專利名稱：分離四氯硅烷-三甲基氯硅烷共沸物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于分離四氯硅烷-三甲基氯硅烷共沸物的蒸餾方法。
在250-300℃下使用銅催化劑由硅和氯代甲烷直接合成甲基氯硅烷，不僅可以形成作為主產(chǎn)物的二甲基二氯硅烷，而且可以得到其它副產(chǎn)物，四氯硅烷和有價值的產(chǎn)物-三甲基氯硅烷。該直接合成方法特別披露于W.Noll，Chemistry and Technology of Silicones，Academic Press，Inc.，Orlando，F(xiàn)lorida，1968，Chapter 2.2。
用蒸餾分離的方法將具有沸點(diǎn)為56.5℃的四氯硅烷和具有沸點(diǎn)為57.7℃的三甲基氯硅烷分離成純化形式只能獲得部分成功，所得到的剩余物為這些硅烷的共沸混合物，該共沸混合物的沸點(diǎn)為54.7℃，并且含有53.5mol%(相應(yīng)的重量百分比為56.7%)的四氯硅烷。
用于分離共沸物的方法有已知的物理和化學(xué)方法。所述的化學(xué)方法是利用對易分離的化合物的轉(zhuǎn)化而進(jìn)行的。例如，分別公開于US-A 2，519，926和US-A 2，945，873中的部分醇解和水解作用。利用HF或ZnF2轉(zhuǎn)化成氟硅烷的方法公開于例如US-A 2，449，815中。
物理方法為公開于化學(xué)文摘(CA)1954，10055中的在氯化鎂/乙醚上的選擇性吸附，公開于US-A 4，402，796中的用環(huán)丁砜的溶劑萃取以及利用一種助劑的萃取蒸餾。US-A 2，388，575公開了用于萃取蒸餾的最適合的助劑，即乙腈和丙烯腈。
這些已知方法的缺點(diǎn)是待分離的混合物被那些并非在直接合成中形成的雜質(zhì)所沾污，因而需要進(jìn)一步的純化步驟。
本發(fā)明提供了一種用于蒸餾分離四氯硅烷-三甲基氯硅烷共沸物的方法，該方法包括在蒸餾過程中加入甲基二氯硅烷。
甲基二氯硅烷是在甲基氯硅烷的直接合成過程作為副產(chǎn)物而形成的，因此不是雜質(zhì)。在分離四氯硅烷-三甲基氯硅烷共沸物的過程中與甲基二氯硅烷混合的產(chǎn)物混合物可以不需采用必需的附加純化步驟而與從甲基氯硅烷蒸餾中得到的其它產(chǎn)物混合物相混合。這使更進(jìn)一步的處理或蒸餾液和塔底產(chǎn)物的再循環(huán)變得很容易進(jìn)行。另一個優(yōu)點(diǎn)是只需較少的設(shè)備。使用腈類的萃取蒸餾，除去在蒸餾系統(tǒng)中的必要的蒸餾塔外，還進(jìn)一步需要兩個用于處理共沸物的蒸餾塔。因為沒有不得不分離的雜質(zhì)，所以對于甲基二氯硅烷來說不需要或最多需要一個附加的蒸餾塔。
對于分離四氯硅烷-三甲基氯硅烷共沸物來說在下述條件下可以非常好地進(jìn)行，即以共沸物和甲基二氯硅烷的總重量計，甲基二氯硅烷的重量百分比為70-98%，優(yōu)選為80-95%。
本發(fā)明的方法可以間歇或優(yōu)選連續(xù)的方式進(jìn)行。
本發(fā)明的方法優(yōu)選在絕對壓力為0.05-0.3MPa，最佳為0.1-0.25MPa的條件下進(jìn)行。塔頂溫度優(yōu)選為25-80℃，最佳為40-70℃。
在蒸餾塔中用于分離共沸物的分餾塔板數(shù)優(yōu)選至少為5塊，最佳為至少50塊，以達(dá)到盡可能好的分離效果。在本發(fā)明的方法中，可以獲得在蒸餾物中三甲基氯硅烷四氯硅烷的重量比為1∶6。
在高沸點(diǎn)硅烷的存在下不會對該方法產(chǎn)生干擾，所述的高沸點(diǎn)硅烷如沸點(diǎn)為66℃的甲基三氯硅烷或沸點(diǎn)為70℃的二甲氯硅烷，或烴類。在混合物中這些化合物比例可以高達(dá)70%(重量)，但是烴類含量應(yīng)優(yōu)選低于2%(重量)。過量的三甲基氯硅烷或四氯硅烷不會產(chǎn)生干擾，因為共沸物首先沸騰，緊接著是三甲基氯硅烷或四氯硅烷沸騰。雖然含量可達(dá)5%，最多10%的小比例的烴類不會產(chǎn)生干擾，但優(yōu)選預(yù)先將沸點(diǎn)溫度比甲基二氯硅烷的沸點(diǎn)低的硅烷和烴類分離出去。只有與三甲基氯硅烷或四氯硅烷形成共沸物的烴類，如2-甲基戊烷或3-甲基戊烷才會產(chǎn)生干擾。
餾份，含有四氯硅烷和三甲基氯硅烷的甲基二氯硅烷，可以被返回蒸餾回路，相應(yīng)的硅烷或硅烷混合物在適當(dāng)?shù)奈恢糜上到y(tǒng)中輸出。進(jìn)一步的利用機(jī)會是將餾份轉(zhuǎn)化成火成二氧化硅。
貧或無四氯硅烷的塔底產(chǎn)物可以被分離成甲基二氯硅烷，三甲基氯硅烷，以及，如果需要，進(jìn)一步分離成上述硅烷。所產(chǎn)生的任何少量的共沸物可以再循環(huán)至蒸餾系統(tǒng)中。
在下述實(shí)施例中除非另有說明a)所有數(shù)值均以重量計;
b)所有的壓力值為0.10MPa(絕對)。
實(shí)施例1在具有低分離效率的蒸餾塔中的蒸餾在一實(shí)驗室蒸餾裝置中最初加入175g三甲基氯硅烷和175g四氯硅烷的混合物，共沸物的混合物從該裝置被蒸餾除去。
將277g 90%的甲基二氯硅烷和10%的共沸物(4.4%的三甲基氯硅烷和5.6%的四氯硅烷)的混合物在5個多小時的期間內(nèi)連續(xù)地計量加入有5個塔板的實(shí)驗室蒸餾塔的蒸餾頭中，在該塔中預(yù)先裝入390g所述的混合物。當(dāng)塔頂塔溫度為41℃、塔底溫度為46℃時，可以得到205g餾份及460g塔底產(chǎn)物。塔頂產(chǎn)物包含96.7%的甲基二氯硅烷，2.3%的四氯硅烷和0.8%的三甲基氯硅烷。塔底產(chǎn)物包含87%的甲基二氯硅烷，6.9%的三甲基氯硅烷和6.2%的四氯硅烷。
實(shí)施例2在具有高分離效率的蒸餾塔中的蒸餾所用的混合物為26%的甲基二氯硅烷，19.7%的三甲基氯硅烷，1.4%的四氯硅烷，45.4%甲基三氯硅烷和7.5%的二甲基二氯硅烷，即共沸物的總比例為2.5%以及在甲基二氯硅烷/共沸物的混合物中甲基二氯硅烷的比例為91.3%。在第120塊塔板處的餾份具有以下組成78.3%的甲基二氯硅烷，3.1%的三甲基氯硅烷和18.6%的四氯硅烷。連續(xù)操作的蒸餾塔的進(jìn)料量為2500千克/小時，壓力為0.21MPa，在第120塊塔板處的溫度為65.1℃。塔底產(chǎn)物無四氯硅烷。
權(quán)利要求
1.一種用于蒸餾分離四氯硅烷-三甲基氯硅烷共沸物的方法，該方法包括在蒸餾中加入甲基二氯硅烷。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種分離四氯硅烷-三甲基氯硅烷共沸物的方法，在該方法中通過加入甲基二氯硅烷來蒸餾分離所述的共沸物。
文檔編號C01B33/107GK1092778SQ94100159
公開日1994年9月28日 申請日期1994年1月7日 優(yōu)先權(quán)日1993年1月11日
發(fā)明者康拉德·毛特訥, 安東·施納貝克 申請人:瓦克化學(xué)有限公司