一種直接法制備三烷氧基硅烷的生產方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種直接法合成三烷氧基硅烷的生產方法，該方法首先利用銅化合物作為前驅體制備催化劑中間體，經(jīng)活化后形成一種具催化活性的硅銅金屬間化合物催化劑，將其用于催化硅和醇直接反應制備三烷氧基硅烷的工業(yè)生產中。采用間歇-連續(xù)操作方法取代間歇操作工藝生產，生產時連續(xù)加液態(tài)醇的方式和分批補加硅粉，適時調控合成條件使其適應穩(wěn)定的生產過程。此外，還對產物分離、純化、懸浮劑和尾氣回收利用等工藝過程進行了改進。反應全過程的粗產物中三甲氧基硅烷含量在80%左右，采用間歇法工藝操作生產時硅粉利用率達83%，若采用改進的間歇-連續(xù)生產過程則硅粉利用率可提升10%以上。
【專利說明】一種直接法制備三烷氧基硅烷的生產方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于有機化學【技術領域】，具體涉及一種硅/醇直接反應合成三烷氧基硅烷 的生產方法及有關工藝過程的改進。

【背景技術】
[0002] 傳統(tǒng)生產三烷氧基硅烷的工藝通常采用兩步法，首先硅與氯化氫反應生成三氯氫 硅，然后三氯氫硅用甲醇（或乙醇）醇解制備三甲氧基硅烷或三乙氧基硅烷，其反應式如 下：
[0003] 第一步：Si+3HCl-HSiCl3+H2t+其它的氯硅烷副產物；
[0004]第二步：HSiCl3+3R0H-HSi(OR) 3+3HCltR=Me,Et等烷基；
[0005] 采用兩步法生產三烷氧基硅烷，工藝流程長，物料損耗大，會生成副產物HC1造成 設備腐蝕和環(huán)境污染，且生產成本較高。
[0006] 硅和醇直接反應合成三烷氧基硅烷的方法較之以三氯硅烷（HSiCl3)的醇解反應 制備三烷氧基硅烷，其主要優(yōu)點是工藝過程簡單，一步完成三烷氧基硅烷的制備。其主反應 式如下：
[0007]

【權利要求】
1. 一種直接法制備三烷氧基硅烷的生產方法，其特征在于，包括以下步驟： (1) 催化劑中間體的制備： 按質量份將100份的銅化合物、6(Γ150份的化學硅粉加入100份的惰性液體載體中，攪 拌混勻，使銅化合物均勻分布吸附于硅粉表面，形成硅銅均勻混合物；然后在惰性氣體保護 下，將硅銅均勻混合物置于反應釜中，均勻翻動，在18(T280°C加熱8~12小時，使其形成一 種深棕色以惰性液體為載體的粘稠催化劑中間體一娃銅復合物； (2) 將催化劑中間體硅銅復合物活化后用于三烷氧基硅烷的制備： 惰性氣體保護下，依次將重量比為廣3 :1 :0. 59Γ5%的惰性懸浮劑、干燥硅粉和以Cu 計的硅銅復合物加入到硅醇直接反應生產三烷氧基硅烷的反應釜中，攪拌均勻后，加熱至 18(T280°C，保溫1~3小時，同時通入甲醇或加入含氫的烷氧基硅烷使其活化；控制好制備 三烷氧基硅烷的反應溫度；再用計量泵將液態(tài)醇通入反應釜底部中，自動調節(jié)進醇速度以 控制產物中醇的含量在2wt% ;通過進入反應釜內的醇量補加硅粉，實現(xiàn)間歇-連續(xù)工藝生 產，直至催化劑活性下降；反應所得粗產品通過旋風分離器進行汽/液分離后產物汽體進 入精餾系統(tǒng)的精餾塔進行副產物分離，收集含量為99%左右的三烷氧基硅烷； (3) 反應加入的懸浮劑回收再利用； (4) 利用高沸副產物或懸浮劑在塔內噴淋的方法吸收氫氣中夾帶的液體產物后，再將 氫氣通過常用的安全裝置排放或回收利用。
2. 根據(jù)權利要求1所述的生產方法，其特征在于：催化劑中間體硅銅復合物活化在生 產三甲氧基硅烷反應釜中進行，活化后用于催化硅/醇反應生產三烷氧基硅烷，或在制備 催化劑中間體的反應釜中預先進行活化后再用于催化硅/醇直接反應生產三甲氧基硅烷。
3. 根據(jù)權利要求2所述的生產方法，其特征在于：催化劑中間體硅銅復合物在制備催 化劑中間體的反應釜中進行活化的方法，將催化劑中間體一硅銅復合物于釜中在惰性氣體 保護下均勻翻動，升溫至18(T280°C后，通入有機硅氫化合物甲醇液體0. 5~3小時，形成能 夠催化硅/醇直接反應制備三烷氧基硅烷、以惰性液體保護的硅銅金屬間化合物催化劑。
4. 根據(jù)權利要求1所述的生產方法，其特征在于：步驟（1)中所述的銅化合物為氯化亞 銅、氯化銅、氧化銅、氧化亞銅、氫氧化銅、氫氧化亞銅、堿式碳酸銅和醋酸銅中的一種或幾 種。
5. 根據(jù)權利要求1所述的生產方法，其特征在于：步驟（1)中所述的化學硅粉為 8(Γ200目的化學純以上的硅粉或硅/醇直接法生產三烷氧基硅烷同批的硅粉，或4(Γ400目 用于直接法生產甲基氯硅烷工業(yè)硅粉。
6. 根據(jù)權利要求1所述的生產方法，其特征在于：步驟（1)中所述的惰性液體載體為沸 點1?于300 °C的燒基苯的混合物。
7. 根據(jù)權利要求1所述的生產方法，其特征在于：所述步驟（1)中的加熱溫度為 22(T260°C，加熱時間為8~10小時。
8. 根據(jù)權利要求1所述的生產方法，其特征在于：所述步驟（2)中生產三烷氧基硅烷的 反應溫度為2KT240°C。
9. 根據(jù)權利要求1所述的生產方法，其特征在于：所述步驟（2)中惰性懸浮劑為烷基取 代芳烴混合物、高溫導熱油或二苯醚。
10. 根據(jù)權利要求1所述的生產方法，其特征在于：所述步驟（2)中，醇不經(jīng)汽化直接將 液態(tài)醇從裝在反應荃內的管道、從上向下進入反應體系的底部分散。
11. 根據(jù)權利要求1所述的生產方法，其特征在于：所述步驟（2)所述的硅粉補加步驟， 通過以下方式進行： i .通過液態(tài)醇的通入量計算硅粉的消耗，當硅粉消耗掉70%時補加硅粉；或者 .每隔8小時補加硅粉和/或適量的已活化的催化劑。
12. 根據(jù)權利要求1所述的生產方法，其特征在于：步驟（2)的反應所得產物的混合物 從反應釜出來首先經(jīng)樹脂襯里的旋風分離器進行汽/液分離，再進入搪瓷或樹脂襯里精餾 分離純化系統(tǒng)，獲得含量99%以上的純凈三烷氧基硅烷。
13. 根據(jù)權利要求1所述的生產方法，其特征在于：步驟（3)中所述的惰性懸浮劑的回 收通過以下方式進行：懸浮劑濾去固體物料后進入水解釜，在酸性或堿性條件下進行水解， 破壞溶劑中有機硅化合物，濾去水解后的固體物，干燥后用于生產。
【文檔編號】C07F7/02GK104387413SQ201410617516
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年11月3日 優(yōu)先權日:2014年11月3日
【發(fā)明者】張先亮, 廖俊, 高勝波, 何運凡, 劉成剛, 余攀, 張柏平, 余勁, 張波, 張彥謙 申請人:湖北武大有機硅新材料股份有限公司, 武漢大學