[发明专利]一种合成三甲基铝的洁净工艺方法

说明书

本发明合成三甲基铝的洁净工艺方法，下式反应产物中产生微量二甲基氯化铝；2Al+3CH₃Cl→CH₃AlCl₂·(CH₃)₂AlCl，采用MAl(CH₃)₄式化合物来降低三甲基铝的含氯量，M是IA族元素，包括锂、钠和钾；采用NaAl(CH₃)₄四甲基铝钠、消除二甲基氯化铝。用四甲基铝钠消除三甲基铝中残留氯，再回收四甲基铝钠使其转变甲基氯化铝作起始原料用，此三甲基铝制备过程是无三废产生的绿色工艺。

技术领域

本发明涉及一种三甲基铝的制备,属于化工技术领域。

背景技术

三甲基铝用于制备甲基铝氧烷作为烯烃聚合用的茂金属助催化剂，用于制备半导体材料和光伏电池的封底层，用于制纳米材料等等。由于三甲基铝的广泛用途，正日益被关注。

制备三甲基铝的工艺路线，先后出现过镁铝合金法、汞齐法和冰晶石法等，这些制三甲基铝的方法，起始原料价格高，副产物量大副产无利用价值，废渣由于高反应活性、处理废渣设备投资大，耗费大。

于是，碱金属还原法发展起来了，广泛用于实验室规模和工业化生产三甲基铝。用金属钠或钾钠合金，与二甲基氯化铝或倍半甲基氯化铝(甲基二氯化铝与二甲基氯化铝的混合物)反应生成三甲基铝，副产金属铝和氯化钠。

3(CH₃)₂AlCl+3Na→2(CH₃)₃Al+Al+3NaCl (1)

CH₃AlCl₂·(CH₃)₂AlCl+3Na→(CH₃)₃Al+Al+3NaCl (2)

反应式(1)和(2)的过程，描述在美国专利US2,863,894(1954，ICI)、2,954,389(1957，Nat Distillers Chem Corp)、3,006,942(1957，Nat Distillers Chem Corp)、5,015,750(1990，Texas Alkyls)、5,359,116(1992，Wicto)和5,380,898(1993，Hoechst)。

当钠与甲基氯化铝反应时，副产金属铝涂在金属钠表面形成硬壳，阻止钠与甲基氯化铝反应，物料结块沾壁，减慢反应速度，致使反应不完全。上述专利都致力于克服金属铝包裹金属钠造成的问题。

ICI用液态钾钠合金还原倍半甲基溴化铝，蒸馏得三甲基铝收率50％，反应器内残留的金属铝和氯化钠、在溶剂中加活化剂后再通溴甲烷，使生成倍半甲基溴化铝再使用。

Nat Distillers Chem Corp将43.7g钠(1.9mol)分散在粒径50微米的350g氯化钠表面，滴加倍半甲基氯化铝，三甲基铝收率87％，含氯5.1％；当钠过量9.7％时，三甲基铝收率93.5％，含氯0.43％；反应器内残留的金属铝再通氯甲烷制倍半甲基氯化铝。TexasAlkyls用部分氟化钠先与二甲基氯化铝反应，再加入金属钠，三甲基铝收率86.5％。Wicto把二甲基氯化铝分散在悬浮剂中，钠过量2.6％，用强致循环高剪切设备，制得含氯低于0.01％的三甲基铝，收率92.5％。Hoechst用固相反应器处理二甲基氯化铝和过量9.4％钠，得甲基铝含氯0.0％，收率91.6％。Wicto和Hoechst这二篇专利未见应用于倍半甲基氯化铝。

上述专利的方法仍有很多缺陷。由于金属钠被铝包裹与甲基氯化铝未完全反应，蒸馏三甲基铝时容易被二甲基氯化铝沾污，二者沸点几乎相同。

三甲基铝工业级商品须降低含氯量，才能满足聚烯烃催化剂和MO源行业的要求。

发明内容