專利名稱：用硅烷偶聯(lián)劑下腳料生產(chǎn)正硅酸乙酯的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無環(huán)化合物的生產(chǎn)方法，尤其是指利用KH—550硅烷偶聯(lián)劑生產(chǎn)中加成前餾份生產(chǎn)正硅酸乙酯的方法。
目前，以工業(yè)硅、氯氣和乙醇為原料批量生產(chǎn)正硅酸乙酯，其生產(chǎn)工藝為制取四氯化硅、混合反應(yīng)、除去雜質(zhì)和過濾脫色四步。制取四氯化硅是在600℃時(shí)工業(yè)硅與氯反應(yīng)生成四氯化硅。混合反應(yīng)是四氯化硅和乙醇接一定比例反應(yīng)生成正硅酸乙酯和氯化氫。除去雜質(zhì)是用萃取的方法除去反應(yīng)物中的氧化氯。過濾脫色采用過濾罐脫色劑過濾脫色，使產(chǎn)品達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。KH—550硅烷偶聯(lián)劑的生產(chǎn)已有很多年的歷史，但其生產(chǎn)工藝中加成前餾份是以四氯化硅為主體，參有氯丙烯、氯硅烷類雜質(zhì)，提純四氯化硅較困難，一直沒被利用，作為廢棄物傾倒，不但造成環(huán)境污染，還浪費(fèi)原材料。
本發(fā)明的目的是提供一種能降低污染，以硅烷偶聯(lián)劑加成前餾份為原料再生產(chǎn)，創(chuàng)造較高經(jīng)濟(jì)效益的生產(chǎn)正硅酸乙酯的方法。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，其工藝分別為混合反應(yīng)、除去雜質(zhì)和過濾脫色三步。
混合反應(yīng)，采用KH—550硅烷偶聯(lián)劑生產(chǎn)中加成前餾份為原料直接進(jìn)行生產(chǎn)，在混合反應(yīng)器和反應(yīng)釜中，以配料重量比為加成前餾份比乙醇等于1∶0.7～1.0投料，加成前餾份中的四氯化硅與乙醇發(fā)生反應(yīng)，生成正硅酸乙酯和氯化氯，反應(yīng)式如下
除去雜質(zhì)是除去加成前餾份中的氯丙烯類低沸點(diǎn)雜質(zhì)及反應(yīng)生成的氯化氫。采用乙醇攜帶加熱脫出的方法，即加乙醇，減壓升溫的方法，因氯丙烯類雜質(zhì)沸點(diǎn)低，隨氯化氫脫出，氯化氯用水吸收生成鹽酸后，其它雜質(zhì)隨尾氣放空。
加成前餾份中有的氯硅烷類雜質(zhì)在反應(yīng)中生成相應(yīng)的乙氧基硅烷，存在于產(chǎn)品中，能提高產(chǎn)品性能。
過濾脫色與現(xiàn)有技術(shù)相同。
用該方法生產(chǎn)產(chǎn)品能達(dá)到的指標(biāo)為相對(duì)密度0.95～1.00
SiO2含量32～34％酸度≤0.04％粘度≤1.6低餾份≤2％本發(fā)明也可采用先將加成前餾份經(jīng)過蒸餾或精餾節(jié)取一定的餾份作為混合反應(yīng)的原料生產(chǎn)正硅酸乙酯。蒸餾是將加成前餾份加入蒸餾釜內(nèi)升溫，在精餾塔內(nèi)蒸餾，當(dāng)釜內(nèi)溫度達(dá)到59～61℃，塔頂溫度達(dá)到56℃時(shí)，停止蒸餾，除去了前餾份內(nèi)低沸點(diǎn)雜質(zhì)，氯硅浣類雜質(zhì)保留于產(chǎn)品中，導(dǎo)出蒸餾釜內(nèi)的產(chǎn)品作為混合反應(yīng)的原料。精餾是將加成前餾份加入蒸餾釜中升溫，在20～40塊理論塔板數(shù)的精餾塔進(jìn)行精制，收集塔頂溫度56±1℃的餾份為混合反應(yīng)的原料。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，工藝簡單，利于實(shí)施。加成前餾份是一種嚴(yán)重污染環(huán)境的強(qiáng)酸性物質(zhì)，作為廢棄物傾倒不但污染環(huán)境而且造成浪費(fèi)。該方法使廢物利用，生產(chǎn)出的正硅酸乙酯是一種價(jià)格很高的化工產(chǎn)品，付產(chǎn)品鹽酸也是市場上需求量很大的暢銷產(chǎn)品。克服了以往工藝中原料精制加成前餾份除去各種雜質(zhì)的困難，保留極少雜質(zhì)，提高了產(chǎn)品的性能?？芍^治理污染，增收創(chuàng)利一舉兩得。
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
圖為本發(fā)明工藝流程

圖1—加成前餾份罐2—乙醇罐3—回收乙醇罐4—轉(zhuǎn)子流量計(jì)5—混合反應(yīng)器6—反應(yīng)釜7—溫度計(jì)8—真空表9—玻璃管10—搪瓷冷卻器11—汽液分離器12—氯化氯排出管13—正硅酸乙酯罐14—過濾罐15—包裝桶混合反應(yīng)是在加成前餾份罐(1)中加入100公斤加成前餾份，使回收乙醇罐(3)和乙醇罐(2)的總乙醇量為80公斤，投料完畢后，同時(shí)打開三個(gè)罐，計(jì)速加入混合反應(yīng)器(5)，通過溢流口進(jìn)入反應(yīng)釜(6)中，速度控制在約1.5小時(shí)滴完，溫度控制在80℃以下反應(yīng)，生成正硅酸乙酯和氧化氫。
除去雜質(zhì)是除去氯丙烯類低沸點(diǎn)雜質(zhì)及反應(yīng)中生成的氯化氯，采用乙醇攜帶加熱脫出的方法，加成前餾份和乙醇金部進(jìn)入反應(yīng)釜(6)后，關(guān)閉進(jìn)料閥，開真空泵，從氯化氫排出管的閥門控制真空度，當(dāng)反應(yīng)釜內(nèi)真空度達(dá)到-0.08MPa以下時(shí)，反應(yīng)釜夾層中通入蒸汽，并控制反應(yīng)釜內(nèi)溫度上升到80℃時(shí)，關(guān)閉蒸汽閥及真空泵，使反應(yīng)恢復(fù)常壓。由進(jìn)料管通過混合反應(yīng)器向反應(yīng)釜中加入20公斤乙醇后，關(guān)閉進(jìn)料閥，重新減壓升溫，當(dāng)真空度達(dá)到-0.08MPa以下，溫度升至80℃時(shí)，關(guān)閉蒸汽閥及真空泵，使反應(yīng)恢復(fù)常壓。再由進(jìn)料管通過混合反應(yīng)器向反應(yīng)釜中加入20公斤乙醇，關(guān)閉進(jìn)料閥，重新減壓升溫，當(dāng)真空度再次達(dá)到-0.08MPa，溫度80℃時(shí)，并閉蒸汽閥及真空泵反應(yīng)恢復(fù)常壓。能除去加成前餾份中的氮丙烯類低沸點(diǎn)雜質(zhì)，同時(shí)使氯化氯含量降低到0.05％以下。氯化氯用水吸收為鹽酸。加成前餾份中含有的氯硅烷類雜質(zhì)在反應(yīng)中生成相應(yīng)的乙氯基硅烷存在于產(chǎn)品中。
過濾脫色是從反應(yīng)釜中生產(chǎn)出來的正硅酸乙酸，經(jīng)過濾罐(14)過濾脫色，脫色劑采用活性炭。脫色后的正硅酸乙酯產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)如下相對(duì)密度0.97SiO2含量33.2％酸度≤0.03％粘度≤1.6低餾份≤1.5％除雜過程隨著原料的重量不同，這種加乙醇，減壓升溫過程可重復(fù)操作，直至產(chǎn)品中氯化氫低于0.05％為止。每次加乙醇量為加成前餾份投料重量的1/5。操作溫度在80℃以下最佳，否則付反應(yīng)會(huì)增加。
權(quán)利要求
1.用硅烷偶聯(lián)劑下腳料生產(chǎn)正硅酸乙酯的方法，其工藝為混合反應(yīng)，除去雜質(zhì)和過濾脫色三步，其特征在于，采用KH—550硅烷偶聯(lián)劑生產(chǎn)中加成前餾份為原料直接進(jìn)行生產(chǎn)，也可采用先將加成前餾份經(jīng)過蒸餾或精餾節(jié)取一定的餾份作為混合反應(yīng)原料進(jìn)行生產(chǎn)，混合反應(yīng)是以配料重量比為加成前餾份比乙醇等于1∶0.7～1.0投料，加成前餾份中的四氧化硅與乙醇發(fā)生反應(yīng)，生成正硅酸乙酯和氯化氫，除去雜質(zhì)是除去加成前餾份中的氯丙烯類低沸點(diǎn)雜質(zhì)及反應(yīng)中生成的氯化氫。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)正硅酸乙酯的方法，其特征在于，除去雜質(zhì)用乙醇攜帶加熱脫出的方法，即加乙醇，減壓升溫除去雜質(zhì)，該過程可重復(fù)操作，直至產(chǎn)品中氯化氫含量低于0.05％為止，每次加乙醇量為加成前餾份投料重量的1/5，操作溫度在80℃以下為好。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)正硅酸乙酯的方法，其特征在于，加成前餾份中含有的氧硅烷類雜質(zhì)在反應(yīng)中生成相應(yīng)的乙氧基硅烷，存在于產(chǎn)品中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)正硅酸乙酯的方法，其特征在于氯化氫用水吸收生成鹽酸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)正硅酸乙酯的方法，其特征在于，原料蒸餾是將加成前餾份加入蒸餾釜內(nèi)升溫，當(dāng)釜內(nèi)溫度達(dá)到59～61℃，塔頂溫度達(dá)到56℃時(shí)，停止蒸餾，除去前餾份內(nèi)低沸點(diǎn)雜質(zhì)，氯硅烷類雜質(zhì)保留于產(chǎn)品中，導(dǎo)出蒸餾釜內(nèi)的產(chǎn)品作為混合反應(yīng)的原料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)正硅酸乙酯的方法，其特征在于，原料精餾是將加成前餾份加入蒸餾釜中升溫，收集塔頂溫度56±1℃餾份為混合反應(yīng)的原料。
全文摘要
用硅烷偶聯(lián)劑下腳料生產(chǎn)正硅酸乙酯的方法是利用KH-550硅烷偶聯(lián)劑生產(chǎn)中加成前餾分為原料直接進(jìn)行生產(chǎn)，也可進(jìn)行原料精制，工藝為混合反應(yīng)、除去雜質(zhì)和過濾脫色三步。混合反應(yīng)是加成前餾分中的四氯化硅和乙醇發(fā)生反應(yīng)，生成正硅酸乙酯和氯化氫。除去雜質(zhì)用乙醇攜帶加熱脫出的方法，除去氯丙烯類雜質(zhì)及反應(yīng)中生成的氯化氫，最后過濾脫色，達(dá)到產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，工藝簡單，治理污染，增收創(chuàng)利，是生產(chǎn)正硅酸乙酯的方法。
文檔編號(hào)C07F7/04GK1127754SQ95112029
公開日1996年7月31日 申請(qǐng)日期1995年9月26日 優(yōu)先權(quán)日1995年9月26日
發(fā)明者劉沛林, 陳永烈 申請(qǐng)人:劉沛林, 陳永烈