dicino開始了第一個直接法合成三甲氧基硅烷硅烷和硅氧烷的生成反應(yīng));試驗,在此后的十二年里,他與公司的其他人非化學(xué)因素:包括攪拌強(qiáng)度、泡沫的影進(jìn)行了約1000次試驗。1996~1997年終于在響、腐蝕、磨蝕;意大利建成了世界上第

2、一套工業(yè)規(guī)模直接法合提純:包括己烷提純工藝、萃取精餾工藝成三甲氧基硅烷生產(chǎn)裝置。及甲醇)))三甲氧基硅烷共沸物的回收;Witco公司早期小試驗使用的反應(yīng)器是安全性和毒性:包括三甲氧基硅烷的燃燒1000mL標(biāo)準(zhǔn)玻璃燒瓶。后期使用518L性、反應(yīng)性和健康數(shù)據(jù)。òCHEMINEER反應(yīng)器,壁上有四個固定擋2試驗結(jié)果板,雙層攪拌,下攪拌六葉,上攪拌3葉。211溶劑使用色譜及色質(zhì)聯(lián)用做產(chǎn)物分析,尾氣用評價了異二芐基苯、二苯基醚、聚芳烴、毛細(xì)管色譜分析,釜液用比重計、原子吸收光十二烷基苯、混合溶劑、真空泵油等。選擇烷譜分析總硅含量,用核磁共振分析可溶性的硅基苯或聚芳烴作溶劑,其用量為硅

3、觸體的2基團(tuán)。倍。每批反應(yīng)后經(jīng)過濾再循環(huán)使用;若兩批反每次試驗投料量一般為:1kg硅,13g應(yīng)后仍未進(jìn)行過濾處理,第三批反應(yīng)后就難以催化劑,2kg溶劑;反應(yīng)溫度200~275e,過濾了。常壓,攪拌速度900~1200r/min。反應(yīng)在硅212金屬硅轉(zhuǎn)化大于85%后結(jié)束。評價了高純硅、化學(xué)硅及冶金級硅。選用Witco公司對以下因素進(jìn)行了試驗:了標(biāo)準(zhǔn)冶金硅。雜質(zhì)鋁無顯著有害作用,鋅無溶劑:包括溶劑的種類和用量,以及溶劑有益作用;但應(yīng)避免氯化鋁和氯化鐵。因為氯的回收;化鋁會導(dǎo)致氯化氫的生成,氯化氫與氯化鐵一金屬硅:包括金屬硅的種類和粒徑,金屬樣是三甲氧基硅烷二次反應(yīng)的良好催化劑;

4、錫硅中雜質(zhì)的影響;會嚴(yán)重降低反應(yīng)的活性和選擇性。硅粉的粒徑催化劑:包括催化劑的種類和用量,以及以100~200Lm為宜,太細(xì)影響與溶劑的分催化劑的回收;離,太粗造成反應(yīng)器攪拌的磨損。反應(yīng)條件:包括反應(yīng)溫度、誘導(dǎo)期和甲醇213催化劑的加料速度;評價了活性銅、氯化亞銅、海綿銅、廢觸#26#有機(jī)硅材料及應(yīng)用1999年第4期體、氧化銅、氫氧化銅、甲酸銅、氯化氫、氧氣相色譜分析中可見到部分硅氧烷二聚體,摩化鐵、醋酸銅、碳酸銅、堿式碳酸銅、堿式磷爾質(zhì)量更大的硅氧烷定性較難。酸銅、碳酸銀、Cu5Si等。選擇了氫氧化銅和217非化學(xué)因素氯化亞銅。用量為0111%~0166%;用量太攪拌強(qiáng)度

5、已證明是影響反應(yīng)速度和選擇性大不但浪費而且選擇性差、不宜回收,影響下的一個外部因素,攪拌好,則反應(yīng)速度和選擇步反應(yīng)。性好。試驗中攪拌速度為900r/min。214反應(yīng)條件在工業(yè)生產(chǎn)中,泡沫是一個必須解決的問反應(yīng)溫度宜在210~215e,隨著反應(yīng)溫題。度的提高,反應(yīng)速度加快,泡沫增多,甲醇轉(zhuǎn)當(dāng)觸體粒徑為100~200Lm時,磨蝕隨化率提高,選擇性無影響。著攪拌速度的提高急劇升高;同樣攪拌速度反應(yīng)的誘導(dǎo)期為2h,若先升溫活化觸體,下,粒徑由75Lm增加到400~700Lm時,可以縮短誘導(dǎo)期,但活化時間增加。磨蝕速度提高40倍。試驗選擇粒徑為100~甲醇加料速度在反應(yīng)的誘導(dǎo)期和后

6、期應(yīng)較200Lm的硅粉。低,因為在此期間甲醇轉(zhuǎn)化率比較低;在最佳218提純反應(yīng)時間段(反應(yīng)開始后4h~7h內(nèi)),隨著用己烷可以破壞甲醇和三甲氧基硅烷的共甲醇進(jìn)料速度的提高,硅轉(zhuǎn)化率也相應(yīng)提高,沸物組成,但會形成兩種新的共沸物,增加了在此期間甲醇轉(zhuǎn)化率最高,但甲醇進(jìn)料速度過分離工作。使用萃取蒸餾比較有利,萃取液可快易引起甲醇裂解。用有機(jī)酯類(如醋酸戊酯)、有機(jī)醚類(如215主反應(yīng)1,2-二乙氧基乙烷)、甲氧基硅烷(如四甲氧主反應(yīng)為1kg硅與3143kg甲醇反應(yīng)生成基硅烷)、芳香烴(如二甲苯)以及脂肪烴4136kg三甲氧基硅烷,并副產(chǎn)873L氫氣。(如葵烷)。四甲氧基硅烷最有利

7、,因為它是體216副反應(yīng)系組分,不增加新的組分。1mol硅與4mol甲醇反應(yīng)副產(chǎn)1mol四甲219安全性氧基硅烷和2mol氫氣。四甲氧基硅烷最主要三甲氧基硅烷沸點84e,閃點7e,爆的來源是三甲氧基硅烷與甲醇發(fā)生的二次反炸限413%~40%。硅與甲醇反應(yīng)放出的氫氣應(yīng);銅、氯化物、酸、堿及金屬都是其催化和重排反應(yīng)生成的甲硅烷自燃物,均為危險性劑,氯化鐵和氯化氫效果最好。大的物質(zhì)。Witco公司所做的約1000個試驗甲醇裂解是尾氣中甲烷的來源;同時,裂中大約一半是進(jìn)行安全性研究。解產(chǎn)生的水將導(dǎo)致硅氧烷的生成。3結(jié)論甲基