75-77-4 / 三甲基氯硅烷生產(chǎn)六甲基二硅氮烷的方法

背景及概述^[1]

三甲基氯硅烷(trimethyl chlorosilane)為無色透明液體，有刺激臭味，在空氣中暴露，易和潮氣反應(yīng)產(chǎn)生氯化氫，溶于苯、乙醚和全氯乙烯，是在有機(jī)分子中引入三甲基硅基的優(yōu)良試劑。因連接和脫去三甲基硅基的反應(yīng)，三甲基硅基可以說作為羥基、羧基、氨基等官能團(tuán)的保護(hù)集團(tuán)。三甲基氯硅烷具有產(chǎn)率高、條件溫和以及適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于香料和有機(jī)藥物的合成中，其需求量越來越大。

生產(chǎn)六甲基二硅氮烷^[1-2]

報(bào)道一、

在反應(yīng)釜1中加入200kg三甲基氯硅烷，攪拌，攪拌時(shí)間為15min，攪拌結(jié)束后往反應(yīng)釜1外側(cè)的夾套中加入冰鹽水進(jìn)行降溫冷卻處理，直至反應(yīng)釜1內(nèi)的溫度降至60℃，開啟漿料出料泵3，使得三甲基氯硅烷經(jīng)過第一過濾器4流入到母液緩沖罐5，再回到反應(yīng)釜1內(nèi)。同時(shí)往反應(yīng)釜1中通入氨氣，氨氣的通入速率為0.5L/min，氨氣與三甲基氯硅烷的摩爾質(zhì)量比為3.0：2，反應(yīng)溫度為 40℃，反應(yīng)時(shí)間為0.5h，使得反應(yīng)釜1中的三甲基氯硅烷與氨氣反應(yīng)生成液體六甲基二硅氮烷和固體氯化銨的混合漿料，混合漿料經(jīng)過第一過濾器4流入到母液緩沖罐5，使得固體氯化銨沉積在第一過濾器4的過濾網(wǎng)7上。

當(dāng)漿料出料泵3出口壓力達(dá)到0.4Mpa時(shí)，切換到第二過濾器9，氯化銨加熱釜10中儲存有80℃的熱水，熱水打入到裝滿固體氯化銨的第一過濾器4中，再經(jīng)過第一過濾器4回到氯化銨加熱釜10內(nèi)，循環(huán)反復(fù)進(jìn)行，直到第一過濾器 4中的固體氯化銨被完全溶解時(shí)，停止沖洗，再往第一過濾器4中通入氮?dú)膺M(jìn)行吹掃，氮?dú)獾耐ㄈ霑r(shí)間確保在5min，同理，當(dāng)漿料出料泵3出口壓力再次達(dá)到 0.4MPa時(shí)，切換到第一過濾器4，如此循環(huán)反復(fù)。循環(huán)往復(fù)3次沖洗后，氯化銨加熱釜10中熱水溶液達(dá)到飽和，此時(shí)開啟氯化銨給料泵，切換閥門，將氯化銨熱飽和溶液打入到離心機(jī)13中，分離后的濾液流回到氯化銨加熱釜10中，分離出的氯化銨濾餅作為副產(chǎn)品回收再利用。

取樣分析母液緩沖槽中的三甲基氯硅烷含量，當(dāng)三甲基氯硅烷含量≤0.5％時(shí)，通過切換粗產(chǎn)品灌裝閥14和母液回流閥8，將母液作為粗產(chǎn)品灌裝，再經(jīng)過后續(xù)精餾提純得到六甲基二硅氮烷產(chǎn)品。并且不間斷地向反應(yīng)釜1中補(bǔ)充原料三甲基氯硅烷，保持反應(yīng)釜1內(nèi)液位不變，同時(shí)不停通入氨氣，控制反應(yīng)釜1 壓力為15kpa，并且定期對氯化銨加熱釜10上層的漂浮物進(jìn)行回收。

本實(shí)施例運(yùn)行后，得到含量≥99％的六甲基二硅氮烷產(chǎn)品179.98kg，成品的收率到達(dá)87.99％。

報(bào)道二、

一種六甲基二硅氮烷的生產(chǎn)工藝，其特征在于，包括如下步驟：

(1)預(yù)先準(zhǔn)備若干個(gè)用于儲存氨氣的第一儲罐以及若干個(gè)用于儲存三甲基氯硅烷的第二儲罐；

(2)將各第一儲罐內(nèi)的氨氣以及各第二儲罐內(nèi)的三甲基氯硅烷加入至反應(yīng)容器中，通過控制反應(yīng)溫度，使得反應(yīng)容器中的三甲基氯硅烷與氨氣反應(yīng)生成液體六甲基二硅氮烷和固體氯化銨的混合漿料，混合漿料經(jīng)過漿料出料泵的作用，進(jìn)入到過濾器中，再流入到母液緩沖罐，并通過母液回料泵回到反應(yīng)容器中，整個(gè)過程循環(huán)進(jìn)行，使得固體氯化銨沉積在過濾器的過濾網(wǎng)上，反應(yīng)溫度為40～55℃，反應(yīng)時(shí)間為0.5～1.2h；

(3)當(dāng)漿料出料泵出口壓力達(dá)到0.4Mpa時(shí)，切換到備用過濾器，此時(shí)氯化銨加熱釜中儲存了80℃的熱水，熱水通過氯化銨給料泵，打入到裝滿固體氯化銨的過濾器中，再經(jīng)過過濾器回到氯化銨加熱釜內(nèi)，循環(huán)反復(fù)進(jìn)行，直到過濾器中的固體氯化銨被完全溶解時(shí)，關(guān)閉氯化銨給料泵，停止熱水對過濾器的沖洗，再往過濾器中通入氮?dú)膺M(jìn)行吹掃，氮?dú)獾耐ㄈ霑r(shí)間確保在5～10min；

(4)同理，當(dāng)漿料出料泵出口壓力再次達(dá)到0.4MPa時(shí)，切換到過濾器，氯化銨加熱釜中的熱水通過氯化銨給料泵，打入到裝滿固體氯化銨的備用過濾器中，再經(jīng)過備用過濾器回到氯化銨加熱釜內(nèi)，循環(huán)反復(fù)進(jìn)行，直到備用過濾器中的固體氯化銨被完全溶解時(shí)，關(guān)閉氯化銨給料泵，停止熱水對備用過濾器的沖洗，再往備用過濾器中通入氮?dú)膺M(jìn)行吹掃，氮?dú)獾耐ㄈ霑r(shí)間確保在5～10min，如此循環(huán)反復(fù)；

(5)循環(huán)往復(fù)3次沖洗后，氯化銨加熱釜中熱水溶液達(dá)到飽和，此時(shí)開啟氯化銨給料泵，切換閥門，將氯化銨熱飽和溶液經(jīng)過氯化銨冷卻器打入到離心機(jī)中，分離后的濾液流回到氯化銨加熱釜中，分離出的氯化銨濾餅作為副產(chǎn)品，干燥入庫，循環(huán)反復(fù)，使氯化銨加熱釜中熱飽和的氯化銨水溶液轉(zhuǎn)變?yōu)橄♂尯蟮娜芤?，以便繼續(xù)沖洗過濾器和備用過濾器；

(6)取樣分析母液緩沖罐中的三甲基氯硅烷含量，當(dāng)三甲基氯硅烷含量≤0.1％時(shí)；關(guān)閉母液回流閥，打開產(chǎn)品灌裝閥進(jìn)行罐裝。

參考文獻(xiàn)

[1] CN201710038609.1 三甲基氯硅烷生產(chǎn)六甲基二硅氮烷新工藝

[2] [中國發(fā)明] CN201911408411.3 一種六甲基二硅氮烷的生產(chǎn)工藝