專利名稱：一種甲基三丁酮肟基硅烷的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種硅烷交聯(lián)劑的制備方法，尤其涉及一種甲基三丁酮肟基硅烷的制 備方法。
背景技術(shù)：
甲基三丁酮肟基硅烷主要是用作室溫硫化硅橡膠的交聯(lián)劑。現(xiàn)有的甲基三丁酮肟 基硅烷的制備方法是在反應(yīng)釜中投入丁酮肟和溶劑，通過(guò)高位槽慢慢滴加甲基三氯硅烷； 滴完繼續(xù)反應(yīng)一段時(shí)間，靜置分層；上層物料中和后蒸發(fā)溶劑得到成品，下層物料去回收丁 酮肟。上述工藝存在如下缺點(diǎn)(1)反應(yīng)為間歇性生產(chǎn)，效率低，產(chǎn)量小，且品質(zhì)不穩(wěn)定。(2)反應(yīng)為間歇操作，接觸空氣機(jī)會(huì)多，造成產(chǎn)物水解，因此產(chǎn)品品質(zhì)較差。(3)反應(yīng)過(guò)程溶解在下層沉淀物中的成品無(wú)法回收，造成產(chǎn)品浪費(fèi)，收率低。(4)生產(chǎn)成本高，生產(chǎn)1噸甲基三丁酮肟基硅烷需要消耗0.9-1. 1噸丁酮肟，丁酮 肟回收過(guò)程中，能耗大，易流失。(5)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生大量溶解有丁酮肟和產(chǎn)品的廢水無(wú)法處理，污染環(huán)境。(6)副產(chǎn)品氯化銨中含有丁酮肟和硅氧烷的雜質(zhì)，利用價(jià)值低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種甲基三丁酮肟基硅烷的連續(xù)生產(chǎn)方法，具有反應(yīng)轉(zhuǎn)化率 高、產(chǎn)品回收率高、丁酮肟消耗小、且副產(chǎn)物氯化銨純度高、對(duì)環(huán)境無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)。為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為一種甲基三丁酮肟基硅烷的制備方法，其特征在于該方法包括以下步驟a.將一甲基三氯硅烷、丁酮肟和120#溶劑按進(jìn)料質(zhì)量比為1 3.55-3.6 1分 別由進(jìn)料泵經(jīng)流量計(jì)連續(xù)的打入到釜式帶攪拌的反應(yīng)器(1)中，反應(yīng)溫度控制在30-40°C， 反應(yīng)出料由泵( 打入循環(huán)冷卻器C3)冷卻后一部分循環(huán)到釜式反應(yīng)器(1)中，循環(huán)量控 制在20-30m3/h;另一部分采出，采出的物料經(jīng)過(guò)兩相分離器(4)沉降分離分層后，上層為 溶劑和甲基三丁酮肟基硅烷、以及未反應(yīng)的丁酮肟和少量夾帶的丁酮肟鹽酸鹽的粗品，下 層為丁酮肟鹽酸鹽沉淀物；b.上層粗品經(jīng)泵(5)打入與氨氣在中和器(6)中中和，使粗品中夾帶的丁酮肟鹽 酸鹽和氯離子轉(zhuǎn)化為氯化銨固體，再經(jīng)過(guò)濾器(7)將反應(yīng)生成氯化銨固體過(guò)濾出來(lái)，濾后 的粗品液經(jīng)薄膜蒸發(fā)器(8)蒸餾，蒸出溶劑和未反應(yīng)的丁酮肟，薄膜蒸發(fā)器(8)釜底即可得 到高純度的甲基三丁酮肟基硅烷成品。在上述的步驟中120#溶劑在反應(yīng)過(guò)程中的作用為萃取甲基三丁酮肟基硅烷產(chǎn) 品，使物料能更好的溶解，降低混合物的粘度，傳熱傳質(zhì)效果好。反應(yīng)采用釜式攪拌器反應(yīng)、 泵打循環(huán)的反應(yīng)系統(tǒng)，攪拌能更好的使物料分散，充分接觸反應(yīng)；采用泵打循環(huán)的目的是一 來(lái)可以使反應(yīng)過(guò)程中的熱量及時(shí)的通過(guò)泵后冷卻器帶走而保持反應(yīng)溫度在30-40°C，二來(lái)循環(huán)的物料以較大流量進(jìn)入到反應(yīng)器中可以使反應(yīng)器中物料充分返混，更進(jìn)一步反應(yīng)從而 得到高的轉(zhuǎn)化率。作為優(yōu)選，所述步驟a中的下層丁酮肟鹽酸鹽沉淀物由泵(11)打入渦輪萃取塔 (12)上部，所述步驟b中經(jīng)薄膜蒸發(fā)器(8)蒸發(fā)出的溶劑和未反應(yīng)的丁酮肟由泵(9)打入 溶劑儲(chǔ)罐(10)后再進(jìn)入萃取塔(1 下部循環(huán)使用。作為優(yōu)選，萃取塔(1 中使用的物料有丁酮肟鹽酸鹽沉淀物、薄膜蒸發(fā)器(8)蒸 發(fā)出的溶劑和未反應(yīng)的丁酮肟，其中溶劑粗品和丁酮肟鹽酸鹽沉淀物的進(jìn)料體積流量比為 1 2-3，溶劑粗品與丁酮肟鹽酸鹽沉淀物在萃取塔(1 內(nèi)進(jìn)行液液傳質(zhì)，充分萃取出丁酮 肟鹽酸鹽沉淀物中夾帶的成品，萃取出的帶甲基三丁酮肟基硅烷成品的溶劑由萃取塔頂部 溢出，收集在溶劑儲(chǔ)罐(19)中，由溶劑輸送泵(1 打入反應(yīng)器(1)循環(huán)使用。萃取塔(1 內(nèi)有很多轉(zhuǎn)盤，攪拌帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生脈沖，使兩相在軸向產(chǎn)生 推動(dòng)力，因而可顯著提高兩相的液泛流速，同時(shí)又可保持高傳質(zhì)效率，兩相塔內(nèi)進(jìn)行傳質(zhì)傳 熱，沉淀物中的產(chǎn)品能充分溶解在溶劑中，由萃取塔頂部溢流出來(lái)，回收率極高。作為優(yōu)選，丁酮肟鹽酸鹽被萃取后從萃取塔(1 底部出來(lái)進(jìn)入中和器(14)與液 氨，氯化銨結(jié)晶器(16)中打過(guò)來(lái)循環(huán)使用的氯化銨母液一起中和反應(yīng)，中和后進(jìn)入油水分 離器(1 分成上下兩層，分離出上層的丁酮肟和少量溶劑，送往精餾單元回收丁酮肟；下 層的氯化銨飽和溶液進(jìn)入氯化銨結(jié)晶器(16)，結(jié)晶出氯化銨固體，再經(jīng)干燥器(18)干燥即 可得到高純度的氯化銨固體，結(jié)晶產(chǎn)生的氯化銨母液經(jīng)泵(17)打回到中和器中循環(huán)使用。本發(fā)明的整個(gè)過(guò)程，物料都可以充分循環(huán)使用，無(wú)任何廢液產(chǎn)生，不污染環(huán)境；釜 式攪拌反應(yīng)器泵打循環(huán)系統(tǒng)使平均反應(yīng)轉(zhuǎn)化率高，達(dá)97%以上，產(chǎn)品中甲基三丁酮肟基硅 烷含量超過(guò)97% ；丁酮肟鹽酸鹽中帶有的甲基三丁酮肟基硅烷成品通過(guò)渦輪攪拌萃取塔可 以很完全的萃取出來(lái)，萃取率達(dá)92%以上；溶解有丁酮肟的水溶液在經(jīng)過(guò)氯化銨結(jié)晶器后 打回中和器再循環(huán)使用，使丁酮肟消耗量小，生產(chǎn)1噸甲基三丁酮肟基硅烷消耗丁酮肟在 0. 88-0. 89噸，反應(yīng)過(guò)程甲基三丁酮肟基硅烷收率達(dá)95%以上，附值產(chǎn)品氯化銨純度高達(dá) 96% ；經(jīng)過(guò)結(jié)晶器結(jié)晶、干燥得到的氯化銨固體不含有丁酮肟等雜質(zhì)，純度高，可以當(dāng)做高 附值產(chǎn)品出售。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。圖1為本發(fā)明的生產(chǎn)流程圖。
具體實(shí)施例方式反應(yīng)平均轉(zhuǎn)化率指一甲基三氯硅烷轉(zhuǎn)化率和丁酮肟轉(zhuǎn)化率的平均值，此反應(yīng)中一 甲基三氯硅烷在丁酮肟過(guò)量下轉(zhuǎn)化率達(dá)99. 5%以上甚至為100%，丁酮肟轉(zhuǎn)化率計(jì)算方法 為理論上生產(chǎn)1噸甲基三丁酮肟基硅烷所需要的丁酮肟質(zhì)量與實(shí)際上所需要的丁酮肟質(zhì) 量的比值。產(chǎn)品含量是指蒸餾出產(chǎn)品后，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行色譜分析得出的含量值。萃取效率是 指單位時(shí)間內(nèi)萃取塔頂溢出的溶劑中產(chǎn)品的質(zhì)量與萃取前單位時(shí)間內(nèi)丁酮肟鹽酸鹽沉淀 物中含產(chǎn)品的質(zhì)量比值。丁酮肟總消耗量是指整個(gè)過(guò)程反應(yīng)結(jié)束后對(duì)實(shí)際產(chǎn)品進(jìn)行產(chǎn)量核 算，即生產(chǎn)1噸產(chǎn)品所需消耗的實(shí)際丁酮肟量。氯化銨純度是指測(cè)定氯化銨中含氮量從而再換算得出的。實(shí)施例1 首先投丁酮肟1. 8t，120#溶劑汽油0. 5t進(jìn)反應(yīng)器，開(kāi)啟攪拌，啟動(dòng)循環(huán)泵進(jìn)行全 回流，開(kāi)啟一甲進(jìn)料泵以lt/h流量打入反應(yīng)釜，打開(kāi)循環(huán)泵泵后冷卻器冷卻水，保持溫度 在30°C，反應(yīng)30min后，打開(kāi)丁酮肟進(jìn)料泵使丁酮肟以3. 6t/h的流量打入反應(yīng)釜，打開(kāi)溶 劑進(jìn)料泵使溶劑以lt/h流量打入反應(yīng)釜，并同時(shí)打開(kāi)泵的采出閥門，保持泵循環(huán)流量為 20m3/h，采出流量為5. 6t/h ；萃取塔頂丁酮肟下層沉淀物進(jìn)料流量為2. 55m3/h，塔底溶劑 進(jìn)料流量控制為0. 85m3/h，萃取出產(chǎn)品的溶劑由泵打回反應(yīng)器循環(huán)使用，萃取塔塔底沉淀 物和溶劑去中和器中和后，上層丁酮肟粗品去精餾回收丁酮肟，下層氯化銨溶液去結(jié)晶器 結(jié)晶干燥得氯化銨純品，產(chǎn)生的溶解有丁酮肟的氯化銨母液打回中和器循環(huán)使用。反應(yīng)系 統(tǒng)穩(wěn)定后，連續(xù)運(yùn)行72小時(shí)，經(jīng)統(tǒng)計(jì)，整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中消耗一甲基三氯硅烷72. 8t，消耗丁 酮肟124. It,生產(chǎn)出甲基三丁酮肟基硅烷137. 88t，氯化銨純品77. 4t。經(jīng)分析衡算反應(yīng) 原料平均轉(zhuǎn)化率達(dá)97. 08 %，產(chǎn)品中甲基三丁酮肟基硅烷含量為97.8%，渦輪萃取塔產(chǎn)品 萃取率為92%，丁酮肟消耗小、生產(chǎn)1噸甲基三丁酮肟基硅烷總消耗丁酮肟89 ,反應(yīng)過(guò) 程甲基三丁酮肟基硅烷收率達(dá)95. 2%，附值產(chǎn)品氯化銨純度為96. 0%。實(shí)施例2 首先投丁酮肟1. 8t，120#溶劑汽油0. 5t進(jìn)反應(yīng)器，開(kāi)啟攪拌，啟動(dòng)循環(huán)泵進(jìn)行 全回流，開(kāi)啟一甲進(jìn)料泵以lt/h流量打入反應(yīng)釜，打開(kāi)循環(huán)泵泵后冷卻器冷卻水，保持溫 度在40°C，反應(yīng)30min后，打開(kāi)丁酮肟進(jìn)料泵使丁酮肟以3. 6t/h的流量打入反應(yīng)釜，打開(kāi) 溶劑進(jìn)料泵使溶劑以lt/h流量打入反應(yīng)釜，并同時(shí)打開(kāi)泵的采出閥門，保持泵循環(huán)流量 為30m3/h，采出流量為5. 6t/h ；萃取塔頂丁酮肟下層沉淀物進(jìn)料流量為2. 55m3/h，塔底溶 劑進(jìn)料流量控制為1. 25m3/h，萃取出產(chǎn)品的溶劑由泵打回反應(yīng)器循環(huán)使用，萃取塔塔底沉 淀物和溶劑去中和器中和后，上層丁酮肟粗品去精餾回收丁酮肟，下層氯化銨溶液去結(jié)晶 器結(jié)晶干燥得純品，產(chǎn)生的溶解有丁酮肟的氯化銨母液打回中和器循環(huán)使用。反應(yīng)系統(tǒng) 穩(wěn)定后，連續(xù)運(yùn)行72小時(shí)，經(jīng)統(tǒng)計(jì)，整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中消耗一甲基三氯硅烷71. 7t，消耗丁酮 肟122t，生產(chǎn)出甲基三丁酮肟基硅烷137. 92t，氯化銨純品76. 2t經(jīng)分析衡算反應(yīng)原料平 均轉(zhuǎn)化率達(dá)97. 9 %，產(chǎn)品中甲基三丁酮肟基硅烷含量為98. 2 %，渦輪萃取塔產(chǎn)品萃取率為 93.4%，丁酮肟消耗小、生產(chǎn)1噸甲基三丁酮肟基硅烷總消耗丁酮肟884kg，反應(yīng)過(guò)程甲基 三丁酮肟基硅烷收率達(dá)95. 7 %，附值產(chǎn)品氯化銨純度為95. 8%。實(shí)施例3 首先投丁酮肟1. 8t，120#溶劑汽油0. 5t進(jìn)反應(yīng)器，開(kāi)啟攪拌，啟動(dòng)循環(huán)泵進(jìn)行全 回流，開(kāi)啟一甲進(jìn)料泵以lt/h流量打入反應(yīng)釜，打開(kāi)循環(huán)泵泵后冷卻器冷卻水，保持溫度 在35°C，反應(yīng)30min后，打開(kāi)丁酮肟進(jìn)料泵使丁酮肟以3. 55t/h的流量打入反應(yīng)釜，打開(kāi) 溶劑進(jìn)料泵使溶劑以lt/h流量打入反應(yīng)釜，并同時(shí)打開(kāi)泵的采出閥門，保持泵循環(huán)流量為 30m3/h，采出流量為5. 55t/h ；萃取塔頂丁酮肟下層沉淀物進(jìn)料流量為2. 55m3/h，塔底溶 劑進(jìn)料流量控制為1.0m3/h，萃取出產(chǎn)品的溶劑由泵打回反應(yīng)器循環(huán)使用，萃取塔塔底沉 淀物和溶劑去中和器中和后，上層丁酮肟粗品去精餾回收丁酮肟，下層氯化銨溶液去結(jié)晶 器結(jié)晶干燥得純品，產(chǎn)生的溶解有丁酮肟的氯化銨母液打回中和器循環(huán)使用。反應(yīng)系統(tǒng)穩(wěn) 定后，連續(xù)運(yùn)行72小時(shí)，經(jīng)統(tǒng)計(jì)，整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中消耗一甲基三氯硅烷72. lt，消耗丁酮肟123. 2t，生產(chǎn)出甲基三丁酮肟基硅烷139. lt，氯化銨純品76. 6t。經(jīng)分析衡算反應(yīng)原料平 均轉(zhuǎn)化率達(dá)97. 7%，產(chǎn)品中甲基三丁酮肟基硅烷含量為98. 3%，渦輪萃取塔產(chǎn)品萃取率為 92.8%，丁酮肟消耗小、生產(chǎn)1噸甲基三丁酮肟基硅烷總消耗丁酮肟8^kg，反應(yīng)過(guò)程甲基 三丁酮肟基硅烷收率達(dá)96. 0%，附值產(chǎn)品氯化銨純度為96. 2%。
權(quán)利要求
1.一種甲基三丁酮肟基硅烷的制備方法，其特征在于該方法包括以下步驟a.將一甲基三氯硅烷、丁酮肟和120#溶劑按進(jìn)料質(zhì)量比為1 3.55-3.6 1分別由 進(jìn)料泵經(jīng)流量計(jì)連續(xù)的打入到釜式帶攪拌的反應(yīng)器(1)中，反應(yīng)溫度控制在30-40°C，反應(yīng) 出料由泵⑵打入循環(huán)冷卻器(3)冷卻后一部分循環(huán)到釜式反應(yīng)器(1)中，循環(huán)量控制在 20-30m3/h ；另一部分采出，采出的物料經(jīng)過(guò)兩相分離器(4)沉降分離分層后，上層為溶劑和 甲基三丁酮肟基硅烷、以及未反應(yīng)的丁酮肟和少量夾帶的丁酮肟鹽酸鹽的粗品，下層為丁 酮肟鹽酸鹽沉淀物；b.上層粗品經(jīng)泵( 打入與氨氣在中和器(6)中中和，使粗品中夾帶的丁酮肟鹽酸鹽 和氯離子轉(zhuǎn)化為氯化銨固體，再經(jīng)過(guò)濾器(7)將反應(yīng)生成的氯化銨固體過(guò)濾出來(lái)，濾后的 粗品液經(jīng)薄膜蒸發(fā)器(8)蒸餾，蒸出溶劑和未反應(yīng)的丁酮肟，薄膜蒸發(fā)器(8)釜底即可得到 高純度的甲基三丁酮肟基硅烷成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于權(quán)利要求1步驟a中的下層丁酮肟鹽酸 鹽沉淀物由泵(11)打入渦輪萃取塔(1 上部，權(quán)利要求1步驟b中經(jīng)薄膜蒸發(fā)器(8)蒸 發(fā)出的溶劑和未反應(yīng)的丁酮肟由泵(9)打入溶劑儲(chǔ)罐(10)后再進(jìn)入萃取塔(1 下部循環(huán) 使用。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述方法，其特征在于萃取塔(1 中使用的物料有丁酮肟鹽酸鹽 沉淀物、薄膜蒸發(fā)器(8)蒸發(fā)出的溶劑和未反應(yīng)的丁酮肟，其中溶劑粗品和丁酮肟鹽酸鹽 沉淀物的進(jìn)料體積流量比為1 2-3，溶劑粗品與丁酮肟鹽酸鹽沉淀物在萃取塔(1 內(nèi)進(jìn) 行液液傳質(zhì)，萃取出的帶甲基三丁酮肟基硅烷成品的溶劑由萃取塔頂部溢出，收集在溶劑 儲(chǔ)罐(19)中，由溶劑輸送泵(13)打入釜式反應(yīng)器(1)循環(huán)使用。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述方法，其特征在于萃取塔(1 中的丁酮肟鹽酸鹽沉淀物被 萃取后從萃取塔底部出來(lái)進(jìn)入中和器(14)與液氨，氯化銨結(jié)晶器(16)中打過(guò)來(lái)循環(huán)使用 的氯化銨母液一起中和反應(yīng)，中和后進(jìn)入油水分離器(1 分成上下兩層，分離出上層的 丁酮肟和少量溶劑，送往精餾單元回收丁酮肟；下層的氯化銨飽和溶液進(jìn)入氯化銨結(jié)晶器 (16)，結(jié)晶出氯化銨固體，再經(jīng)干燥器(18)干燥即可得到高純度的氯化銨固體，結(jié)晶產(chǎn)生 的氯化銨母液經(jīng)泵(17)打回到中和器中循環(huán)使用。
全文摘要
一種甲基三丁酮肟基硅烷的制備方法，包括以下步驟a.將一甲基三氯硅烷、丁酮肟和120#溶劑分別由進(jìn)料泵經(jīng)流量計(jì)連續(xù)的打入到釜式帶攪拌的反應(yīng)器中，反應(yīng)出料一部分循環(huán)到釜式反應(yīng)器中，另一部分采出，采出的物料經(jīng)過(guò)兩相分離器沉降分離分層后，上層為溶劑和甲基三丁酮肟基硅烷、以及未反應(yīng)的丁酮肟和少量夾帶的丁酮肟鹽酸鹽的粗品，下層為丁酮肟鹽酸鹽沉淀物；b.上層粗品與氨氣在中和器中中和得到氯化銨固體并過(guò)濾，濾后的粗品液經(jīng)薄膜蒸發(fā)器蒸餾，蒸出的溶劑循環(huán)到萃取塔使用，薄膜蒸發(fā)器釜底可得到高純度的甲基三丁酮肟基硅烷成品。本方法可實(shí)現(xiàn)甲基三丁酮肟基硅烷的連續(xù)生產(chǎn)，反應(yīng)轉(zhuǎn)化率高，產(chǎn)品回收率高，對(duì)環(huán)境無(wú)污染。其所得產(chǎn)品收率達(dá)到95％，其甲基三丁酮肟其硅烷的含量超過(guò)97％。
文檔編號(hào)C07F7/10GK102079753SQ20111002753
公開(kāi)日2011年6月1日 申請(qǐng)日期2011年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月26日
發(fā)明者肖俊平 申請(qǐng)人:湖北新藍(lán)天新材料股份有限公司