一種甲基三乙氧基硅烷的制備工藝的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種有機硅烷的制備工藝，尤其涉及一種甲基三乙氧基硅烷的制備工 〇
【背景技術】
[0002] 甲基三乙氧基硅烷是一種常見的有機硅材料，廣泛應用于橡膠、醫(yī)藥行業(yè)，主要作 為室溫硫化硅橡膠的交聯(lián)劑、玻璃纖維偶聯(lián)劑、制備烷氧基封端聚甲基硅氧烷聚合物的封 端劑使用，也是生產硅樹脂、苯甲基硅油、防水劑的重要原料之一。
[0003] 目前，甲基三烷氧基硅烷的常規(guī)制備工藝是通過甲基三氯硅烷與乙醇通過酯化反 應制備，同時生成氯化氫氣體。但是，在甲基三氯硅烷與醇發(fā)生醇解反應的過程中，甲基三 氯硅烷中第三個氯基取代反應非常困難，會出現醇解反應不完全的情況，產品收率不高。而 且，甲基三氯硅烷醇解初期反應比較劇烈，會產生大量的氯化氫氣體；氯化氫氣體會與醇反 應生成水及氯乙烷，生成的水則會進一步導致反應物和產物發(fā)生水解、縮聚等一系列副反 應，導致收率降低。為了降低氯化氫對反應的影響，往往需要添加有機溶劑來進行輔助，但 同時又帶來了回收溶劑的困擾、以及溶劑污染帶來的環(huán)保壓力。
[0004] 中國專利CN102079754B公開了一甲基三乙氧基硅烷制備工藝，采用100份一甲基 三氯硅烷、150份無水乙醇、0. 05份乙醇鈉、0. 02份六甲基二硅氮烷、0. 01份N-(P-氨乙 基）-y-氨丙基甲基二甲氧基硅烷進行制備；提高了反應溫度和反應速度，降低了副反應， 提高了反應收率，使醇解料的含量由70~82%提高至92%以上。但是，為了使醇解反應更 充分，該專利要求所使用的醇解釜具有較高的高度，而且醇解反應溫度也較高，這樣導致設 備的成本和生產能耗均較高，不利于工業(yè)化生產。
[0005] 因此，研發(fā)一種新的、適合于工業(yè)放大的甲基三乙氧基硅烷的制備工藝是十分必 要的。
[0006] 在有機硅領域，二甲基二氯硅烷是用量最大、也是最重要的一種單體。目前，二甲 基二氯硅烷的生產多采用直接合成法，即在較高的反應溫度下，使用銅粉作為催化劑，將金 屬硅和三氯甲烷直接合成二甲基二氯硅烷。在生產過程中，通常會伴隨生成約3%~5%的 副產物甲基氫二氯硅烷，這些副產物目前沒有有效的回收方法，白白棄之非常可惜。

【發(fā)明內容】

[0007] 為解決現有技術存在的上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種適合工業(yè)化放大的 甲基三乙氧基硅烷的制備工藝，本制備工藝不使用溶劑、中和劑用量少，生成的副產物少， 終廣品含量尚。
[0008] 為實現上述目的，本發(fā)明所采用的技術方案為：
[0009] 一種甲基三乙氧基硅烷的制備工藝，采用甲基氫二氯硅烷和無水乙醇作為反應原 料，制備工藝包括醇解、除酸、分離粗品、精制四個步驟，使用的主要設備包括汽化器、醇解 反應塔、汽提塔、中和釜、過濾器和精餾塔。
[0010] 一種甲基三乙氧基硅烷的制備工藝的具體流程為：
[0011] A、醇解
[0012] 原料甲基氫二氯硅烷先經過汽化器汽化、然后通過汽提塔進入醇解反應塔底部， 無水乙醇通過醇解反應塔頂部的入口進入；在醇解反應塔中，氣態(tài)的甲基氫二氯硅烷和液 態(tài)的無水乙醇充分接觸、發(fā)生醇解反應，生成甲基三乙氧基硅烷和副產物氯化氫；
[0013] 大部分氯化氫經由醇解反應塔頂部出口逸出，剩余氯化氫與反應產物一起形成產 物混合物；
[0014] 和未反應的原料甲基氫二氯硅烷被汽提排出，未反應的甲基氫二氯硅烷被送回醇 解反應塔循環(huán)反應；汽提后的剩余產物混合物被輸送至中和釜進行進一步中和除酸；在中 和釜中，殘余氯化氫與中和劑發(fā)生中和反應，直至混合物pH達到7~9,中和反應結束；
[0015] C、分離粗品
[0016] 將中和后的產物混合物進行固液分離，除去多余鹽類，得到液態(tài)的甲基三乙氧基 硅烷粗品；
[0017] D、精制
[0018] 將甲基三乙氧基硅烷粗品進行高溫精餾，收集得到甲基三乙氧基硅烷的餾液，冷 卻后即為甲基二乙氧基硅烷廣品。
[0019] 所述步驟A中，甲基氫二氯硅烷的用量為150重量份，無水乙醇的用量為180~ 210重量份、優(yōu)選為185~200重量份；原料甲基三乙氧基硅烷的汽化溫度控制在45~ 60 °C，醇解反應溫度控制在45~70 °C、優(yōu)選50~60 °C。
[0020] 所述步驟B中，所使用的中和劑為①飽和乙醇鈉溶液或②先使用尿素再使用三乙 胺，中和反應溫度控制在40~50°C。所述步驟C中，固液分離方法為過濾，過濾溫度控制在 30 ~50°C。
[0021 ] 所述步驟D中，控制精餾溫度為142°C。
[0022] 本發(fā)明的有益效果是：
[0023] 本發(fā)明提供了一種甲基三乙氧基硅烷的制備工藝，采用甲基氫二氯硅烷與無水乙 醇作為原料，不使用有機溶劑，反應溫度低，副反應少，產品含量高；有效實現了對工廠副產 物甲基氫二氯硅烷的回收利用，大大提高了有機硅產物的附加值。本發(fā)明工藝使用的設備 均為常規(guī)設備，操作易控制，整個反應過程污染排放少，非常適合工業(yè)化放大生產。
[0024] 本發(fā)明采用甲基氫二氯硅烷作為反應原料，實現了副產物的重新利用。甲基氫二 氯硅烷分子中與硅相連的氫具有不穩(wěn)定性，與硅相連的兩個氯在無水乙醇作用下發(fā)生取代 反應時，兩個氯被乙氧基取代并同時生產HC1，生成的HC1能夠進一步對與硅相連的氫起催 化作用，加快不穩(wěn)定氫被乙氧基取代，從而促進醇解反應的完全，提高了反應收率和產品純 度。
[0025] 本發(fā)明的醇解反應為氣液反應，將沸點為40°C的甲基氫二氯硅烷汽化后由醇解反 應塔底部送入，沸點為78°C的無水乙醇以液態(tài)由醇解反應塔頂部進入，氣液在醇解反應塔 內逆向充分接觸發(fā)生反應，保證了反應的徹底性；當然這是在醇解反應溫度為45°C~70°C 基礎上才能實現的。與氣氣反應相比，氣液反應能夠減小汽化所需的能耗，而且氣液反應有 利于反應物的充分接觸。
[0026] 本發(fā)明醇解反應溫度控制在較低溫度45~70°C，一方面，反應溫度的降低能夠有 效抑制副反應的發(fā)生，提高產品純度，精餾前產物含量能達到86%左右，精餾后產物含量能 達到99%以上；另一方面，反應所需的蒸汽能耗大大減少，甲基三乙氧基硅烷的生產成本 顯著降低。
[0027] 本發(fā)明醇解反應完畢后產生的醇解產物首先進入汽提塔汽提氯化氫和未反應的 原料甲基氫二氯硅烷，這一汽提步驟能夠將絕大部分HC1除去，產物中的HC1殘余少，不僅 中和劑的時用量顯著減少，而且同時降低了對后續(xù)設備的腐蝕性，提高了設備的壽命。未