[发明专利]γ-氯丙基三乙氧基硅烷的合成新工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种精细化学品合成工艺，尤其是一种γ-氯丙基三乙氧基硅烷的合成新工艺。

背景技术

γ-氯丙基三乙氧基硅烷是化工领域中一种高效多功能橡胶助剂。γ-氯丙基三乙氧基硅烷作为一种橡胶加工助剂，用来偶联各种卤代橡胶如：氯丁橡胶、氯化丁基橡胶、氯醇橡胶、氯磺化聚乙烯等，制成浅色制品以提高各种物理机械性能。γ-氯丙基三乙氧基硅烷可以合成季铵盐阳离子有机硅化合物，用作防霉、防臭整理剂，具有特殊的杀菌、防臭、抗静电及表面活性。同时γ-氯丙基三乙氧基硅烷是用于制备Si-69、Si-75等多种产品的主要原材料，故又称其为硅烷中间体，在有机硅系列产品中具有重要的地位，其产品质量影响决定下一产品的品质。

由于橡塑加工技术的发展促使硅烷偶联剂的市场需求与日俱增，作为硅烷偶联剂的中间体更是供不应求。而国外市场对硅烷偶联剂的需求市场更大但是对其质量要求也更高如主含量更高，氯离子含量更少。为了使硅烷偶联剂进入国外市场就必须提高并稳定γ-氯丙基三乙氧基硅烷的各项技术指标。

传统的氯丙基三乙氧基硅烷的合成路线为氯丙基三氯硅烷与无水乙醇在高温下发生酯化反应，该反应时间约为6小时，由于产品中含氯离子，单纯用盐酸回收方法很难完全去除氯离子；若用蒸馏方法不仅蒸馏时间长，高温危险，而且能耗高，蒸馏设备复杂，生产成本高。

发明内容

本发明的目的是解决目前氯丙基三乙氧基硅烷的产品主含量低，氯离子含量高的问题，同时解决反应时间长，反应设备复杂，能耗高，生产成本高的问题。本发明采用单釜负压反应方式，无水乙醇使用回收乙醇与新鲜无水乙醇混合使用，在反应过程中将生成的氯化氢用防腐泵吸到盐酸回收装置，反应结束后加入少量的乙醇钠等弱碱性物质除去残留的氯离子，将反应生成产品再经过过滤装置。

本发明提供的技术方案是：将纯度为98.5％以上的氯丙基三氯硅烷与无水乙醇按照质量比为1∶0.9-1.1的反应比例进行加料。在反应过程中先将氯丙基三氯硅烷直接加入到反应器中，此时反应器中反应温度为30-40℃，在负压0.8-0.9Mpa环境操作下将无水乙醇按照200-220Kg/h的流速吸入已投入氯丙基三氯硅烷的反应釜中，吸完后将反应釜内温度提高到90-100℃，保温反应1.5-2小时，整个过程保持搅拌状态与回流状态，将反应中未参与反应回流出的无水乙醇回收。反应过程中将生成的氯化氢经过盐酸回收装置进行处理成为31.5％的盐酸液。反应结束后加入中和剂中和体系中存在的氯离子；将中和后的产品再经过精制过程后产品主含量达到98.5％，氯离子含量小于20ppm。

氯化氢气体的处理工艺如下：待处理的氯化氢气体首先进入第一级降膜吸收塔，气体从上部进入，与二级喷淋下来的吸收液并流进入降膜吸收塔内进行降膜吸收，降膜吸收塔的壳曾通冷却水，对吸收过程放出的热量进行吸收。经过第一次吸收后的尾气直接进入第二级填料吸收塔中进行二级吸收。对于吸收氯化氢气体的吸收液经过循环泵打入填料塔的定不喷淋，吸收液和尾气进行逆流吸收操作。

经过两级吸收过的氯化氢尾气再进入喷射器中，吸收液为新鲜水，通过循环泵打入喷射器中，与经过两级吸收后的尾气进行第三级吸收。

经过一段时间循环后盐酸吸收液达到一定浓度后，通过循环泵打入到储罐中，作为一二级的吸收剂，进行强化吸收，从个人提高盐酸的浓度。

经过三级吸收后的尾气，基本不含氯化氢气体，为去除其中的挥发性有机物，采用氢氧化钠进行吸附，经过氢氧化钠吸附后的最终尾气，通过吸收塔进行排空。

本发明提供的上述制备方法工艺简单，设备投资少，由于生产过程中无水乙醇可以循环利用，生成的HCl气体可以吸收制成工业盐酸，反应时间减少，产率提高，因此该工艺无污染，生产成本大大降低。

具体实施方式

实施例：将纯度为98.5％的2吨氯丙基三氯硅烷投入到4吨的但反应釜中，投料后的反应釜的温度保持在30-40℃，开启真空泵，保持釜内气压为-0.8至-0.9Mpa，将回收乙醇与无水乙醇按照质量比为1∶1配好的2.2吨乙醇液流速吸到反应釜内，流速为200-220Kg/h。吸收完成后反应釜内温度提高到90-100℃，搅拌状态下保温回流反应1.5-2小时。将未参入反应的溜出的乙醇回收，同时将反应生成的副产物HCl气体经过盐酸回收装置。反应结束后将生成产品用6kg镁粉中和，中和时间为0.5小时，经过检测氯离子含量后加入0.5kg乙醇钠反应中和，将中和后的产品经过过滤装置后，产品即为γ-氯丙基三乙氧基硅，产品主含量≥98.5，氯离子含量＜20ppm。