利用通道反应装置制备氯丙基烷基烷氧基硅烷的方法制造方法及图纸

本发明专利技术的目的是为工业大生产氯丙基烷基烷氧基硅烷提供一种利用通道反应装置制备氯丙基烷基烷氧基硅烷的方法，使氯丙基含氯硅烷和过量的醇在通道反应装置中发生酯化反应制备氯丙基烷基烷氧基硅烷，其中：(1) 氯丙基含氯硅烷结构通式（a）为：ClC3H6SiClnR3-n；式中，R为甲基或乙基，n=1，2或3；(2) 醇为甲醇或乙醇，并以气相形式进入通道反应装置中；(3) 所述通道反应装置至少连接一个后处理装置和氯化氢吸收装置。解决了大尺寸反应设备的放大效应、产量难调节等问题，弱化甚至是消除了大尺寸设备带来的缺点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及使用氯丙基含氯硅烷和醇发生酯化反应制备氯丙基烷基烷氧基硅烷的方法，更具体的是利用通道反应装置制备氯丙基烷基烷氧基硅烷的方法。
技术介绍
利用氯丙基含氯硅烷和醇发生酯化反应制备氯丙基烷基烷氧基硅烷的方法是已知的，如3-氯丙基三氯硅烷与乙醇反应制备3-氯丙基三乙氧基硅烷，3-氯丙基三氯硅烷与甲醇反应制备3-氯丙基三甲氧基硅烷，3-氯丙基甲基二氯硅烷与甲醇反应制备3-氯丙基甲基二甲氧基硅烷，3-氯丙基甲基二氯硅烷与乙醇反应制备3-氯丙基甲基二乙氧基硅烷。该类酯化反应会产生副产品氯化氢，氯化氢与原料醇会发生反应生成水，温度越高副反应越快，氯化氢与原料醇共存时间越长副反应越明显；而水对产品氯丙基烷基烷氧基硅烷是有害的，会造成产品水解聚合，产品的杂质聚合体含量高，对产品得率、质量均有影响；所以氯化氢与原料醇共存时间越长、共存温度越高，对制备氯丙基烷基烷氧基硅烷越不利。为了消减氯化氢与原料醇的共存，尽快将氯化氢从反应体系中赶走，一般采用负压手段或用其他气体带走氯化氢气体，如惰性气体，或投加过量的醇产生醇气体。目前，工业大生产氯丙基烷基烷氧基硅烷的方法有两种，一种是釜式反应间歇生产，另一种是塔式反应连续生产。釜式间歇生产周期长达数小时至数十小时，及时赶走氯化氢气体的方法是使用原料醇过量、通氮气、反应过程中加碱中和氯化氢等手段的一种或几种，这些手段带来的后果是醇消耗量大、气体夹带硅烷造成废液处理难等问题，而且氯化氢与原料醇还是有一定的接触时间，上述手段只能部分减弱有害物质水的形成，反应后的粗品中还是有明显的聚合体和过量的醇，需要从反应粗品中将产品蒸馏出来。塔式连续生产，氯丙基含氯硅烷和醇的接触时间有限，短时间内很难反应充分，所以一般采用填料塔、醇过量、逆流接触、塔顶出氯化氢等方式增加反应充分度，这些又带来了液泛、气液夹带、过量的含酸乙醇难处理等问题，同样的是反应粗品还需要后处理，需将产品蒸馏出来；而且该连续生产方法一开始投料生产，粗品的品质不均一，需要投料运行一段时间待各工艺参数达到期望值后才能生产出稳定质量的粗品。然后，以上两种方法都是在常规的大尺寸设备中运行，即使是小装置运行，每次开工生产的产品产量也都在数吨位级以上，产量难调小，这对市场用量小可能是每月几百公斤甚至是几十公斤的产品比如3-氯丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氯丙基甲基二乙氧基硅烷等来说，会造成一种成本上的浪费。还有，该类酯化反应从实验室小试到工业大生产，由于设备尺寸变化使其具有明显的放大效应，导致转产操作困难和转产周期长。通道反应装置已是公开的技术，近年来发展较快，得益于其加工技术的成熟。但是将通道反应装置应用于氯丙基烷基烷氧基硅烷的大工业生产却鲜有报道，至少未见其实现真正的大生产。
技术实现思路
技术问题：本专利技术的目的是为工业大生产氯丙基烷基烷氧基硅烷提供一种利用通道反应装置制备氯丙基烷基烷氧基硅烷的方法，氯丙基含氯硅烷与过量的气相醇，利用通道反应装置发生酯化反应制备氯丙基烷基烷氧基硅烷，解决了大尺寸反应设备的放大效应、产量难调节等问题，弱化甚至是消除了大尺寸反应设备带来的缺点。技术方案：为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：本专利技术的利用通道反应装置制备氯丙基烷基烷氧基硅烷的方法，使氯丙基含氯硅烷和过量的醇在通道反应装置中发生酯化反应制备氯丙基烷基烷氧基硅烷，其中：(1)氯丙基含氯硅烷结构通式（a）为：ClC3H6SiClnR3-n………………..（a）式中，R为甲基或乙基，n=1，2或3；(2)醇为甲醇或乙醇，并以气相形式进入通道反应装置中；(3)所述通道反应装置至少连接一个后处理装置和氯化氢吸收装置。优选地，所述通道的材料为钽材，或者反应流接触到的通道表面镀搪瓷或用特氟龙处理。优选地，所述通道反应装置前设有过滤装置或通道反应装置设有过滤功能。优选地，所述氯化氢吸收装置与后处理装置并联，或者依次是通道反应装置、后处理装置、氯化氢吸收装置。优选地，所述氯化氢吸收装置为不少于两级的吸收装置，第一级吸收装置的吸收液为水，其他吸收装置的吸收液为水、氢氧化钠水溶液或其他碱溶液的一种或几种混合。优选地，所述氯丙基含氯硅烷和醇，以反应质量比为基准，醇过量。优选地，所述醇过量0.01%~10%，更优选0.05%~2%。优选地，反应温度为0℃-300℃。优选地，反应温度为10℃-180℃。更优选30℃-150℃。优选地，通道反应装置的通道等价直径在100微米-1厘米，更优选在1毫米-10毫米。优选地，通道反应装置的通道长度在几米-几十米。本专利技术方法中所述的通道反应装置的通道尺寸指1微米-数厘米的通道，较佳的是，本专利技术在等价直径在100微米-1厘米的通道反应装置中进行。本专利技术方法中所述的通道反应装置的通道具有夹套热交换装置，可以使通道内的反应流温度稳定在期望的范围内。本专利技术方法中所述的氯丙基含氯硅烷和副产物氯化氢都含有元素氯，对不锈钢、碳钢材质有腐蚀，这些材质的通道反应装置使用周期短，所以本专利技术的通道装置的材料优选钽材，或者反应流接触到的通道表面镀搪瓷或用特氟龙处理。本专利技术方法中所述的氯化氢吸收装置可以是大尺寸的设备，如降膜吸收塔、填料塔等，也可以是通道吸收装置，如微通道吸收器。后处理装置的作用是对反应粗品进行收集，或者同时作为蒸馏工序和中和工序的设备；优选作为粗品收集、蒸馏和中和的设备。本专利技术方法中所述的通道反应装置具有不少于一个的反应区，反应区通道通常都具有微结构。微结构是为了提高反应流的混合和碰撞机会（几率），而对通道进行特殊加工，例如通道具有内构件或者通道以不同形式延伸或者与反应流接触到的通道表面具有缺陷等。通道反应装置还可以有其他区，例如过滤区、预热区、预混区，这些区域具有至少一种功能。通道反应装置还可以有其他功能，例如过滤功能、预热功能、预混功能，这些功能可以分别在一个区域中实现，也可以在一个区域中实现至少两种以上的功能。本专利技术所述的方法，反应可以在单个通道反应装置或者串联或者并联的多个通道反应装置中进行。所述装置通道可以具有不同形式的横截面，例如圆形、椭圆形、四边形、多边形、心形等形状。通道的折算（等价）直径可以为1微米-数厘米，优选在100微米-1厘米，更优选在1毫米-10毫米。上述装置通道的长度，理论上为使反应进行到产物浓度几乎不变，一般在1厘米-数百米，优选在数米-数十米。本专利技术方法中所述的氯丙基含氯硅烷和产品均对水、湿气敏感，严重情况会产生固体渣子堵塞管道影响生产，为了避免不必要的停本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用通道反应装置制备氯丙基烷基烷氧基硅烷的方法，其特征在于，使氯丙基含氯硅烷和过量的醇在通道反应装置中发生酯化反应制备氯丙基烷基烷氧基硅烷，其中：(1) 氯丙基含氯硅烷结构通式（a）为：ClC3H6SiClnR3‑n………………..（a）式中，R为甲基或乙基，n=1，2或3；(2) 醇为甲醇或乙醇，并以气相形式进入通道反应装置中；(3) 所述通道反应装置至少连接一个后处理装置和氯化氢吸收装置。

【技术特征摘要】
1.一种利用通道反应装置制备氯丙基烷基烷氧基硅烷的方法，其特征在于，使氯丙基
含氯硅烷和过量的醇在通道反应装置中发生酯化反应制备氯丙基烷基烷氧基硅烷，其中：
(1)氯丙基含氯硅烷结构通式（a）为：
ClC3H6SiClnR3-n………………..（a）
式中，R为甲基或乙基，n=1，2或3；
(2)醇为甲醇或乙醇，并以气相形式进入通道反应装置中；
(3)所述通道反应装置至少连接一个后处理装置和氯化氢吸收装置。
2.根据权利要求1所述的利用通道反应装置制备氯丙基烷基烷氧基硅烷的方法，其特
征在于，所述通道的材料为钽材，或者反应流接触到的通道表面镀搪瓷或用特氟龙处理。
3.根据权利要求1所述的利用通道反应装置制备氯丙基烷基烷氧基硅烷的方法，其特
征在于，所述通道反应装置前设有过滤装置或通道反应装置设有过滤功能。
4.根据权利要求1所述的利用通道反应装置制备氯丙基烷基烷氧基硅烷的方法，其特
征在于，所述氯化氢吸收装置与后处理装置并联，或者依次是通道反应装置、后处理装置、
氯化氢吸收装置。
5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶再山，李春华，
申请(专利权)人：南京曙光精细化工有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32