СПОСОБ ГИДРОЛИЗА ДИМЕТИЛДИХЛОРСИЛАНА Российский патент 2001 года по МПК C08G77/06 

Изобретение относится к способам периодического и непрерывного гидролиза диметилдихлорсилана для получения гидролизатов диметилдихлорсилана (исходного сырья для получения кремнийорганических эластомеров и полиметилсилоксановых жидкостей) и хлористого водорода (исходного сырья для получения хлористого метила, смеси трихлорсилана и тетрахлорсилана, метилхлорсиланов и др.) в циркуляционном контуре, включающим устройства или аппараты: (а) для смешения диметилдихлорсилана с эквимолярными количествами воды или с насыщенными растворами соляной кислоты), (б) для отделения хлористого водорода от продуктов гидролиза, (в) для разделения органической и водной фаз и (г) для рецикла кислых продуктов гидролиза или насыщенной соляной кислоты в (а) [А. с. 348007 (СССP). - Опубл. в Б.И. N 24, 1972 г., Пат. Англии 778435, Class 2(7), T6(F1:F2:C9A); Int. C1 C 08 G, Пат. ФРГ 954198, Class 39c/30, Пат. США 2832794, Class 260-448.2]. В таких способах далее осуществляют догидролиз кислых гидролизатов с последующей нейтрализацией и промывкой продуктов гидролиза.

Ближайшим техническим решением является способ гидролиза диметилдихлорсилана эквимолярными количествами воды или насыщенным раствором соляной кислоты с выделением хлористого водорода в циркуляционном контуре с последующими догидролизом, нейтрализацией и промывкой гидролизата [Пат. США 5169970, Class 55б/459; Int. C1 C 07 F 7/08 (прототип)]. Гидролизат, получаемый на выходе из контура (вязкость 2,7 сСт (25^oC); содержание гидролизуемого хлора 13,1%), далее подвергали догидролизу во втором контуре циркулирующей разбавленной соляной кислотой (5,5-25,0%). Гидролизат, получаемый на выходе из второго контура (вязкость 7,9-40,6 сСт; содержание гидролизуемого хлора 0,2-0,85%), далее подвергали нейтрализации и промывкам.

Недостатком этого способа является высокое содержание (13.1%) гидролизуемого хлора в гидролизате, полученном в первом контуре, что вызывает необходимость применения нейтрализации гидролизата и усложняет процесс.

Задачей настоящего изобретения является улучшение качества гидролизата, получаемого в первым контуре, с одновременным уменьшением содержания гидролизуемого хлора, и за счет этих факторов упрощение процесса путем исключения нейтрализации.

Поставленную задачу решают за счет того, что гидролиз диметилдихлорсилана проводят эквимолярными количествами воды или насыщенным раствором соляной кислоты с выделением хлористого водорода в циркуляционном контуре с последующими догидролизом и промывкой гидролизата, при этом диметилдихлорсилан используют в виде его раствора в гидролизате диметилдихлорсилана при соотношении 10-30 г гидролизата диметилдихлорсилана на 129 г (1 моль) диметилдихлорсилана.

Отличительным признаком предлагаемого изобретения является использование для гидролиза раствора диметилдихлорсилана в его гидролизате при соотношении 10-30 г гидролизата диметилдихлорсилана на 129 г (1 моль) диметилдихлорсилана с последующей отмывкой гидролизата (до pH 6-7) водой без использования нейтрализующих агентов.

Пример 1.

В 0,5 л стеклянный реактор с рубашкой, снабженный лопастной мешалкой со скоростью вращения 500-700 об./мин, имеющий свободный переток жидкости "по переливу" в стеклянный фазоразделитель - флорентийский сосуд, снабженный рубашкой, заливают 350-400 мл насыщенной соляной кислоты и непрерывно при температуре 20-50^oC подают раствор диметилдихлорсилана /387 г (3 моль)/ в его гидролизате (90 г; вязкость 12 сСт; pH 7,2) со скоростью 310 мл/ч /соотношение 30 г гидролизата на 129 г (1 моль) диметилдихлорсилана/ и 78 мл насыщенной соляной кислоты со скоростью 50 мл/ч. Кислый гидролизат из реактора непрерывно поступает во флорентийский сосуд, из которого насыщенную соляную кислоту при помощи всасывающего эффекта мешалки возвращают в реактор, а гидролизат направляют в сборник для промывки. Получают 250 г прозрачного гидролизата, содержащего 2% гидролизуемого хлора. Далее гидролизат при температуре 50^oC промывают водой (3 раза по 200 мл) в течение 1 ч; при всех промывках гидролизат - прозрачный, а эмульсии гидролизата с водой очень быстро расслаиваются (в течение 1 мин). Далее гидролизат отделяют от промывочной воды и анализируют.

Анализ готового гидролизата: Внешний вид - б/цв. прозр. жидкость; содержание влаги - 0,031%; содержание трифункционольных групп - 0,02%; светопропускание - 80%; вязкость при 20^oC - 18,2 сСт; плотность при 20^oC - 0,967 г/см³; pH 7,0.

Из полученных результатов следует, что осуществление процесса гидролиза диметилдихлорсилана предлагаемым способом по сравнению с прототипом позволяет получить в первом контуре гидролизат улучшенного качества (быстро расслаивающиеся эмульсии с водой; не требует нейтрализации) с одновременным уменьшением содержания гидролизуемого хлора (с 13,1 до 2,0%) и за счет этих факторов упростить процесс путем исключения нейтрализации.

Пример 2 (для сравнения).

В 0,5 л стеклянный реактор с рубашкой, снабженный лопастной мешалкой со скоростью вращения 500-700 об./мин, имеющим свободный переток жидкости "по переливу" в стеклянный фазоразделитель - флорентийский сосуд, снабженный рубашкой, заливают 350-400 мл насыщенной соляной кислоты и непрерывно при 20-50^oC подают диметилдихлорсилан /387 г (3 моль)/ со скоростью 230 мл/ч и 78 мл насыщенной соляной кислоты со скоростью 50 мл/ч. Кислый гидролизат из реактора непрерывно поступает во флорентийский сосуд, из которого насыщенную соляную кислоту при помощи всасывающего эффекта мешалки возвращают в реактор, а гидролизат направляют в сборник для нейтрализации и промывки. Получают 210 г мутного гидролизата, содержащего 3,3% гидролизуемого хлора. Далее гидролизат нейтрализуют 1 час при t = 50^oC 200 мл 10 мас.% водным растворим соды, и получают непрозрачный плохо расслаивающийся (30 мин) продукт, который далее при температуре 50^oC промывают водой (2 раза по 150 мл) в течение 1 ч. При промывках водой гидролизат становится более прозрачным, однако расслаивается плохо (не менее 1 часа). Далее гидролизат отделяют от промывочной воды и анализируют.

Анализ готового гидролизата: внешний вид - б/цв. прозр. жидкость; содержание влаги - 0,51%; содержание трифункциональных групп - 0,02%; светопропускание - 82%; вязкость при 20^oC - 19,2 сСт; плотность при 20^oC - 0,966 г/см³; pH 6,8.

Из полученных результатов следует, что осуществление процесса гидролиза диметилдихлорсилана предлагаемым способом (пример 1), по сравнению со способом без использования раствора диметилдихлорсилана (пример 2 /для сравнения/) позволяет получить в первом контуре гидролизат улучшенного качества (быстро расслаивающиеся эмульсии с водой; не требует нейтрализации), с одновременным уменьшением содержания гидролизуемого хлора (с 3,3 до 2,0%), и за счет этих факторов упростить процесс путем исключения нейтрализации.

Данные примеров 3-7 при использовании для гидролиза растворов диметилдихлорсилана в его гидролизате /10-30 г гидролизата на 129 г (1 моль) диметилдихлорсилана/ приведены в табл. 1 и 2.

Примеры 3 - 4 иллюстрируют возможность осуществления гидролиза растворов диметилдихлорсилана в его гидролизате /10-20 г гидролизата на 129 г (1 моль) диметилдихлорсилана/ насыщенной соляной кислотой.

Примеры 5 - 7 иллюстрируют возможность осуществления гидролиза растворов диметилдихлорсилана в его гидролизате /10-30 г гидролизата на 129 г (1 моль) диметилдихлорсилана/ водой.

Внешний вид гидролизата после трехкратной промывки водой:
примеры 3, 6 - сначала опалесцирующий, затем прозрачный;
примеры 4, 7 - сначала непрозрачный, затем опалесцирующий;
пример 5 - прозрачный.

Анализы полученных гидролизатов приведены в таблице 2.

Как видно из примеров 1, 3-7, осуществление процесса гидролиза диметилдихлорсилана предлагаемым способом по сравнению с прототипом позволяет получить в первом контуре гидролизат улучшенного качества (быстро расслаивающиеся эмульсии с водой; не требует нейтрализации), с одновременным уменьшением содержания гидролизуемого хлора (с 13,1 до 2,0-3,0%), и, за счет этих факторов, упростить процесс путем исключения нейтрализации.

Данные примеров 4 и 7 показывают, что соотношение 10 г гидролизата диметилдихлорсилана на 129 г (1 моль) диметилдихлорсилана является предельно низким, поскольку наблюдается ухудшение внешнего вида гидролизата и увеличение содержания в нем гидролизуемого хлора.

Использование соотношений гидролизата диметилдихлорсилана и диметилдихлорсилана, больших, чем 30 г гидролизата на 129 г (1 моль) диметилдихлорсилана, является нерациональным, так как гидролизат является конечным продуктом.

Описывается способ гидролиза диметилдихлорсилана эквимолярным количеством воды или насыщенным раствором соляной кислоты с выделением хлористого водорода в циркуляционном контуре с последующими догидролизом и промывкой гидролизата, заключающийся в том, что диметилдихлорсилан используют в виде его раствора с гидролизатом диметилдихлорсилана при соотношении 10-30 г гидролизата диметилдихлорилана на 129 г (1 моль) диметилдихлорсилана. Техническим результатом является улучшение качества продукта с одновременным уменьшением содержания гидролизуемого хлора и упрощение процесса гидролиза диметилдихлорсилана. 2 табл.

Способ гидролиза диметилдихлорсилана эквимолярными количествами воды или насыщенным раствором соляной кислоты с выделением хлористого водорода в циркуляционном контуре с последующими догидролизом и промывкой гидролизата, отличающийся тем, что диметилдихлорсилан используют в виде его раствора с гидролизатом диметилдихлорсилана при соотношении 10-30 г гидролизата диметилдихлорсилана на 129 г (1 моль) диметилдихлорсилана.