本發(fā)明屬于化工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種氯化精餾工藝制備一氯甲基三氯硅烷的方法。

背景技術(shù)：

本發(fā)明涉及的一氯甲基三氯硅烷，別名為(氯甲基)三氯硅烷，其是制備α-官能團(tuán)硅烷偶聯(lián)劑，如氯甲基三乙氧基硅烷的重要原料，與γ-官能團(tuán)硅烷偶聯(lián)劑相比，由于官能團(tuán)與si原子只相隔一個碳原子，所以官能團(tuán)的電子效應(yīng)更容易傳遞到si原子上，其烷氧基基團(tuán)比較活潑，水解和縮合速度較快，容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或偶聯(lián)反應(yīng)。用其制備的偶聯(lián)劑具有對其他材料有良好的附著力和提高橡膠強(qiáng)度的優(yōu)點(diǎn)，同時由于α-官能團(tuán)硅烷偶聯(lián)劑在高溫時碳-碳鍵不易斷裂，因此該類偶聯(lián)劑在玻璃纖維增強(qiáng)塑料和礦物填充塑料方面比γ-官能團(tuán)硅烷偶聯(lián)劑具有較好的機(jī)械強(qiáng)度、耐熱性和耐水性。

一氯甲基三氯硅合成時以氯氣和甲基三氯硅烷進(jìn)行氯化反應(yīng)，由于氯化反應(yīng)較難控制，多氯代特別是二氯代副產(chǎn)物較多，而且反應(yīng)溫度過高，危險性大，反應(yīng)過程難以控制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種反應(yīng)過程平穩(wěn)易控制、多氯代副產(chǎn)物少的氯化精餾工藝制備一氯甲基三氯硅烷的方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案如下：

一種氯化精餾工藝制備一氯甲基三氯硅烷的方法，以氯氣和甲基三氯硅烷進(jìn)行氯化反應(yīng)，所述氯化反應(yīng)以紫外光作為光源，通過控制通氯量，采用反應(yīng)精餾原理，反應(yīng)生成后的氯化液進(jìn)入反應(yīng)精餾系統(tǒng)，在該精餾系統(tǒng)中，未反應(yīng)的原料甲基三氯硅烷通過精餾又回到氯化反 應(yīng)器，而一氯甲基三氯硅烷留在精餾塔釜中經(jīng)過精餾制得。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，一氯甲基三氯硅烷的方法包括如下步驟：

(1)、將甲基三氯硅烷加入反應(yīng)精餾塔釜中，控制塔釜液位為釜腔高度的60％，塔釜加熱使甲基三氯硅烷汽化，通過反應(yīng)精餾冷凝器冷凝后進(jìn)入氯化反應(yīng)器；

(2)、使用紫外燈照射使氯氣汽化后，再通過分布器進(jìn)入氯化反應(yīng)器與上述步驟(1)冷凝后的甲基三氯硅烷進(jìn)行氯化反應(yīng)；

(3)、上述步驟(2)生成的反應(yīng)液和氯化氫氣體通過氣液分離器進(jìn)行分離，其中，氯化氫氣體通過氯化冷凝器捕集甲基三氯硅烷后進(jìn)入降膜吸收裝置吸收得到鹽酸，反應(yīng)液進(jìn)入反應(yīng)精餾塔釜；

(4)、待反應(yīng)精餾塔釜液位達(dá)到70-80％、釜溫達(dá)到116-120℃、反應(yīng)液中甲基三氯硅烷含量低于2％時，通過計量泵不斷向氯化反應(yīng)器中補(bǔ)加甲基三氯硅烷；

(5)、調(diào)節(jié)氯氣流量來控制氯化反應(yīng)溫度為30-50℃，并不斷向精餾系統(tǒng)脫低塔排出氯化液，待脫低塔中液位高度達(dá)到50％時，升溫精餾，控制塔釜甲基三氯硅烷含量≤0.2％、塔頂一氯甲基三氯硅烷含量≤2％，塔頂回收的甲基三氯硅烷進(jìn)入上述步驟(1)的氯化反應(yīng)器；當(dāng)脫低塔釜液位達(dá)到60-80％時，向一氯甲基三氯硅烷塔進(jìn)料，待一氯甲基三氯硅烷塔釜液位達(dá)到50％時，升溫精餾，控制塔頂二氯甲基三氯硅烷含量≤0.5％，塔釜一氯甲基三氯硅烷含量≤2％，塔頂收集一氯甲基三氯硅烷，一氯甲基三氯硅烷塔釜液位達(dá)到60-80％時，不斷排出重組分。

上述氯氣和甲基三氯硅烷的摩爾比為0.02-0.2∶1。

采用本發(fā)明的技術(shù)方案的有益效果是：

本發(fā)明氯化反應(yīng)采用反應(yīng)精餾原理，有效減少了二氯甲基三氯硅烷副產(chǎn)物的生成，一氯甲基三氯硅烷的選擇性可以達(dá)到90％以上；同時，由于采用反應(yīng)精餾的方法，配合產(chǎn)品精餾系統(tǒng)，使得氯化反應(yīng)可 以實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，提高了反應(yīng)速度和效率，以紫外光作為光源，通過控制通氯量，二氯甲基三氯硅烷小于8％，無三氯甲基三氯硅烷生成。

具體實(shí)施方式

為便于理解本發(fā)明，本發(fā)明列舉實(shí)施例如下。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明了，所述實(shí)施例僅僅用于幫助理解本發(fā)明，不應(yīng)視為對本發(fā)明的具體限制。

如無具體說明，本發(fā)明的各種原料均可以通過市售得到；或根據(jù)本領(lǐng)域的常規(guī)方法制備得到。除非另有定義或說明，本文中所使用的所有專業(yè)與科學(xué)用語與本領(lǐng)域技術(shù)熟練入員所熟悉的意義相同。此外任何與所記載內(nèi)容相似或均等的方法及材料皆可應(yīng)用于本發(fā)明方法中。

實(shí)施例1

一氯甲基三氯硅烷的制備方法，原料的摩爾比如下：

氯氣∶甲基三氯硅烷＝0.05∶1

工藝流程如下：

將上述摩爾比的甲基三氯硅烷加入反應(yīng)精餾塔釜中，控制塔釜液位為釜腔高度的60％，塔釜加熱使甲基三氯硅烷汽化，通過反應(yīng)精餾冷凝器冷凝后從底部進(jìn)入玻璃材質(zhì)的氯化反應(yīng)器，氯化反應(yīng)器內(nèi)有分布器，反應(yīng)器外用紫外燈照射，汽化后的氯氣通過分布器進(jìn)入氯化反應(yīng)器與甲基三氯硅烷反應(yīng)，反應(yīng)液和生成的氯化氫氣體通過氣液分離器，氯化氫氣體通過氯化冷凝器捕集甲基三氯硅烷后進(jìn)入降膜吸收裝置吸收得到鹽酸，反應(yīng)液進(jìn)入反應(yīng)精餾塔釜，待反應(yīng)精餾塔釜液位達(dá)到75％，釜溫達(dá)到116-120℃，反應(yīng)液中甲基三氯硅烷含量低于2％時，通過計量泵不斷向氯化反應(yīng)器中補(bǔ)加甲基三氯硅烷，同時通過調(diào)節(jié)氯氣流量來控制氯化反應(yīng)溫度，并不斷向精餾系統(tǒng)脫低塔排出氯化液，待脫低塔中液位高度達(dá)到50％時，升溫精餾，控制塔釜甲基三氯硅烷含量≤0.2％，塔頂一氯甲基三氯硅烷含量≤2％，塔頂回收的甲 基三氯硅烷返回反應(yīng)系統(tǒng)，脫低塔釜液位達(dá)到70％時，向一氯甲基三氯硅烷塔進(jìn)料，待一氯甲基三氯硅烷塔釜液位達(dá)到50％時，升溫精餾，控制塔頂二氯甲基三氯硅烷含量0.5％，塔釜一氯甲基三氯硅烷含量≤2％，塔頂收集一氯甲基三氯硅烷，一氯甲基三氯硅烷塔釜液位達(dá)到60-80％時，不斷排出重組分。

在本實(shí)施例中，一甲基二氯硅烷的收率達(dá)到92％，二氯甲基三氯硅烷小于8％，無三氯甲基三氯硅烷生成。

各級反應(yīng)和精餾系統(tǒng)的技術(shù)參數(shù)如下：

氯化反應(yīng)器：溫度30-50℃，壓力0.002-0.005mpa，出料流量150-170l/h，甲基三氯硅烷進(jìn)料流量165-190l/h，氯氣流量18500-20000l/h.

反應(yīng)精餾系統(tǒng)：塔釜溫度116-120℃，出料流量135-155l/h，

脫低塔：塔頂溫度64-68℃，底溫117-120℃，塔釜出料流量120-140l/h，壓力0.002-0.005mpa。

一氯甲基三氯硅烷塔：塔頂溫度117-120℃，底溫142-150℃，塔頂出料流量120-140l/h，壓力0.002-0.005mpa。

實(shí)施例2

一氯甲基三氯硅烷的制備方法，原料的摩爾比如下：

氯氣∶甲基三氯硅烷＝0.1∶1

工藝流程同于實(shí)施例1，各級反應(yīng)和精餾系統(tǒng)的技術(shù)參數(shù)也在實(shí)施1所述的范圍內(nèi)，在本實(shí)施例中，一甲基二氯硅烷的收率達(dá)到90％，二氯甲基三氯硅烷小于10％，無三氯甲基三氯硅烷生成。

實(shí)施例3

一氯甲基三氯硅烷的制備方法，原料的摩爾比如下：

氯氣∶甲基三氯硅烷＝0.2∶1

工藝流程同于實(shí)施例1，各級反應(yīng)和精餾系統(tǒng)的技術(shù)參數(shù)也在實(shí)施1所述的范圍內(nèi)，在本實(shí)施例中，一甲基二氯硅烷的收率達(dá)到90％，二氯甲基三氯硅烷小于10％，無三氯甲基三氯硅烷生成。

申請人聲明，所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，將上述實(shí)施例某組分的具體含量點(diǎn)值，與發(fā)明內(nèi)容部分的技術(shù)方案相組合，從而產(chǎn)生的新的數(shù)值范圍，也是本發(fā)明的記載范圍之一，本申請為使說明書簡明，不再羅列這些數(shù)值范圍。