一种有机硅低沸物高效精馏及综合利用方法技术

本发明专利技术提供一种有机硅低沸物高效精馏及综合利用方法，属于含氢卤硅烷混合物分离技术领域，所述方法是取有机硅低沸物与四氯化硅原料混合形成共沸体系，通过精馏获得硅烷混合物轻组分和硅烷混合物重组分。本发明专利技术利用共沸体系有效提升了一甲基氢二氯硅烷的沸点，使一甲基氢二氯硅烷与二甲基氢一氯硅烷沸点差扩大至原来的2.6倍，大幅降低了精馏所需的理论塔板数。板数。板数。

【技术实现步骤摘要】
一种有机硅低沸物高效精馏及综合利用方法


[0001]本专利技术涉及含氢卤硅烷混合物分离技术，尤其涉及一种有机硅低沸物高效精馏及综合利用方法。

技术介绍

[0002]直接法合成甲基氯硅烷的副产物二甲基氢一氯硅烷混合物，主要成分为四甲基硅、二甲基氢一氯硅烷、一甲基氢二氯硅烷。其中，二甲基氢一氯硅烷的市场利用价值最大。二甲基氢一氯硅烷主要用于水解制备四甲基二氢二硅氧烷，进而制备二甲基硅氢封端的有机硅产品；或者直接通过硅氢加成引入具有特定官能团，如羟基、烯烃、长链烷基等，进而制备特定官能团封端的有机硅产品。因此，近年来有机硅产业规模及技术发展迅猛，二甲基一氯硅烷混合物中二甲基一氯硅烷分离纯化成为行业研究热点。
[0003]二甲基氢一氯硅烷混合物中二甲基氢一氯硅烷和一甲基氢二氯硅烷的沸点接近，直接精馏所需理论塔板数将达到90块以上，回流比达到50以上，分离困难、能耗高、效率低，进而导致二甲基氢一氯硅烷生产成本高，无法得到广泛应用。同时，二甲基氢一氯硅烷混合物中的一甲基氢二氯硅烷（沸点41.8℃）与二甲基氢一氯硅烷（沸点35.0℃）的沸点相差6.8℃，温差偏小，常规精馏分离得到的二甲基氢一氯硅烷中残留一甲基氢二氯硅烷的比例较高。二甲基氢一氯硅烷中残留少量一甲基氢二氯硅烷，将显著影响二甲基一氯硅烷水解产物四甲基二氢二硅氧烷收率；二甲基氢一氯硅烷中残留少量一甲基氢二氯硅烷，还会影响硅氢加成反应产物纯度，限制特定官能团的含氢一氯硅烷的应用领域。
[0004]专利号为US3359186的美国专利技术专利中公开了通过HCl加成后再进行精馏分离。使一甲基氢二氯硅烷与HCl加成反应，沸点显著提高，使得二甲基氢一氯硅烷的提纯变得容易；但该方法需要在高压反应设备进行，并容易引起二甲基氢一氯硅烷的重排反应。
[0005]专利号为GB2012787的英国专利技术专利中公开了一甲基氢二氯硅烷与含有硅氢键的单体如一甲基氢二氯硅烷在氯铂酸存在下进行硅氢加成反应，生成高沸点的异戊基甲基二氯硅烷，然后在85块理论塔板的常压塔中在回流比为50的条件下进行加热分馏。该方法需要加入贵金属催化剂，并消耗与烯烃等量的含氢硅烷，成本昂贵，不适合工业化应用。
[0006]专利号为CN101597298B的中国专利技术专利中公开了先以二甲基氢一氯硅烷混合物和乙醇在反应釜发生部分酯化反应再进行分离，反应温度控制在0~30℃，二甲基氢一氯硅烷混合物与乙醇的量之比为1~1.2:1，避免了直接分离的困难，可以得到纯度99%的二甲基氢硅烷。但由于二甲基氢一氯硅烷混合物中组分复杂且含有多种氯硅烷单体，单靠醇解工艺显然难以保证二甲基氢一氯硅烷不被反应掉。且国内尚无工业化应用案例，该方法能否实现工业化应用还需进一步验证。
[0007]专利号为CN101544666B的中国专利技术专利公开了采用的萃取精馏方法能将与二甲基氢一氯硅烷沸点相近的一甲基氢二氯硅烷有效分离，所得二甲基氢一氯硅烷含量在95%以上。但该方法需要加入萃取剂且并未解决二甲基氢一氯硅烷沸点接近组分难于分离的问题，生产成本仍相对较高。
[0008]专利号为CN1111909191A的中国专利技术专利申请中公开了将二甲基氢一氯硅烷混合物分离提纯获得二甲基氢一氯硅烷含量较高的组分，再经水解获得以四甲基二氢二硅氧烷为主要组分的粗产品，在精馏得到高纯度四甲基二氢二硅氧烷。该方法虽然降低了二甲基氢一氯硅烷的分离能耗，但二甲基氢一氯硅烷纯度大幅下降，导致四甲基二氢二硅氧烷收率明显降低。

技术实现思路

[0009]针对上述问题，本专利技术提供一种有机硅低沸物高效精馏及综合利用方法。
[0010]为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：一种有机硅低沸物高效精馏及综合利用方法，是取有机硅低沸物与四氯化硅原料混合形成共沸体系，通过精馏获得硅烷混合物轻组分和硅烷混合物重组分。
[0011]进一步的，所述硅烷混合物轻组分的沸点＜40℃，所述硅烷混合物重组分的沸点＞40℃。
[0012]进一步的，所述硅烷混合物轻组分中包括二甲基氢一氯硅烷和四甲基硅；所述硅烷混合物重组分中包括二甲基一氯硅烷混合物和四氯化硅。
[0013]进一步的，所述共沸体系中，四氯化硅与一甲基氢二氯硅烷的重量比≥63.5:36.5，优选1.8~2:1，最优选1.8:1。
[0014]进一步的，所述精馏的塔板数由现有技术的70~90降为30~80块，优选40~60块；所述精馏的回流比由现有技术的25~60降为10~40。
[0015]进一步的，所述精馏的塔顶绝对压力≥1atm。
[0016]进一步的，所述精馏的顶部气相控制温度为35~40℃。
[0017]进一步的，所述四氯化硅原料的指标要求为：三氯氢硅的含量≤0.2wt%、四氯化硅的含量≥20wt%，优选所述四氯化硅原料的指标要求为：三氯氢硅的含量≤0.2wt%、四氯化硅的含量≥50wt%，最优选所述四氯化硅原料的指标要求为：三氯氢硅的含量≤0.2wt%、四氯化硅的含量≥95wt%。
[0018]进一步的，所述硅烷混合物轻组分中含有一甲基二氯硅烷的含量≤1wt%，优选所述硅烷混合物轻组分中含有一甲基二氯硅烷的含量≤0.5wt%，最优选所述硅烷混合物轻组分中含有一甲基二氯硅烷的含量≤0.1wt%。
[0019]进一步的，所述硅烷混合物轻组分作为原料水解制得四甲基二氢二硅氧烷和四甲基硅；或者，所述硅烷混合物轻组分经进一步精馏获得四甲基硅和二甲基氢一氯硅烷；所述硅烷混合物重组分作为原料四氯化硅应用于气相法白炭黑生产过程中或直接作为原料进行烷基氯硅烷歧化反应或作为原料制备正硅酸酯。
[0020]本专利技术的有机硅低沸物高效精馏及综合利用方法的有益效果为：本专利技术通过有机硅低沸物与四氯化硅原料（工业品四氯化硅）混合形成共沸体系，通过精馏和对所得硅烷混合物轻组分及硅烷混合物重组分分别进行差别化利用，实现了有机硅低沸物的全组分利用；本专利技术利用有机硅低沸物与四氯化硅原料（工业品四氯化硅）混合形成共沸体系，利用共沸体系有效提升了一甲基氢二氯硅烷的沸点，使一甲基氢二氯硅烷与二甲基氢一氯
硅烷沸点差扩大至原来的2.6倍，其中有机硅低沸物中所含一甲基氢二氯硅烷的沸点由41.8℃提升至53℃，而二甲基氢一氯硅烷的沸点不发生变化，从而使得一甲基氢二氯硅烷与二甲基氢一氯硅烷的沸点差由原来的6.8℃提升至18℃，大幅降低了精馏所需的理论塔板数；本专利技术的方法能够大幅降低有机硅低沸物精馏所需的能耗，提升精馏效率；同时还可以大幅降低硅烷混合物轻组分中一甲基氢二氯硅烷的残留量；硅烷混合物轻组分中一甲基氢二氯硅烷的残留量降低，不仅能够提升了二甲基氢一氯硅烷的纯度，避免后续作为原料时一甲基氢二氯硅烷参与硅氢反应，影响二甲基氢一氯硅烷硅氢加成产物纯度；还能够避免水解制备四甲基二氢二硅氧烷过程中多官能氯硅烷对二甲基氢一氯硅烷的损耗，二甲基氢一氯硅烷转化率可达到99%以上；本专利技术的方法能耗低、处理效率高、投资小、对现有工艺兼容性强，既可新建理论塔板数较少的新精馏塔，也可利用现有二甲基氢一氯硅烷本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有机硅低沸物高效精馏及综合利用方法，其特征在于，所述方法是取有机硅低沸物与四氯化硅原料混合形成共沸体系，通过精馏获得硅烷混合物轻组分和硅烷混合物重组分。2.根据权利要求1所述的一种有机硅低沸物高效精馏及综合利用方法，其特征在于，所述硅烷混合物轻组分的沸点＜40℃，所述硅烷混合物重组分的沸点＞40℃。3.根据权利要求1或2所述的一种有机硅低沸物高效精馏及综合利用方法，其特征在于，所述硅烷混合物轻组分中包括二甲基氢一氯硅烷和四甲基硅；所述硅烷混合物重组分中包括二甲基一氯硅烷混合物和四氯化硅。4.根据权利要求3所述的一种有机硅低沸物高效精馏及综合利用方法，其特征在于，所述共沸体系中，四氯化硅与一甲基氢二氯硅烷的重量比≥63.5:36.5。5.根据权利要求1、2或4所述的一种有机硅低沸物高效精馏及综合利用方法，其特征在于，所述精馏的塔板数为30~80块、回流比为10~40。6.根据权利要求1、2或4所述的一种有机硅低沸物高效精馏及综合利...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭文涛，蔡冬利，李献起，赵敬民，齐文玲，赖世伟，刘超，王海燕，王海松，张克强，陈新卫，马红，曾艳，崔跃，陈秀营，刘靖璐，丁然，
申请(专利权)人：唐山三友化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：