[發明專利]非鹵化直接連續化生產二甲基環硅氧烷的方法

在審

• 申請號: 201410249568.7
• 申請日: 2014-06-06
• 公開（公告）號: CN104151346A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 周安安
• 申請（專利權）人: 浙江創基有機硅材料有限公司
• 主分類號: C07F7/21
• 分類號: C07F7/21
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 范晴

技術領域

本發明涉及有機硅中間體的生產技術領域，具體涉及一種非鹵化直接連續化生產二甲基環硅氧烷的方法。?

背景技術

目前高性能的化工新材料—有機硅材料的種類已經超過10000種，能用的產品就有5000種以上，主要包括高溫硅橡膠、室溫硅橡膠、硅油及二次加工品、硅樹脂及硅烷偶聯劑等。高溫硅橡膠廣泛用于航空和宇航工業、汽車工業、電子電器；室溫硅橡膠用于建筑工業、電子工業、公路建設，用作密封、粘結灌注、涂覆等材料；硅樹脂因其極佳的耐熱性，優良的電絕緣性、耐化學藥品及憎水性、阻燃性，主要用作耐熱絕緣漆、耐高溫涂料、粘合劑、耐候涂料和憎水涂料。近幾年來有機硅材料發展迅速，除亞洲市場保持12％-15％的年增長率外，美國和西歐等最為成熟的有機硅市場，其發展速度也高于其GDP的增長，達4％～6％，全球增幅最大的是中國，超過25％，2009年中國有機硅材料消費量就已經超過40萬噸，超過美國成為有機硅材料最大消費國，約占全球消費量的30％。目前全球的有機硅材料產量超過135萬噸，多數發達國家都把有機硅材料作為21世紀新材料的重點加以發展。?

預計今后幾年內，全球有機硅需求量的年均增長率約為6％，我國有機硅消費量的年均增長率將保持20％左右。隨著近年來國內電子電氣工業、建筑及汽車工業、紡織印染等工業的快速發展，國內有機硅產品需求量急劇增加，有機硅行業的產業支柱是上游基礎中間原料—初級形態的聚硅氧烷的生產，而國內產能不足導致每年都需大量進口初級形態的聚硅氧烷單體產品。這些產品中，90％以上是二甲基環硅氧烷(簡稱DMC)，DMC是有機硅產業里真正可直接用于下游精細產品合成的主要原料，同時也是有機硅單體企業主要的利潤來源。據預測，2014年以后，國內的單體出口量會逐漸增大，高附加值的DMC及其部分下游產品將有著廣闊的市場前景。因此，DMC合成技術水平高低直接影響有機硅產業的興衰，世界各國均給?予特別的關注。?

上世紀40年代，Rochow發明了DMC的含鹵直接制備技術，該技術具有原料易得、無溶劑、時空產率高、易實現連續化生產等優點，一經問世，即迅速發展成為DMC的主流生產技術。?

DMC含鹵直接制備工藝為：以金屬硅和氯甲烷為原料，銅為催化劑，直接反應生成甲基氯硅烷混合單體。合成的混合單體經高精密精餾，分離出一系列甲基氯硅烷單體，其中二甲基二氯硅烷約占總量的80-93％。該產品進一步水解、裂解、精餾可制備DMC。而甲基氯硅烷單體水解的副產物HCl進行提純回收，制成氯甲烷再次用于單體合成，整個工藝流程中形成了氯元素在各工段中的循環應用。上述工藝過程簡單表示如圖3所示。?

上述DMC含鹵直接制備技術雖然優點突出，工業應用廣泛。但也存在流程長，工藝設備復雜，生產控制困難等弊端。同時生產過程中氯元素的循環使用(循環利用率僅70％-80％)，不僅增加費用，而且導致大量HCl產生，腐蝕設備，污染環境。因此在這個經濟持續發展，能源日益緊張、污染日益嚴重的時代，發展DMC綠色合成換代技術迫在眉睫。?

最新研究發現，采用金屬硅粉與二甲醚，以銅為催化劑，在非鹵條件下可一步反應制備DMC。該工藝不僅避免了氯元素在上述傳統工藝中循環使用的固有弊端，而且過程及設備簡單、控制容易，因此具有顯著的技術先進性及工業應用前景，并將開創DMC綠色合成技術的新紀元。DMC含鹵直接法技術發明人Rochow也曾預言：“非鹵化直接法制備有機硅氧烷，將是未來最有挑戰性的工作”。?

另外，傳統的DMC制備技術均采用了間歇方式進行生產，間歇法的固有特點帶來二甲基環硅氧烷制備過程中效率低下與產品批次不穩定的弊端，而且無法實現自動控制，從而增加人工成本，降低規模效益。?

發明內容

本發明所要解決的問題在于提供一種非鹵化直接連續化生產二甲基環硅氧烷的方法，該方法在二甲基環硅氧烷的制備過程中可實現連續化生產及過程自動控制，從而達到提高效率、增加產品穩定性的目的。?

為了解決上述的技術問題，本發明采用的技術方案為：一種非鹵化直?接連續化生產二甲基環硅氧烷的方法，其特征在于，包括如下步驟：?

(1)將二甲醚、溴甲烷分別從二甲醚儲罐、溴甲烷儲罐導出通過管路進入反應器，其中，在該管路設有分子篩管以除去二甲醚、溴甲烷中的微量水；?

(2)另外將催化劑混合物和除去硅粉表面層的SiO₂的硅粉，按照重量比1～5：100充分混合后活化，導入到硅粉/催化劑/溶劑儲罐，?