專利名稱：濃鹽酸環(huán)路水解二甲基二氯硅烷工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有機(jī)硅單體的水解方法，特別是一種用飽和濃鹽酸環(huán)路水 解二甲基二氯硅烷的工藝。
背景技術(shù)：
制備大多數(shù)有機(jī)硅材料所用的混合環(huán)體(DMC)都是二甲基二氯硅烷
經(jīng)水解、裂解制備而得的。傳統(tǒng)的水解工藝有大量水水解或恒沸酸(含
氯化氫約20%的鹽酸)水解，其優(yōu)點(diǎn)為得到的水解產(chǎn)物中聚硅氧垸環(huán)體的 含量高(約60%)，水解產(chǎn)物與鹽酸相分離很方便，但是不能直接得到氯甲 垸生產(chǎn)所需的氯化氫。
為此，有機(jī)硅生產(chǎn)廠家紛紛尋求不用脫析直接得到用于氯甲烷生產(chǎn)的 氯化氫氣體的飽和濃鹽酸水解方法。飽和濃鹽酸水解工藝雖然解決了以上 問題，但是由于環(huán)體含量低，造成水解物與鹽酸分離工藝復(fù)雜，投資增加； 并且因?yàn)榫€性體需要經(jīng)過裂解重排再生成環(huán)體，環(huán)體含量低增加裂解負(fù)荷 和能耗，也影響產(chǎn)品質(zhì)量，所以濃鹽酸水解工藝中的所得環(huán)體含量的高低 是該工藝是否有實(shí)用價(jià)值的關(guān)鍵。
關(guān)于二甲基二氯硅烷水解的文獻(xiàn)有US3983148與US4423240A分別 用陽離子與陰離子表面活性劑應(yīng)用于二甲基二氯硅垸的水解反應(yīng)， CN1090580A在此基礎(chǔ)上加入了金屬鹽類電解質(zhì)，使硅氧烷與酸不易乳化從 而方便了分離。這些發(fā)明在一定程度上提高了所得水解產(chǎn)物中有機(jī)硅環(huán)體的比例，方便了水解產(chǎn)物與酸的分離，并大大減少了所用水或氯化氫水溶
液的量(鹽酸與甲基氯硅烷的摩爾比小于10:1)，但反應(yīng)時(shí)間較長(一般在 5~30分鐘)，且不能直接回收氯化氫。CN85100433與CN101323666A用飽 和鹽酸溶液水解有機(jī)硅單體，但水解產(chǎn)物中環(huán)體含量不高導(dǎo)致體系粘度很 大，雖然能直接回收氯化氫，但須經(jīng)復(fù)雜的相分離工藝才能使之與有機(jī)硅 水解產(chǎn)物分離，增加了設(shè)備投入與操作費(fèi)用，且在下道工序裂解時(shí)增加能 耗并影響最終產(chǎn)品的質(zhì)量。
產(chǎn)物中，聚硅氧烷線性體帶有端羥基，所以親水性強(qiáng)，并且線性體的 粘度比環(huán)體大很多，而聚硅氧烷環(huán)體表現(xiàn)出較強(qiáng)的疏水性，且粘度小。若 水解產(chǎn)物中線性體含量高，則有機(jī)硅水解產(chǎn)物相與水相(水或鹽酸)很難 分離開，且難以裂解；而水解產(chǎn)物中環(huán)體含量高時(shí)，水解產(chǎn)物與水相分離 很方便，只須經(jīng)層析即可得到水解產(chǎn)物。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一 種飽和濃鹽酸環(huán)路水解二甲基二氯硅垸得到可直接用于氯甲烷生產(chǎn)的氣體 氯化氫、并得到高環(huán)體含量水解產(chǎn)物的工藝。
為此，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案濃鹽酸環(huán)路水解二甲基二氯硅烷 工藝，其步驟如下在相轉(zhuǎn)移催化劑存在的條件下，將二甲基二氯硅烷錯(cuò) 流噴射入大量的飽和濃鹽酸主流體中進(jìn)行混合，飽和濃鹽酸所含的水與二 甲基二氯硅垸的摩爾比為200-1000:1;接著，所得的混合物在填料塔中進(jìn) 行水解反應(yīng)；然后通過降膜分離器將反應(yīng)生成的氯化氫氣體直接采出作為 生產(chǎn)氯甲垸的原料，水解反應(yīng)所得的溶液在循環(huán)槽中進(jìn)行層析，分出液態(tài)有機(jī)硅水解物與飽和濃鹽酸兩相，上層有機(jī)硅水解物出料，下層飽和濃鹽 酸循環(huán)使用。
水解反應(yīng)生成的氯化氫不能溶解在飽和濃鹽酸溶液中，從而可經(jīng)降膜 分離器分離出作為氯甲烷生產(chǎn)原料的氣體氯化氫，降膜分離器同時(shí)作為加 熱器，提供水解所需熱量。
本發(fā)明使用的飽和濃鹽酸大大過量，避免了在局部缺水的條件下水解 過多地生成聚硅氧烷線性體，使水解產(chǎn)物中聚硅氧垸環(huán)體含量很高，氣液 分離、水解產(chǎn)物與水相分離只須自然分層即可，后工序裂解也很容易進(jìn)行。
上述工藝中，飽和濃鹽酸中水與二甲基二氯硅烷的摩爾比優(yōu)選為
400 600:1。若鹽酸中水與二甲基二氯硅烷的摩爾比過低，二甲基二氯硅烷 水解后生成的有機(jī)硅環(huán)體含量會(huì)偏低，影響產(chǎn)品質(zhì)量；若鹽酸中水與二甲 基二氯硅垸的摩爾比過高，環(huán)體含量很高，產(chǎn)品質(zhì)量也好，但由于反應(yīng)物 二甲基二氯硅垸的量少了，得到的產(chǎn)品量也少，產(chǎn)能不能得到釋放。二甲 基二氯硅垸與飽和濃鹽酸的混合在錯(cuò)流噴射混合器中進(jìn)行，錯(cuò)流噴射混合 器為市售產(chǎn)品。
上述工藝中，相轉(zhuǎn)移催化劑在飽和濃鹽酸中的質(zhì)量比為0.05~2%，相轉(zhuǎn) 移催化劑優(yōu)選陰離子型或陽離子型的表面活性劑或離子液體。所述陰離子 型表面活性劑的親油端為8個(gè)碳烷基鏈，如全氟辛基磺酸鉀或辛烷基磺酸 鈉，所述的陽離子表面活性劑選用甲基三苯基溴化銨；離子液體的陽離子 優(yōu)選1， 3-二烷基取代的咪哇離子，陰離子優(yōu)選A1C14—、BF4—、PF4—、CF3COCT、 CFS03—、 (CF3S02)2NlSbF6。
上述工藝中，水解反應(yīng)的反應(yīng)溫度優(yōu)選為30 80。C，更優(yōu)選為55~65°C;操作壓力優(yōu)選為0.15 0.4Mpa，更優(yōu)選為0.23 0.27Mpa;停留時(shí)間優(yōu)選為 10~60秒，更優(yōu)選為12~18秒。
上述工藝中，制得的有機(jī)硅的環(huán)體通式為[(CH3)2SiO]m，其中111=3 6。
當(dāng)111=3時(shí)，環(huán)體為二烷基環(huán)三硅氧烷；當(dāng)m-4時(shí)，環(huán)體為二烷基環(huán)四硅氧 烷；當(dāng)m-5時(shí)，環(huán)體為二垸基環(huán)五硅氧烷；當(dāng)111=6時(shí)，環(huán)體為二烷基環(huán)六 硅氧垸。
本發(fā)明的有益效果如下
1、 反應(yīng)過程中加入了相轉(zhuǎn)移催化劑，使水解反應(yīng)更快地進(jìn)行；
2、 二甲基二氯硅烷與飽和濃鹽酸主流體通過錯(cuò)流噴射混合器進(jìn)行錯(cuò)流 噴射充分混合，大大的強(qiáng)化了液液混合的效果；
3、 水解產(chǎn)物中聚硅氧烷環(huán)體含量很高，水解物和濃鹽酸可實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單地 快速分離，并在下道工序裂解時(shí)容易進(jìn)行并大幅度降低了能耗；
4、 所用水解劑為飽和濃鹽酸，水解反應(yīng)所生成的氯化氫直接脫析出來， 不需經(jīng)過繁雜的脫析工藝，水解反應(yīng)后飽和濃鹽酸可直接循環(huán)回用；
5、 用降膜分離器作為氣液分離設(shè)備，同時(shí)兼作加熱設(shè)備，簡(jiǎn)化工藝， 降低設(shè)備投資；
6、 操作費(fèi)用大大降低，節(jié)省了能耗，而且還大大得簡(jiǎn)化了工藝，降低 了設(shè)備投資，產(chǎn)品質(zhì)量也得到提高。
下面結(jié)合說明書附圖與具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不限 于此。


圖l為本發(fā)明的工藝流程圖。圖中，l.錯(cuò)流噴射混合器，2.錯(cuò)流噴射口， 3.填料塔，4.降膜分離器， 5.循環(huán)槽，6.填料，7.有機(jī)硅水解產(chǎn)物，8.循環(huán)槽中的飽和濃鹽酸，9.進(jìn) 樣泵，IO.循環(huán)泵，ll.二甲基二氯硅烷(連續(xù)進(jìn)料)，12.飽和濃鹽酸(連 續(xù)循環(huán)進(jìn)料)，13.氯化氫氣體出料，14.有機(jī)硅水解產(chǎn)物出料。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例l
飽和濃鹽酸中加入質(zhì)量比為0.1%的全氟辛基磺酸鉀，鹽酸與二甲基二 氯硅垸的摩爾比為1000:1，兩者通過錯(cuò)流噴射混合器進(jìn)行充分混合，水解 反應(yīng)溫度60 。C，反應(yīng)壓力為0.25MPa，停留時(shí)間15s，通過降膜分離器將 反應(yīng)生成的氯化氫氣體直接采出作為生產(chǎn)氯甲垸的原料，水解反應(yīng)所得的 溶液在循環(huán)槽中進(jìn)行層析，分出液態(tài)有機(jī)硅水解物與飽和濃鹽酸兩相，上 層有機(jī)硅水解物出料，下層飽和濃鹽酸循環(huán)使用。
所得有機(jī)硅水解產(chǎn)物的粘度為3.5MM/s，其中的有機(jī)硅環(huán)體含量為 84%。
實(shí)施例2
飽和濃鹽酸中加入質(zhì)量比為0.05%的辛烷基磺酸鈉，鹽酸與二甲基二氯 硅烷的摩爾比為1000:1，兩者通過錯(cuò)流噴射混合器進(jìn)行充分混合，水解反 應(yīng)溫度60 。C，反應(yīng)壓力為0.25MPa，停留時(shí)間15s，通過降膜分離器將反 應(yīng)生成的氯化氫氣體直接采出作為生產(chǎn)氯甲烷的原料，水解反應(yīng)所得的溶 液在循環(huán)槽中進(jìn)行層析，分出液態(tài)有機(jī)硅水解物與飽和濃鹽酸兩相，上層 有機(jī)硅水解物出料，下層飽和濃鹽酸循環(huán)使用。
所得有機(jī)硅水解產(chǎn)物的粘度為8.5MM/s，其中的有機(jī)硅環(huán)體含量為64%。
實(shí)施例3
飽和濃鹽酸中加入質(zhì)量比為0.8%的甲基三苯基溴化銨，進(jìn)料時(shí)鹽酸與 二甲基二氯硅烷的摩爾比為500:1，兩者通過錯(cuò)流噴射混合器進(jìn)行充分混 合，水解反應(yīng)溫度40。C，反應(yīng)壓力為0.3MPa，停留時(shí)間40s，通過降膜分 離器將反應(yīng)生成的氯化氫氣體直接采出作為生產(chǎn)氯甲烷的原料，水解反應(yīng) 所得的溶液在循環(huán)槽中進(jìn)行層析，分出液態(tài)有機(jī)硅水解物與飽和濃鹽酸兩 相，上層有機(jī)硅水解物出料，下層飽和濃鹽酸循環(huán)使用。
所得有機(jī)硅水解產(chǎn)物的粘度為4.2MM/s，其中的有機(jī)硅環(huán)體含量為 79%。
實(shí)施例4
與實(shí)施例3的不同之處在于進(jìn)料時(shí)鹽酸與二甲基二氯硅垸的摩爾比為 400:1，所得有機(jī)硅水解產(chǎn)物的粘度為4.8MM/s，其中的有機(jī)硅環(huán)體含量為 77%。
實(shí)施例5
與實(shí)施例3的不同之處在于進(jìn)料時(shí)鹽酸與二甲基二氯硅烷的摩爾比為 600:1，所得有機(jī)硅水解產(chǎn)物的粘度為4.0MM/s，其中的有機(jī)硅環(huán)體含量為 80%。
實(shí)施例6
飽和濃鹽酸中加入質(zhì)量比為2%的l-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽，進(jìn)料 時(shí)鹽酸與二甲基二氯硅垸的摩爾比為200:1，兩者通過錯(cuò)流噴射混合器進(jìn)行 充分混合，水解反應(yīng)溫度50。C，反應(yīng)壓力為0.4MPa，停留時(shí)間60s，通過降膜分離器將反應(yīng)生成的氯化氫氣體直接采出作為生產(chǎn)氯甲烷的原料，水 解反應(yīng)所得的溶液在循環(huán)槽中進(jìn)行層析，分出液態(tài)有機(jī)硅水解物與飽和濃 鹽酸兩相，上層有機(jī)硅水解物出料，下層飽和濃鹽酸循環(huán)使用。
所得有機(jī)硅水解產(chǎn)物的粘度為9.4MM/s，其中的有機(jī)硅環(huán)體含量為 60%。
比較實(shí)施例1
其他工藝條件同實(shí)施例1， 二甲基二氯硅烷與濃鹽酸的混合不在錯(cuò)流噴 射混合器中進(jìn)行，而在靜態(tài)填料混合器中進(jìn)行，所得有機(jī)硅水解產(chǎn)物的粘 度為14.5MM/s，其中的有機(jī)硅環(huán)體含量為44%。
比較實(shí)施例2
其他工藝條件同實(shí)施例1，不加入相轉(zhuǎn)移催化劑，所得有機(jī)硅水解產(chǎn)物 的粘度為15.2MM/s，其中的有機(jī)硅環(huán)體含量為41%。 比較實(shí)施例3
其他工藝條件同實(shí)施例1，進(jìn)料時(shí)鹽酸與二甲基二氯硅烷的摩爾比為 100:1，所得有機(jī)硅水解產(chǎn)物的粘度為16.5MM/s，其中的有機(jī)硅環(huán)體含量為 40%。
權(quán)利要求
1、濃鹽酸環(huán)路水解二甲基二氯硅烷工藝，其步驟如下在相轉(zhuǎn)移催化劑存在的條件下，將二甲基二氯硅烷錯(cuò)流噴射入大量的飽和濃鹽酸主流體中進(jìn)行混合，飽和濃鹽酸所含的水與二甲基二氯硅烷的摩爾比為200～1000∶1；接著，所得的混合物在填料塔中進(jìn)行水解反應(yīng)；然后通過降膜分離器將反應(yīng)生成的氯化氫氣體直接采出作為生產(chǎn)氯甲烷的原料，水解反應(yīng)所得的溶液在循環(huán)槽中進(jìn)行層析，分出液態(tài)有機(jī)硅水解物與飽和濃鹽酸兩相，上層有機(jī)硅水解物出料，下層飽和濃鹽酸循環(huán)使用。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的濃鹽酸環(huán)路水解二甲基二氯硅垸工藝，其特征在于飽和濃鹽酸所含的水與二甲基二氯硅烷的摩爾比為400 60(hl。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的濃鹽酸環(huán)路水解二甲基二氯硅烷工藝， 其特征在于二甲基二氯硅烷與飽和濃鹽酸的混合在錯(cuò)流噴射混合器中進(jìn) 行。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的濃鹽酸環(huán)路水解二甲基二氯硅'烷工藝， 其特征在于所述的相轉(zhuǎn)移催化劑在飽和濃鹽酸中的質(zhì)量比為0.05 2%，相轉(zhuǎn) 移催化劑為陰離子型或陽離子型的表面活性劑或離子液體。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的濃鹽酸環(huán)路水解二甲基二氯硅烷工藝，其特 征在于所述陰離子型表面活性劑的親油端為8個(gè)碳烷基鏈。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的濃鹽酸環(huán)路水解二甲基二氯硅垸工藝，其特 征在于所述的陰離子表面活性劑選用全氟辛基磺酸鉀或辛垸基磺酸鈉。
7、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的濃鹽酸環(huán)路水解二甲基二氯硅烷工藝，其特 征在于所述的陽離子表面活性劑選用甲基三苯基溴化銨。
8、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的濃鹽酸環(huán)路水解二甲基二氯硅垸工藝，其特征在于離子液體的陽離子為1， 3-二烷基取代的咪唑離子，陰離子為A1C14—、 BF4、 PF4—、 CF3COO—、 CFS03—、 (CF3S02)2N^ SbF6 。
9、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的濃鹽酸環(huán)路水解二甲基二氯硅垸工藝，其特 征在于水解反應(yīng)的反應(yīng)溫度為30~80。C，操作壓力為0.15 0.4Mpa，停留時(shí) 間為10-60秒。
10、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的濃鹽酸環(huán)路水解二甲基二氯硅垸工藝，其 特征在于水解反應(yīng)的水解反應(yīng)溫度為55~65°C，操作壓力為0.23^0.27MPa， 停留時(shí)間為12 18秒。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用飽和濃鹽酸環(huán)路水解二甲基二氯硅烷的工藝。目前飽和濃鹽酸水解工藝由于環(huán)體含量低，水解物與鹽酸分離工藝復(fù)雜，成本高，且影響產(chǎn)品質(zhì)量。本發(fā)明的步驟如下在相轉(zhuǎn)移催化劑存在的條件下，將二甲基二氯硅烷錯(cuò)流噴射入大量的飽和濃鹽酸主流體中進(jìn)行混合，飽和濃鹽酸所含的水與二甲基二氯硅烷的摩爾比為200～1000∶1；接著，所得的混合物在填料塔中進(jìn)行水解反應(yīng)；然后通過降膜分離器將反應(yīng)生成的氯化氫氣體直接采出作為生產(chǎn)氯甲烷的原料，水解反應(yīng)所得的溶液在循環(huán)槽中進(jìn)行層析。本發(fā)明使用的飽和濃鹽酸大大過量，使水解產(chǎn)物中聚硅氧烷環(huán)體含量很高，水解產(chǎn)物與水相分離只須自然分層即可，后工序裂解也很容易進(jìn)行。
文檔編號(hào)C07F7/18GK101619072SQ20091010154
公開日2010年1月6日 申請(qǐng)日期2009年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月13日
發(fā)明者騫 趙 申請(qǐng)人:騫 趙