專利名稱：連續(xù)單塔側(cè)線出料精餾法分離四氯化硅、丙基三氯硅烷及γ-氯丙基三氯硅烷混合液的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種化工的分離工藝，特別是一種連續(xù)單塔側(cè)線出料精餾法分離四氯 化硅、丙基三氯硅烷及Y-氯丙基三氯硅烷混合液的方法。
背景技術(shù)：
y -氯苯基三氯硅烷是丙基三氯硅烷與氯取代的混合物。Y -氯丙基三氯硅烷是 一種無色或淺黃色油狀半固態(tài)易燃物質(zhì)，對(duì)水敏感，極易水解，具有腐蝕性。Y -氯丙基三 氯硅烷主要用于制備氯代丙基硅油、潤(rùn)滑硅脂和硅樹脂。以Y-氯苯基三氯硅烷及其它氯 硅烷單體為原料合成的硅油和潤(rùn)滑硅脂使用溫度范圍廣(-70-260°C)，粘度指數(shù)變化小，潤(rùn) 滑性、耐氧化性和耐熱性特別好，并具良好的抗磨性能，在低溫和高荷載下具有極好的潤(rùn)滑 性?？捎米鞲叩蜏貎x表油，特別是航空計(jì)時(shí)儀器的潤(rùn)滑。加入添加劑改性后可用于宇宙飛 行器上的傳感器油以及飛機(jī)用液壓油等，是很有價(jià)值的有機(jī)硅產(chǎn)品。以Y-氯苯基三氯硅 烷及其它氯硅烷共水解縮合制成的硅樹脂可進(jìn)一步加工成模壓硅樹脂，可用于半導(dǎo)體器件 和大規(guī)模集成電路的封裝，具有十分優(yōu)異的性能和高可靠性。早期γ -氯丙基三氯硅烷是采用Grignard反應(yīng)和Friedel-Crafts反應(yīng)合成的。 之后Fletcher采用直接氯化WiSiCl3的方法合成了 Y -氯丙基三氯硅烷。Y _氯丙基三氯 硅烷的直接氯化合成一般采用液相催化氯化法。據(jù)報(bào)導(dǎo)液相催化氯化法多采用無水I^e-Cl3 或Fe粉，無水AlCl3, SbCl3, SbCl5, I2為催化劑，以Cl2氣體為氯化劑在70_120°C下合成。目前分離四氯化硅、丙基三氯硅烷及Y-氯丙基三氯硅烷混合液的方法，主要采 用蒸餾和三次精餾法從混合液中提取丙基三氯硅烷和Y-氯丙基三氯硅烷餾分，首先采用 蒸餾分餾得到四氯化硅、丙基三氯硅烷及Y-氯丙基三氯硅烷三種粗餾分，然后采用三次 精餾分別精制四氯化硅餾分、丙基三氯硅烷餾分及Y -氯丙基三氯硅烷餾分，分別得到99% 以上四氯化碳、98%以上丙基三氯硅烷及99%以上γ -氯丙基三氯硅烷餾分，生產(chǎn)過程如圖 1所示。采用上述方法分離四氯化硅、丙基三氯硅烷及Y-氯丙基三氯硅烷混合液，由于采 用四次精餾和四次冷凝，工藝流程復(fù)雜、投資大，需要消耗大量的能量，導(dǎo)致生產(chǎn)成本過高。 處理1噸四氯化硅、丙基三氯硅烷及Y氯丙基三氯硅烷混合液，混合液中三種組分質(zhì)量含 量分別為0. 1667,0. 0521和0. 7812，需消耗約1. 511噸蒸汽。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，本發(fā)明的目的是提供一種連續(xù)單塔多股側(cè)線出料精 餾法從四氯化硅、丙基三氯硅烷及Y-氯丙基三氯硅烷混合液中提取四氯化硅、丙基三氯 硅烷及Y-氯丙基三氯硅烷的方法，在單一精餾塔上實(shí)現(xiàn)分離四氯化硅、丙基三氯硅烷及 Y -氯丙基三氯硅烷，新工藝將多次精餾和冷凝改進(jìn)為一次精餾和冷凝，減少了設(shè)備投資和 占用場(chǎng)地。這樣將縮短提取工藝所需要的時(shí)間，降低成本，并大幅度降低生產(chǎn)所需能耗。完成上述發(fā)明任務(wù)的技術(shù)方案是一種連續(xù)單塔側(cè)線出料精餾法分離四氯化硅、丙基三氯硅烷及Y-氯丙基三氯硅烷混合液的方法，其特征在于包括步驟如下
(1).將原料四氯化硅、丙基三氯硅烷及Y-氯丙基三氯硅烷混合液打入精餾塔釜中；
(2).當(dāng)精餾塔釜液位達(dá)到1/3時(shí)，打開塔頂、塔側(cè)冷凝器的冷卻水，塔釜開始加熱；
(3).當(dāng)精餾塔頂、塔釜溫度穩(wěn)定后，精餾塔達(dá)到全回流狀態(tài)；
(4).控制塔頂回流比為5:1，開始塔中連續(xù)進(jìn)料進(jìn)行分離，并從塔頂、塔側(cè)和塔釜連續(xù) 出料，塔頂溫度為57. 0 58. 5°C、側(cè)線出料溫度為123. 0 124. 5°C、塔釜溫度為180. 0 182. 3°C。四氯化硅、丙基三氯硅烷及Y-氯丙基三氯硅烷混合液經(jīng)上述方法分離后，塔頂 四氯化硅含量達(dá)到99. 8%以上，側(cè)線出料丙基三氯硅烷含量達(dá)到98. 6%，底部γ -氯丙基三 氯硅烷含量達(dá)到99. 5%，四氯化硅、丙基三氯硅烷及Y -氯丙基三氯硅烷的得率分別達(dá)到 99. 8%, 92. 5% 及 99. 9%。本發(fā)明提出的連續(xù)精餾多股側(cè)線出料法分離四氯化硅、丙基三氯硅烷及Y-氯丙 基三氯硅烷混合液的方法，其工藝流程示意圖見圖2所示，所采用的側(cè)線出料精餾裝置由 側(cè)線塔1、再沸器2、側(cè)線出料口 3及冷凝器4構(gòu)成，側(cè)線出料口結(jié)構(gòu)如圖3和圖4所示，側(cè) 線出料口由法蘭5、出料口 6、導(dǎo)氣管7及溢流管8構(gòu)成。本發(fā)明方法對(duì)四氯化硅、丙基三氯 硅烷及Y-氯丙基三氯硅烷混合液分離工藝流程主要包含了兩方面的改進(jìn)措施一是采用 側(cè)線出料方式，二是設(shè)計(jì)了側(cè)線出料收集器。通過工藝方法的上述改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)在單塔內(nèi)一次 精餾完成所述混合液的分離。所述的原料四氯化硅、丙基三氯硅烷及Y-氯丙基三氯硅烷混合液中四氯化硅、 丙基三氯硅烷及Y -氯丙基三氯硅烷質(zhì)量份數(shù)分別為0. 1667,0. 0521和0. 7812。所述的側(cè)線精餾塔的工藝參數(shù)為塔板數(shù)N=73塊，原料進(jìn)料位置NF=21，側(cè)線出料 位置NC=52，原料處理量為45Kg/h時(shí)，塔頂回流比為5 :1，塔頂溫度為57. 0 58. 5°C，側(cè)線 出料溫度為123. 0 124. 5°C，塔釜溫度為180. 0 182. 3°C。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)采用單塔多股側(cè)線出料精餾方法和工藝，在單一塔實(shí)現(xiàn)四氯化 硅、丙基三氯硅烷及Y氯丙基三氯硅烷的混合物的分離，其中原料四氯化硅、丙基三氯硅 烷及Y-氯丙基三氯硅烷質(zhì)量含量分別為0. 1667、0.0521和0. 7812。在本發(fā)明推薦的條件 下，分離后得到的四氯化硅含量達(dá)到99. 8%以上，丙基三氯硅烷含量達(dá)到98. 6%，Y-氯丙基 三氯硅烷含量達(dá)到99. 5%，四氯化硅、丙基三氯硅烷及Y -氯丙基三氯硅烷的得率分別達(dá)到 99. 8%,92. 5%及99. 9%。處理1噸四氯化硅、丙基三氯硅烷及Y -氯丙基三氯硅烷混合液， 消耗0. 649噸蒸汽，與現(xiàn)有技術(shù)中的多次精餾工藝相比，不僅節(jié)省了 57%左右的能耗，同時(shí) 能簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝，縮短生產(chǎn)周期，處理1噸混合液的生產(chǎn)周期由現(xiàn)有工藝3小時(shí)縮短為1小 時(shí)。為了更好的說明本發(fā)明內(nèi)容，下面通過具體實(shí)施例作進(jìn)一步描述。本發(fā)明的保護(hù) 范圍由權(quán)利要求書加以限定。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)的蒸餾和三次精餾分離四氯化硅、丙基三氯硅烷及Y-氯丙基三 氯硅烷混合液工藝流程圖示工藝流程由蒸餾塔(9)、粗品槽(10、12、15)、冷凝器(11、13、16、18)及精餾塔(14、17、19)構(gòu)成；
圖2為本發(fā)明連續(xù)側(cè)線出料精餾法分離四氯化硅、丙基三氯硅烷及Y-氯丙基三氯硅 烷混合液工藝流程圖3為本發(fā)明的側(cè)線出料裝置的主視圖； 圖4為本發(fā)明的側(cè)線出料裝置的俯視圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1，連續(xù)單塔多股出料精餾法分離四氯化硅、丙基三氯硅烷及Y-氯丙基三氯硅 烷混合液的方法，采用圖2所示工藝流程，步驟如下，
(1).將原料打入精餾塔釜中，其中混合液中四氯化硅、丙基三氯硅烷及Y-氯丙基三 氯硅烷質(zhì)量份數(shù)分別為0. 1667,0. 0521和0. 7812 ；
(2).當(dāng)精餾塔釜液位達(dá)到1/3時(shí)，打開塔頂、塔側(cè)面冷凝器的冷卻水，塔釜開始加熱；
(3).當(dāng)精餾塔頂、底溫度穩(wěn)定后，精餾塔進(jìn)行全回流操作；
(4).控制塔頂回流比為5:1，開始塔中連續(xù)進(jìn)料進(jìn)行分離，并從塔頂、塔側(cè)和塔釜連續(xù) 出料，頂溫為57. 0 58. 5°C、側(cè)線出料溫度為123. 0 124. 5°C、底溫為180. 0 182. 3°C。所述的側(cè)線精餾塔塔板數(shù)N為73塊，原料處理量為45Kg/h時(shí)。相關(guān)操作的工藝 參數(shù)及分離結(jié)果詳見下表1。分離后，塔頂四氯化硅含量達(dá)到99. 8%以上，側(cè)線出料丙基三氯硅烷含量達(dá)到 98.6%，底部Y-氯丙基三氯硅烷含量達(dá)到99. 5%，四氯化硅、丙基三氯硅烷及Y-氯丙基三 氯硅烷的得率分別達(dá)到99. 8%,92. 5%及99. 9%。按上述方法處理1噸四氯化硅、丙基三氯硅烷及Y-氯丙基三氯硅烷混合液，其生 產(chǎn)周期由現(xiàn)有工藝3小時(shí)縮短為1小時(shí)，能耗可降低57%。處理1噸四氯化硅、丙基三氯硅 烷及Y-氯丙基三氯硅烷混合液，消耗0.649噸蒸汽。采用單塔兩股側(cè)線出料與多次精餾 工藝相比，不僅節(jié)省了 57%左右的能耗，同時(shí)簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工藝。表1連續(xù)單塔側(cè)線出料分離分離四氯化硅、丙基三氯硅烷及Y-氯丙基三氯硅烷 混合液的操作條件及分離結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種連續(xù)單塔側(cè)線出料精餾法分離四氯化硅、丙基三氯硅烷及Y氯丙基三氯硅烷 的方法，其特征在于包括如下步驟(1).將原料四氯化硅、丙基三氯硅烷及Y-氯丙基三氯硅烷混合液打入精餾塔釜中；(2).當(dāng)精餾塔釜液位達(dá)到1/3時(shí)，打開塔頂、塔側(cè)面冷凝器的冷卻水，開始加熱塔釜；(3).當(dāng)精餾塔頂、塔釜溫度穩(wěn)定后，精餾塔達(dá)到全回流狀態(tài)；(4).控制塔頂回流比為5:1，開始塔中連續(xù)進(jìn)料進(jìn)行分離，并從塔頂、塔側(cè)和塔釜連續(xù) 出料，塔頂溫度為57. 0 58. 5°C、側(cè)線出料溫度為123. 0 124. 5°C、塔釜溫度為180. 0 182. 3°C。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分離四氯化硅、丙基三氯硅烷及Y氯丙基三氯硅烷混合液 的方法，其特征在于塔頂四氯化硅含量達(dá)到99. 8%以上，側(cè)線出料丙基三氯硅烷含量達(dá)到 98. 6%，塔釜γ氯丙基三氯硅烷含量達(dá)到99. 5%以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分離四氯化硅、丙基三氯硅烷及Y氯丙基三氯硅烷混合液的 方法，其特征在于所述原料中四氯化硅、丙基三氯硅烷及Y氯丙基三氯硅烷質(zhì)量份數(shù)分別 為 0.1667,0.0521 和 0. 7812。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分離四氯化硅、丙基三氯硅烷及Y氯丙基三氯硅烷混合液的 方法，其特征在于所述的精餾塔塔板數(shù)N=73塊，原料進(jìn)料位置NF=21，側(cè)線出料位置NC=52。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的分離四氯化硅、丙基三氯硅烷及γ氯丙基三氯硅烷混合液的 方法，其特征在于所述方法其具體工藝參數(shù)如下表1 表1連續(xù)單塔側(cè)線出料分離四氯化硅、丙基三氯硅烷及Y氯丙基三氯硅烷操作參數(shù)溜分溜分進(jìn)、出料 位置流重(Kgh)組成原料四氫化硅2146.00.166 丙基三氯硅烷0.0521Y-麵基三氫硅烷0.7812堪頂四氛化硅1<7 K0.9986丙基三■硅烷0.0014Y-氫丙基三氫硅烷0.0000側(cè)線出料四氫化硅522.20.0052丙基三氛硅烷0.9861[氫丙基三a硅烷0.0087塔棻四氳化硅35. 30.0000丙基三氫硅烷0.0047y -氛丙基三氯掛焼0.995全文摘要
本發(fā)明提供一種單塔連續(xù)側(cè)線出料精餾法分離四氯化硅、丙基三氯硅烷及γ氯丙基三氯硅烷混合夜的方法，在單一塔實(shí)現(xiàn)四氯化硅、丙基三氯硅烷及γ氯丙基三氯硅烷的混合物的分離。原料連續(xù)進(jìn)入精餾塔中，控制塔頂回流比為5∶1，從塔頂、塔側(cè)和塔釜連續(xù)出料，塔頂溫度為57.0～58.5℃、側(cè)線出料溫度為123.0～124.5℃、塔釜溫度為180.0～182.3℃。分離后，塔頂四氯化硅含量達(dá)到99.8%以上，側(cè)線出料丙基三氯硅烷含量達(dá)到98.6%，塔釜γ氯丙基三氯硅烷含量達(dá)到99.5%，四氯化硅、丙基三氯硅烷及γ氯丙基三氯硅烷的得率分別達(dá)到99.8%、92.5%及99.9%。
文檔編號(hào)C01B33/107GK102120095SQ20101058431
公開日2011年7月13日 申請(qǐng)日期2010年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月13日
發(fā)明者曹宇鋒, 詹其偉, 顧正桂 申請(qǐng)人:江蘇沿江化工資源開發(fā)研究院有限公司