[發(fā)明專利]一種合成三甲基鋁的潔凈工藝方法

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• 申請日: 2019-12-20
• 公開（公告）號: CN111116625A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 莊建元;莊中興
• 申請（專利權(quán)）人: 南京奧格美化學(xué)研究所有限公司
• 主分類號: C07F5/06
• 分類號: C07F5/06
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 陳建和

本發(fā)明合成三甲基鋁的潔凈工藝方法，下式反應(yīng)產(chǎn)物中產(chǎn)生微量二甲基氯化鋁；2Al+3CH₃Cl→CH₃AlCl₂·(CH₃)₂AlCl，采用MAl(CH₃)₄式化合物來降低三甲基鋁的含氯量，M是IA族元素，包括鋰、鈉和鉀；采用NaAl(CH₃)₄四甲基鋁鈉、消除二甲基氯化鋁。用四甲基鋁鈉消除三甲基鋁中殘留氯，再回收四甲基鋁鈉使其轉(zhuǎn)變甲基氯化鋁作起始原料用，此三甲基鋁制備過程是無三廢產(chǎn)生的綠色工藝。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種三甲基鋁的制備,屬于化工技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

三甲基鋁用于制備甲基鋁氧烷作為烯烴聚合用的茂金屬助催化劑，用于制備半導(dǎo)體材料和光伏電池的封底層，用于制納米材料等等。由于三甲基鋁的廣泛用途，正日益被關(guān)注。

制備三甲基鋁的工藝路線，先后出現(xiàn)過鎂鋁合金法、汞齊法和冰晶石法等，這些制三甲基鋁的方法，起始原料價格高，副產(chǎn)物量大副產(chǎn)無利用價值，廢渣由于高反應(yīng)活性、處理廢渣設(shè)備投資大，耗費(fèi)大。

于是，堿金屬還原法發(fā)展起來了，廣泛用于實(shí)驗(yàn)室規(guī)模和工業(yè)化生產(chǎn)三甲基鋁。用金屬鈉或鉀鈉合金，與二甲基氯化鋁或倍半甲基氯化鋁(甲基二氯化鋁與二甲基氯化鋁的混合物)反應(yīng)生成三甲基鋁，副產(chǎn)金屬鋁和氯化鈉。

3(CH₃)₂AlCl+3Na→2(CH₃)₃Al+Al+3NaCl (1)

CH₃AlCl₂·(CH₃)₂AlCl+3Na→(CH₃)₃Al+Al+3NaCl (2)

反應(yīng)式(1)和(2)的過程，描述在美國專利US2,863,894(1954，ICI)、2,954,389(1957，Nat Distillers Chem Corp)、3,006,942(1957，Nat Distillers Chem Corp)、5,015,750(1990，Texas Alkyls)、5,359,116(1992，Wicto)和5,380,898(1993，Hoechst)。

當(dāng)鈉與甲基氯化鋁反應(yīng)時，副產(chǎn)金屬鋁涂在金屬鈉表面形成硬殼，阻止鈉與甲基氯化鋁反應(yīng)，物料結(jié)塊沾壁，減慢反應(yīng)速度，致使反應(yīng)不完全。上述專利都致力于克服金屬鋁包裹金屬鈉造成的問題。

ICI用液態(tài)鉀鈉合金還原倍半甲基溴化鋁，蒸餾得三甲基鋁收率50％，反應(yīng)器內(nèi)殘留的金屬鋁和氯化鈉、在溶劑中加活化劑后再通溴甲烷，使生成倍半甲基溴化鋁再使用。

Nat Distillers Chem Corp將43.7g鈉(1.9mol)分散在粒徑50微米的350g氯化鈉表面，滴加倍半甲基氯化鋁，三甲基鋁收率87％，含氯5.1％；當(dāng)鈉過量9.7％時，三甲基鋁收率93.5％，含氯0.43％；反應(yīng)器內(nèi)殘留的金屬鋁再通氯甲烷制倍半甲基氯化鋁。TexasAlkyls用部分氟化鈉先與二甲基氯化鋁反應(yīng)，再加入金屬鈉，三甲基鋁收率86.5％。Wicto把二甲基氯化鋁分散在懸浮劑中，鈉過量2.6％，用強(qiáng)致循環(huán)高剪切設(shè)備，制得含氯低于0.01％的三甲基鋁，收率92.5％。Hoechst用固相反應(yīng)器處理二甲基氯化鋁和過量9.4％鈉，得甲基鋁含氯0.0％，收率91.6％。Wicto和Hoechst這二篇專利未見應(yīng)用于倍半甲基氯化鋁。

上述專利的方法仍有很多缺陷。由于金屬鈉被鋁包裹與甲基氯化鋁未完全反應(yīng)，蒸餾三甲基鋁時容易被二甲基氯化鋁沾污，二者沸點(diǎn)幾乎相同。

三甲基鋁工業(yè)級商品須降低含氯量，才能滿足聚烯烴催化劑和MO源行業(yè)的要求。

發(fā)明內(nèi)容