Способ получения триметилхлорсилана
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Текст
)5 С 07 ЗОБ РЕТ ОПИСА К АВТОРСКО ВИДЕТЕЛЬСТВ ледоваии элеронов, А.БатуП., Ен этилх нтеза ИИТЭ продукАгп. С 1,О С меньшению ов, сниже- нсмически Ю М ф ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) 1, Лобусевич Н.П., Спорыхинадовин Ю.П, Производство метиллорсиланов методом прямого сОбзорн. инф. (ГНИИХТЭОС, М.,ХИМ, 1973 - кремнийорганическиеты и их применение).2, 2 епапу Р.О., Ргве Р,Р,-.Яос., 70, М.12, р, 4222 (1948),3. Патент ФРГ М 2728196.кл, С 07 Р 7/12, 1969,4, Патент Англии Ь 851896,кл, 80 (2), 1969.5, Патент США М 4447631,кл. С 07 Р 7/12, ".984,Изобретение относится к получению кремнийорганических мономеров, а именно к улучшенному способу получения триметилхлорсилана (ТМХС), широко используемого в производстве кремнийорганических полимеров, пеногасителей, силоксановых жидкостей, модификаторов поверхностей, силилирующих агентов и т, д,В настоящее время ТМХС является одним из товарных продуктов прямого синтеза (1 метилхлорсиланов (МХС), однако содержание его в смеси МХС не превышает 3,5%, Увеличение содержания ТМХС в продуктах прямого синтеза приводит к повыше 2(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТРИМЕТИЛХЛОРСИЛАНА(57) Сущность изобретения; продукт - триметилхлорсилан (ТМХС), производительность 68,8 г/ч. Реагент 1; тетраметилсилан, Реагент 2: метилхлорсиланы. Условия реакции; в проточной системе в присутствии АСз последовательно в трех температурных зонах: при 110-200 С взоне, 130- 300 С возоне,70 в 1 С взоне при давлении от атм. до 4,0 атм. 1 табл 1 ил,нию расходных норм на сырье,выхода других целевых продунию их качества и поэтому энеоправдано. Наиболее перспективным для промышленного применения является способ диспропорционирования метилхлорсиланов с тетраметилсиланом (ТМС).Как известно, для протекания реакции диспропорционирования требуют:я жесткие условия, Без катализатора ТМС с диметилдихлорсиланом взаимодействует только при 450 С и 108 ати в автоклаве. Для достижения равновесия требуется время не менее 7 ч.Применение активных катализаторов,например хлористого алюминия, позволяетснизить температуру и давление до 250 - 5300 С и 54 ати 21,Для диспропорционирования ТМС сдругими хлорсиланами, такими как метилтрихлорсилан 3 или четыреххлористыйкремний 4, требуются не только высокие 10давления и температура, йо иприменениеболее активного"катализатора - ал юмоорганических соединений, которые не толькозагрязняютпродукты реакции, но и чрезвычайно взрйво- ипожароопасны, 15Недостатками автоклавной техники являются высокая стоимость оборудования ипериодичность проведения процесса,Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности и достигаемому эффекту является способ получениятриметилхлорсилана реакцией диспропорционирования тетраметилсилана с метилхлорсиланами в проточной системе в газовойфазе 5), При этом используют катализатор - 25безводный хлористый алюминий в присутствии промотора реакции общей формулыМепВНСз-и (где Ме - метильная группа, ап=0 - 3) при 75-120 С 5), Хлористый алюминий применяют в виде гранул диаметром 300,1 - 10 мм. Периодически катализатор необходимо регенерировать НС 1-газом. Помимоэтого в этих условиях хлористый алюминийобладает высоким давлением паров и выносится из реактора с продуктами реакции. 35Недостатками данного способа являются унос хлористого алюминия из реактора,загрязнение продуктов реакции соединениями, содержащими одну или более связей51-Н, низкая производительность процесса 40и необходимость работы с кремнийгидрида,ми, которые, диспропорционируя в указанных условиях, образуют соединения,содержащие более двух связей Я 1-Н, которые пожаро- и взрывоопасны при контакте 45с воздухом, Кроме того, необходимо периодически регенерировать катализатор сухимН С-газом,Цель изобретения - повышение произ водительности процесса, повышение чистоты продуктов реакции за счет исключения загрязнения их катализатором и соединениями, содержащими более двух связей Я 1-Н, и упрощение процесса, 55Цель достигается проведением процесса последовательно в трех температурных зонах при поддержании температуры 110- 200 С в первой зоне, 130-300 С во второй зоне и 70 - 100 С в третьей зоне. Отличительным признаком изобретения является проведение процесса последовательно в трех зонах; в первой поддерживается температура 110 - 200 С, во второй - 130-300 С, а в третьей - 70- 1000 С.Проведение диспропорционирования при небольшом избыточном давлении 0,7 - 4,0 ати позволяет увеличить производительность процесса, так как при этом уменьшается унос хлористого алюминия из первой температурной зоны и улучшаются условия десублимации его в третьей температурной зоне, В качестве метилхлорсиланов можно использовать диметилдихлорсилан (ДМДХС), метилтрихлорсилан (МТХС), диметилхлорсилан, ЯС 14, метилдихлорсилан, что расширяет сырьевую базу. Можно использовать различные марки хлористого алюминия в виде гранул различного размера.Предварительная сушка безводного хлористого алюминия инертным газом и обработка сухим хлористым водородом повышают его активность,На чертеже изображен один из вариантов схемы установки, в которой может быть осуществлен данный способ получения триметилхлорсилана. Реакционное устройство представляет собой две цилиндрические реакционные камеры левую 1 и правую 2) объемом 260 мл каждая, снабженные рубашками для циркуляции теплоносителя, Реакционные камеры соединены соединительной трубой 3 обьемом 70 мл.Температуру в соединительной трубе контролируют и поддерживают при помощи термопары 4, соединенной с управляющим прибором. В левую реакционную камерузасыпают хлористый алюминий в количестве 80 г. Первоначально в левой реакционной камере 1 поддерживают температуру первой, в соединительной трубе 3 - второй, а в правой реакционной камере 2 - третьей температурных зон.Исходную смесь подают с помощью шприцевого дозатора 5, позволяющего варьировать скорость подачи от 3 до 100 г/ч, Перед реактором смесь исходных веществ испаряют в испарителе 6, в котором поддерживают температуру первой температурной зоны при помощи автоматического терморегулирующего устройства 7,На первом этапе процесса после загрузки катализатора при открытых кранах 8 и 9 исходная смесь проходит через левую реакционную камеру 1, соединительную трубу 3 и правую реакционную камеру 2, то есть последовательно через первую, вторую и третью температурные зоны. Хлористыйалюминий возгоняется в камере 1 и вместе с потоком реакционной смеси поступает в соединительную трубу 3 и камеру 2, где десублимируется. Продукты реакции, уже не содержащие хлористого алюминия, в виде газового потока поступают на конденсацию в ловушку 10, находящуюся в сосуде Дьюара 11 с охлаждающей смесью ацетон-"сухой лед".После того, как весь хлористый алюминий из левой реакционной камеры 1 будет перенесен в правую реакционную камеру 2, температуру в левой реакционной камере 1 снижают до температуры третьей реакционной зоны, а в правой реакционной камере поднимают до первой температурной зоны, Краны 8 и 9 закрывают, а краны 12 и 13 открывают, и подача возобновляется уже в обратном направлении. Таким образом осуществляют непрерывность проведения процесса.Изобретение иллюстрируется следующими примерами.П р и м е р 1. В левую часть реактора, состоящего из двух цилиндрических реакционных камер (левой 1 и правой 2) объемом 260 мл каждая, снабженных рубашками для циркуляции теплоносителя и соединенных между собой соединительной обогреваемой трубой 3 объемом 70 мл, загружают 80 г хлористого алюминия, размер гранул 0,1-20 мм,Температуру в соединительной трубе контролируют и поддерживают припомощи термопары 4, соединенной с управляющим прибором. В левой реакционной камере 1 поддерживаюттемпературу 100 С (первая реакционная зона), в соединительной трубе 3 - 100 С (вторая реакционная зона), а в правой реакционной камере 2 (третья температурная зона) - 100 С,Исходную смесь подают с помощью шприцевого дозатора 5. Перед реактором смесь исходных веществ испаряют в испарителе 6, в котором поддерживаюттемпературу первой температурной зоны при помощи автоматического терморегулирующего устройства 7. Исходная смесь составлена из 8,8 г (0,1 моль) ТМС и 12,9 г (0,1 моль) ДМДХС, т,е. в экимолярном соотношении ДМДХС/ТМС=1:1, Реакцию проводят при атмосферном давлении,Хлористый алюминий возгоняется в камере 1 и вместе с потоком реакционной смеси поступает в соединительную трубу 3 и камеру 2, где десублимируется, Продукты реакции, уже не содержащие хлористого алюминия, в,виде газового потока поступают на конденсацию в ловушку 10, находящу 10 юся в сосуде Дьюара 11 с охлаждающейсмесью ацетон - "сухой лед"Скорость подачи смеси 3 г/ч, За 7 ч 10мин синтеза собрано 21,7 г смеси, которая5 проанализирована с помощью газожидкостной хроматографии. В продуктах реакциисодержится, мас, %;Диметилдихлорсилан 56,2Триметилхлорсилан 6,4Тетраметилсилан . 37,4Производительностьпо ТМХС 0,19 г/ч.В продуктах реакции отсутствует хлористый алюминий,15 П р и м е р ы 1-11, Приведены в таблице.В продуктах реакции, полученных в примерах 1-11, отсутствует хлористый алюминий.П р и м е р 12. В условиях примера 3предварительно хлористый алюминий обра 20 батывают инертным газом (Аг) при 120 С. Впервой температурной зоне поддерживаюттемпературу 140 С, во второй - 150 С, втретьей - 100 С. За 1 ч пропущено 20 гэквиглолярной смеси ТМС/ДМДХС=1:1, Со 25 брано 20 г продуктов, содержащих 25,0%ДМДХС, 61,7% ТМХС и 13,3% ТМС;П р и м е р 13, В условиях примера 3предварительно хлористый алюминий обрабатывают азотом при 70 С. Через реакцион 30 ное устройство за 1 ч пропущено 20 гэквимолярной смеси ТМС/ДМДХС-.-.1:1, Собрано 20 г продуктов, содержащих 25,4%ДУДХС, 60,9% ТМХС, 13,7% ТМС,П р и м е р 14. Предварительно хлори 35 стый алюминий сушат в токе сухого НС 3-газав течение 1 ч при комнатной температуре. Вусловиях примера 3 через реакционное устройство за 1 ч пропущено 20 г эквимолярнойсмеси ТМС/ДМДХС=1:1, Собрано 20 г про 40 дуктов, содержащих 22,3% ДМДХС, 9,8%ТМС и 68,2% ТМХС.П р и м е р 15, Предварительно хлористый алюминий не обрабатывают. В первойтемпературной зоне поддерживают темпе 45 ратуру 110 С, во второй - 130 С, в третьей -70 С, Через реакционное устройство за 1 чпропущено 3 г эквимолярной смесиТМС/ДМДХС=1;1, Собрано 3 г продуктовсостава, %: 35,5 ДМДХС, 21,4 ТМС, 43,150 ТМХС,П р и м е р 16. В условиях примера15 через реакционное устройство за 1 чпропущено 80 г эквимолярной смесиТМС/ДМДХС=1:1, Собрано 80 г продуктов.55 содержащих 48,9% ДМДХС, 20,1% ТМХС и31% ТМС.П р и м е р 17. В условиях примера 1 вреактор загружают 30 г хлористого алюминия, В первой реакционной зоне поддерживают температуру 140 С, во второй - 150 С,1766924 50 в третьей - 100 С, Через реакционное устройство за 1 ч пропущено 20 г эквимолярной смеси ДМДХС/ТМС=1:1. Собрано 20 г продуктов состава, %25,5 ДМДХС, 60,6 ТМХС, 13,9 ТМС. 5П р и м е р 18, В условиях примера 1 в реактор загружают 100 г хлористого алюминия. В первой реакционной зоне поддерживаюттемпературу 140 С, во второй - 150 С, в третьей - 100 С, Через реакционное уст ройство за 1 ч пропущено 20 г эквимолярной смеси ДМДХС/ТМС=1:1. Собрано 20 г продуктов состава, %: 25,5 ДМДХС, 60,6 ТМХС, 13,9 ТМС.П р и м е р 19. В условиях примера 1 в 15 реактор загружают 70 г хлористого алюминия, В первой реакционной зоне поддерживают температуру 140 С, во второй - 150 С, в третьей - 100 С. Через реакционное устройство за 1 ч пропущено 20 г эквимолярной 20 смеси ДМДХС/ТМС=1:1. Собрано 20 г продуктов состава, %: 25 5 ДМДХС, 60 6 ТМХС, 13,9 ТМС.П р и м е р 20, В условиях примера 1 в реактор загружают 60 г хлористого алюми ния с размером гранул 5-10 мм. В первой реакционной зоне поддерживают температуру 140 С, во второй - 150 С, в третьей - 100 С, Через реакционное устройство за 1 ч пропущено 20 г эквимолярной смеси 30 ДМДХС/ТМС=1:1, Собрано 20 г продуктов состава, %: 25,5 ДМДХС, 60,6 ТМХС, 13,9 ТМС.П р и м е р 21. В условиях примера 1 в реактор загружают 60 г хлористого алюми ния с размером гранул 0,1-1 мм, В первой : реакционной зоне поддерживают температуру 140 С, во второй - 150 С, в третьей - 100 С, Через реакционное устройство за 1 ч пропущено 20 г эквимолярной смеси 40 ДМДХС/ТМС=1:1. Собрано 20 г продуктов состава, %: 25,5 ДМДХС, 60,6 ТМХС, 13,9 ТМС.П р и м е р 22. В условиях примера 1 в реактор загружают 60 г хлористого алюми ния с размером гранул 10 - 25 мм. В первой реакционной зоне поддерживают температуру 140 С, во второй - 150 С, в третьей - 100 С. Через реакционное устройство за 1 ч пропущено 20 г эквимолярной смеси ДМДХС/ТМС=1:1, Собрано 20 г продуктов состава, %: 25,5 ДМДХС, 60,6 ТМХС, 13,9 ТМС,П р и м е р 23, В условиях примера 1 в реактор загружают 60 г хлористого алюминия с размером гранул 5 - 10 мм, В первой реакционной зоне поддерживают температуру 140 С, во второй - 150 С, в третьей - 100 С, Через реакционное устройство пропускают эквимолярную смесь ДМДХС/ТМС= = 1:1 со скоростью подачи 20 г/ч. Продукты реакции отбирают каждый час. За первый час собрано 20 г продуктов состава, %: 25,5 ДМДХС, 60,6 ТМХС, 13;9 ТМС. За второй час собрано 20 г продуктов состава, %; 25,5 ДМДХС, 60,6 ТМХС, 13,9 ТМС, За третий час собрано 20 г продуктов состава, %; 25,5 ДМДХС, 60,6 ТМХС, 13,9 ТМС. За четвертый час собрано 20 г продуктов состава, %: 25,5 ДМДХС, 60,6 ТМХС, 13,9 ТМС, Через 25 ч работы реакционного устройства исходную смесь начали подавать в обратном направлении при первоначальных условиях. За двадцать шестой час собрано 20 г продуктов состава, %: 25,5 ДМДХС, 60,6 ТМХС, 13,9 ТМ С.Формула изобретения Способ получения триметилхлорсилана реакцией диспропорционирования тетраметилсилана с метилхлорсиланами в проточной системе в газовой фазе в присутствии в качестве катализатора безводного хлористого алюминия при повышенной температуре и давлении от атмосферного до 4,0 ати, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения процесса, увеличения его производительности и повышения частоты целевого продукта, процесс ведут последовательно в трех температурных зонах при поддержании температуры 110 - 200 С в первой зоне, 130 - 300 С во втооой зоне и 70-100 С в третьей зоне,%О аЭал Псол ойаП 11:В. 1вв о со а м СЧ СЧ Ч1766924 50 оставитель О,Минаеехред М.Моргентал Корректор М.Петрова едакт Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 3520 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5
СмотретьЗаявка
4808983, 30.01.1990
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ХИМИИ И ТЕХНОЛОГИИ ЭЛЕМЕНТООРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
ВЕРЕНИНОВ ГЛЕБ МИХАЙЛОВИЧ, МИРОНОВ ВЛАДИМИР ФЛОРОВИЧ, ФЕЛЬДШТЕЙН НАТАЛЬЯ СЕРГЕЕВНА, ГРИГОРЬЕВ АЛЕКСЕЙ АНАТОЛЬЕВИЧ, БАТУРОВА СВЕТЛАНА АШОТОВНА, ЕНДОВИН ЮРИЙ ПЕТРОВИЧ
МПК / Метки
МПК: C07F 7/12
Метки: триметилхлорсилана
Опубликовано: 07.10.1992
Код ссылки
<a href="https://patents.su/6-1766924-sposob-polucheniya-trimetilkhlorsilana.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ получения триметилхлорсилана</a>
Предыдущий патент: Способ получения триметилсилилпропаргилового спирта
Следующий патент: Способ получения водородсодержащих хлори органохлорсиланов
Случайный патент: Акустическое устройство