Способ получения смеси этилзамещенных силанов

26653 дз) А 1 9) ЯУ (1 51)ю) С 07 Г 7 1 СОИ)З СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИКГОСУДАРСТВЕННОЕ ПЛТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)и) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯк авторскому свидетельству 17ический завод им.акадКААндопевский МВ; Уфимцев НГ.; урыпов КА, Симаненко ЭА; ПутинП.втепьство СССР Н 726825, кл УЧЕНИЯ СМЕСИ ЭТИЛЗААНОВтносится к химии кремнийорга -й, в частности к получени)о смесиланов - сырья дпя получения(54) СПОСОб ПОЛМЕЩЕННЫХ СИЛ(57) Изобретение онических соединениси этилзамещвнныхттшение произаодитбьности процесса и Оаекение расхода тетраэтоксююсюавв Реааююео ме ния с тетраэтоксиаеаец зюрююстьаю этюеююю и 90 ведут аУ цеде тоауопа с яротюеотюРеюй лодачеи мапае Последний берутаще зерен с остроуготыеми грееав с насыъюй етоттесвю 0,45-0,65 г/сююэ при соотношееаю фрюаций ююеиее 0,5 мц (05 - 1,0 мюю), более 1 Я аю ю (0,1 - ЩВ (62 - 9,0), (01 - 09). Эти услоаююя лозаааеот уеюееаають котмчестао тетраэтоксиоете а сююесют с тетрааюридоюю щемя с 55 до 45 мас% и соотаетстаеею повысить производительность процессеИзобретение относится к химии кремнийорганических соединений, а именно к усовершенствованному способу получения смеси этилзамещенных силанов - продуктов для получения полиэтилсилоксановых жидкостей, широко применяемых в качестве теплоносителей, рабочих жидкостей для гидросистем, демпфирующих жидкостей в приборах и др.Цель изобретения - повышение производительности процесса и снижение расхода тетраэтоксисилана,П р и м е р 1, В аппарат колонного типа с сепаратором емкостью 1,0 л, разделенный по высоте рубашками на четыре реакционные зоны (нумерация зон снизу вверх), снабженный мешалкой и приборами контроля температуры, расхода смеси, скорости вращения мешалки, загружают 250 г магния в виде отдельных зерен с остроугольными гранями, соотношением основных фракций менее 0,5 мм 0,5-1,0 мм, более 1,0 мм, равным 0,1;9,0;0,9 и насыпной плотностью 0.45 г/см и непрерывно подают 1000 мл/ч смелси, состоящей из 210 л (3,00 моля) хлористо. го этила, 160 лм (0714 моля) тетраэтоксисилана, 82 мл (0,714 моля) четыреххлористого кремния и 548 мл толуола, в нижнюю часть первой зоны и магния сверху реактора со скоростью 73 г/ч. Температуру синтеза 60-100 С поддерживают охлаждением первой зоны реактора. Скорость вращения мешалки поддерживают в пределах 120 - 140 об/мин. Продукт синтеза, представляющий собой суспенэию солей магния с этилзамещенными силанами и толуолом, принимают в сборник и анализируют на состав образующихся этилэамещенных силанов унос магния, содержание этилмагнийхлорида и вязкость. Определяют также состав абгаэов.Состав образующихся этилзамещенных силанов (относительное количество тетраэтоксисилана в смеси с четыреххлористым кремнием 50 мол.), мас.:Этилтрихлорсилан 4,3Диэтилдихлорсилан 29,3Триэтилхлорсилан 1,2Триэтилэтоксисилан 18,5Диэтилдиэтоксисилан 45,8Гексаэтилдисилоксан 0,9.Рассчитанная по составу этилсиланов конверсия магния и хлористого этила составляет 98,5. Унос магния с продуктом синтеза 0,2 - 0,9. Содержание этилмагнийхлорида в продукте 0,1 - 0,2. Вязкость продукта синтеза 12,1 сст. Состав абгазов, мас, : этилен 9, этан 71, бутан 6, толуол 14.Приведенные аналитические данные указывают на практически полную конверсию магния (98,57 ь) при его незначительномуносе, несмотря на малый размер частиц,что объясняется низкой вязкостью продуктасинтеза(всего лишь 12,1 сст), и практически5 полную конверсию (98.5), отсутствию егов абгазах и в жидкой фазе продукта синтеза.П р и м е р 2, Синтез осуществляют какв примере 1. Используют магний в виде остальных зерен с остроугольными гранями,10 соотношением основных фракций менее 0,5мм: 0,5-1,0 мм: более 1,0 мм, равном0,9:9 0:0,1 и насыпной плотностью 0,65г/см: используют реакционную смесь из210 мл (3,000 моля) хлористого этила, 14315 мл (0,643 моля) тетраэтоксисилана, 90 мл(0,785 моля) четыреххлористого кремния и557 мл толуола,Состав образующихся этилзамещенныхсиланов (относительное количество тетраэ 20 токсисилана в смеси с четыреххлористымкремнием 45 мол. ), мас, :Этилтрихлорсилан 5,9Диэтилдихлорсилан 36,7Триэтилхлорсилан 1,225 Триэтилэтоксисилан 18,5Диэтилдиэтоксисилан 36,1Этилтриэтоксисилан 1,6.Вязкость продукта синтеза 12,02 сст.Унос магния с продуктом синтеза 0,37 ь.30 Рассчитанная по составу этилсилановконверсия магния и хлористого этила99.9,Таким образом, данные примера 2 показывают, что возможно относительное35 уменьшение количества тетраэтоксисиланав его смеси с четыреххлористым кремниемдо 45 мол. ,П р и м е р 3. Синтез осуществляют какв примере 1. Используют магний в виде от 40 дельных зерен с остроугольными гранями,соотношением основных фракций менее 0,5мм: 0,5-1,0 мм: более 1,0 мм, равном0,9;8,2:0,9 и насыпной плотностью 0,55г/см, используют реакционную смесь изз45 210 мл (3,000 моля) хлористого этила, 127 мл(0,572 моля) тетраэтоксисилана, 98 мл (0,857моля) четыреххлористого кремния и 565 млтолуола.Состав образующихся этилзамещенных50 силанов (относительное количество тетраэтоксисилана в его смеси с четыреххлористым кремнием 40 мол.), мас, 6через через через1 ч 2 ч Зч55после начала синтезаХлористый этил 3,1 5,0 10,8Этилтрихлорсилан 6,8 14,0 14,7Диэтилдихлорсилан 45,1 35,4 30,0Триэтилхлорсилан 1,6 1,3 1,2Триэтилэтоксисилан 17,9 15,3 14,21626653 Диэтилдиэтоксисилан 25,5 29,0 25,8 Этилтриэтоксисилан отс отс 2,5 Рассчитанная по составу этилсиланов конверсия магния и хлористого этила составляет через 1, 2, 3 ч после начала синтеза соответственно 98,6: 94,0; 92,6 ф, Синтез идет неустойчиво, конверсия хлористого этила неполная и имеет тенденцию к снижению (от 98,6 к 92,6,), Поэтому относительное количество тетразтоксисилана в его смеси с четыреххлористым кремнием, равное 40 мол., является предельно малым, Дальнейшее уменьшение количества тетраэтоксисилана не сможет обеспечить стабильного прохождения синтеза,П р и м е р 4, Синтез осуществляют как в примере 1. Скорость подачи смеси 300 мл/ч; скорость догрузки магния 22 г/ч; магний используют в виде сферических гранул размерами 0,4-0,6 мм. В реактор, загруженный 400 г магния, подают для начала процесса 20 мл смеси (состав, как в примере 1), затем содержимое реактора нагревают до 70 С и перемешивают до начала процесса, которое характеризуется самопроизвольным повышением температуры до 90 С. Затем в реактор начинают подавать смесь со скоростью 300 мл/ч и догружать магний со скоростью 22 г/ч и проводят синтез при охлаждении первой эоны. Через 0,5 ч происходит дезактивация процесса в нижней части реактора. смещение его в вышележащие реакционные зоны и прекращение тепловыделения в реакционных зонах, что характеризует прекращение процесса. Из этого примера следует, что использование гранулированного магния с большей удельной поверхностью синтез при относительном содержании тетраэтоксисилана в смеси с 50 мол,ф четыреххлористого кремния осуществить не удается,П р и м е р 5. Синтез осуществляют как в примере 4. Используют сферический гранулированный магний размером 1,0 - 1,б мм,Состав образующихся этилзамещенных силанов, мас.,6: Формула изобретения СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СМЕСИ ЭТИЛЗАМЕЩЕННЫХ СИЛАНОВ взаимодействием металлического магния с хлористым этилом, тетраэтоксисиланом и четыреххлористым кремнием в среде толуола при противоточной подаче магния, отличающийся Диэтилдихлорсилан 3,9Триэтилэтоксисилан 15,5Диэтилдиэтоксисилан 71,5Этилтриэтоксисилан 9,15 Рассчитанная по составу этилсилановконверсия магния и хлористого этила94,7, Унос магния с продуктом синтеза0,2;6 (2 г/ч, 2,7 от количества загружаемого магния), Содержание этилмагнийхлорида10 в продукте синтеза 0,6. Вязкость продуктасинтеза 86,2 сст,Из сравнения данных примеров 4 и 5видно, что использование магния в виде зерен с остроугольными гранями вместо сфе 15 рического магния позволяет получитьсущественные преимущества: увеличитьконверсию магния и хлористого этила с 94,7до 98,1, уменьшить унос магния с 2,7 до0,43, снизить содержание этилмагнийхло 20 рида в продукте синтеза с 0,6 до 0,2 исущественно уменьшить вязкость продуктасинтеза - с 88,3 до 7,0 сст (более чем в 10раз),П р и м е р б, Синтез осуществляют как25 в примере 1, Отличие: используют сферический магний размером 1,0-1,6 мм. Через 0,5ч после начала синтеза происходит дезактивация процесса в первой (нижней) зоне реактора, теплосъем с нее уменьшается со 18030 (по примеру 1) до 90 - 100 ккал/ч, т.е. (повыделению тепла) скорость процесса уменьшается вдвое. Через час синтез в первойзоне прекращается.Таким образом, испольэовачие грану 35 лированного сферического магния с гранулами 1,0 - 1,6 мм не позволяет уменьшитьотносительное количество тетраэтоксисилана в его смеси с четыреххлористым кремнием менее 50 мол40 Из приведенных примеров видно, чтоиспользование магния указанной формы игранулометрического состава позволяетснизить относительную долю тетразтоксисилана в смеси с 55 до 40, т.е, достигается45 существенная экономия тетраэтоксисилана, причем повышается производительность процесса. тем, что, с целью повышения производи 50 тельности процесса и снижения расходатетраэтоксисилана, магний используют в виде зерен с остроугольными гранями с насыпной плотностью 0,45-0,65 г/см при массовом соотношении фракций менее 0,5 55 мм, 0,5-1,0 мм, более 1,0 мм, равном О,10,9:8,2-9,0:0,1-0,9 соответственно.