[发明专利]一种脱除三甲基氯硅烷中甲基二氯硅烷、四氯化硅杂质的方法

说明书

本发明一种脱除三甲基氯硅烷中甲基二氯硅烷、四氯化硅杂质的方法，包含硅氢加成反应、部分酯化反应和完全酯化反应三部分；首先含甲基二氯硅烷、四氯化硅杂质的三甲基氯硅烷的混合物与硅氢加成反应物加入反应器进行硅氢加成反应，反应后的产物进入分离系统，采用蒸馏或精馏方式，将过剩的反应物、硅氢加成产物进行分离，剩余三甲基氯硅烷和四氯化硅混合物；而后加入低碳醇作为酯化剂将混合物中的四氯化硅进行部分酯化反应，反应后的产物进入分离系统，采用精馏方式，分离出四氯化硅部分酯化产物，从而得到纯化的三甲基氯硅烷；最后再将部分酯化产物进一步完全酯化为有价值的四烷氧基硅产品。实现了三甲基氯硅烷的高效率回收，也实现高值化利用。

技术领域

本发明属于有机硅单体的分离纯化领域，具体涉及一种有机硅合成单体中含甲基二氯硅烷、四氯化硅杂质的三甲基氯硅烷的精制技术。

背景技术

有机氯硅烷主要采用直接合成法生产，生成的粗氯硅烷中含有多种组分，将粗氯硅烷蒸馏分离可得到氯硅烷的单体，进而制成有机硅材料的中间体聚硅氧烷，这是有机硅工业最关键的中间体。不管采用何种方法生产有机氯硅烷单体，得到的均为多组分的混合产物，混合单体的分离与纯化，在有机硅工业及其设备投资比例中占有重要的地位。直接法合成的有机硅单体的含量及沸点及主要产品的纯度列于表1。

表1直接法合成的有机硅单体组分主要参数

为了得到高纯度的有机硅单体产品，一般需要将粗氯硅烷原料采用7-10塔的精馏装置进行分离。在精馏过程中，得到一甲基二氯硅烷、三甲基氯硅烷、一甲基三氯硅烷和二甲基二氯硅烷等产品，其中的四氯化硅以四氯化硅-三甲基一氯硅烷共沸物的形式得到，其中同时含有一定量的一甲基二氯硅烷。

从表1可以看出，四氯化硅与三甲基一氯硅烷的沸点差只有0.3℃，二者形成含四氯化硅36.5wt.％、共沸点为53.0℃的共沸物。一甲基二氯硅烷虽然与三甲基一氯硅烷的沸点差较大，但是在一甲基二氯硅烷含量较低时，其相对挥发度小于1.2，造成精馏分离的难度很大。目前的工业化装置在处理该混合物时，一般在第一精馏塔回收一甲基二氯硅烷，在第二精馏塔得到含有未充分回收的一甲基二氯硅烷和四氯化硅-三甲基氯硅烷的混合物。两个塔均具有100块以上的理论板数，操作中需要很大的回流比。由于该混合物没有直接的工业用途，因此付出了很大的设备投资和能耗，还损耗了部分三甲基氯硅烷，降低了三甲基氯硅烷的回收率。

为了合理利用有机硅共沸物，中国专利CN112028926A公开了一种脱除有机硅单体共沸物中的四氯化硅的分离装置及分离方法，分离装置包括：第一分离塔，用于将有机硅单体共沸物进行分离；固定床反应器，与第一分离塔的塔顶连接，第一分离塔的塔顶物料流入到固定床反应器内与二氯二氢硅产品，在催化剂的催化作用下，发生反歧化反应生成三氯氢硅；第二分离塔，与固定床反应器连接，第二分离塔用于对固定床反应器流出的物料进行分离，在第二分离塔的塔釜得到三甲基一氯硅烷产品，在第二分离塔的塔顶得到二氯二氢硅产品。

中国专利CN111606938A提供了一种有机硅单体共沸物的醇解工艺，以及基于该醇解工艺综合利用有机硅单体共沸物的方法。所述醇解工艺是在真空条件下，使共沸物依次与液相醇和气相醇进行液相醇解反应和气相醇解反应，所述工艺无需事前对共沸物进行低沸点物质脱除处理，实现综合利用共沸物的目的。

中国专利CN103288865A公开了一种利用有机硅共沸物生产正硅酸乙酯的方法，包括：(1)对有机硅共沸物进行加热蒸馏，除去沸点低于40℃的馏分，得到中间混合物；(2)将中间混合物与乙醇混合进行第一次两步间歇酯化反应，对反应液加热蒸馏，收集沸点不小于80℃的馏分；(3)将所述沸点不小于80℃的馏分与乙醇混合进行第二次酯化反应，分离纯化得到正硅酸乙酯。