PL206344B1 - Sposób i urządzenie do wytwarzania silanów zawierających grupy chlorometylowe - Google Patents

Sposób i urządzenie do wytwarzania silanów zawierających grupy chlorometylowe

Info

Publication number
PL206344B1
PL206344B1 PL356922A PL35692202A PL206344B1 PL 206344 B1 PL206344 B1 PL 206344B1 PL 356922 A PL356922 A PL 356922A PL 35692202 A PL35692202 A PL 35692202A PL 206344 B1 PL206344 B1 PL 206344B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
formula
methylsilane
chlorine
hydrogen chloride
tube
Prior art date
Application number
PL356922A
Other languages
English (en)
Other versions
PL356922A1 (en
Inventor
Helmut Hollfelder
Siegfried Pflaum
Franz Riener
Original Assignee
Wacker Chemie Agwacker Chemie Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=7705096&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=PL206344(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Wacker Chemie Agwacker Chemie Ag filed Critical Wacker Chemie Agwacker Chemie Ag
Publication of PL356922A1 publication Critical patent/PL356922A1/xx
Publication of PL206344B1 publication Critical patent/PL206344B1/pl

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F7/00—Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
    • C07F7/02—Silicon compounds
    • C07F7/08—Compounds having one or more C—Si linkages
    • C07F7/12—Organo silicon halides
    • C07F7/121—Preparation or treatment not provided for in C07F7/14, C07F7/16 or C07F7/20
    • C07F7/127—Preparation or treatment not provided for in C07F7/14, C07F7/16 or C07F7/20 by reactions not affecting the linkages to the silicon atom
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J19/12—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electromagnetic waves
    • B01J19/122—Incoherent waves
    • B01J19/123—Ultraviolet light
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J19/2415—Tubular reactors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J3/00—Processes of utilising sub-atmospheric or super-atmospheric pressure to effect chemical or physical change of matter; Apparatus therefor
    • B01J3/04—Pressure vessels, e.g. autoclaves
    • B01J3/042—Pressure vessels, e.g. autoclaves in the form of a tube
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00002—Chemical plants
    • B01J2219/00027—Process aspects
    • B01J2219/00033—Continuous processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/02—Apparatus characterised by their chemically-resistant properties
    • B01J2219/025—Apparatus characterised by their chemically-resistant properties characterised by the construction materials of the reactor vessel proper
    • B01J2219/0277—Metal based
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J2219/0873—Materials to be treated
    • B01J2219/0881—Two or more materials
    • B01J2219/0883—Gas-gas
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J2219/0873—Materials to be treated
    • B01J2219/0881—Two or more materials
    • B01J2219/0884—Gas-liquid

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania silanów zawierających grupy chlorometylowe, oraz odpowiednie urządzenie do wytwarzania takich silanów.
Chlorometylosilany można otrzymywać przez reakcję metylochlorosilanów z chlorem pod działaniem bogatego w energię światła w fazie ciekłej i gazowej. Wskazuje się tu np. na opis patentowy DE-A 2150718 (Bayer AG, ogłoszony 19.04.1973), w którym opisuje się sposób chlorowania metylochlorosilanów drogą reakcji wyjściowych silanów z chlorem, przy czym metylosilany miesza się wstępnie z chlorem w pierwszej strefie i mieszaninę tę w drugiej strefie poddaje się działaniu promieniowania wyzwalającego fotoreakcję, przy czym reakcję fotochemiczną prowadzi się poniżej temperatury wrzenia metylosilanu przeznaczonego do chlorowania. W opisie patentowym DE-A 2614197 (Dynamit Nobel AG, ogłoszony 13.10.1977) opisane jest ciągłe fotochlorowanie metylosilanów za pomocą chloru, przy czym reakcję fotochemiczną prowadzi się w temperaturze wrzenia mieszaniny reakcyjnej.
Znane sposoby wykazują jednak często poważne wady, zwłaszcza pod względem opłacalności i bezpieczeń stwa.
Wymienione wady w znacznie mniejszym stopniu wykazuje sposób i urządzenie według wynalazku.
Sposób wytwarzania silanów zawierających grupy chlorometylowe o wzorze (ClyCH3-y)a(CH3)bSiCl4-a-b (I) w którym y oznacza 1, 2 albo 3, a oznacza 1, 2, 3 lub 4, b oznacza 0, 1, 2 lub 3, z tym, ż e suma a+b wynosi 1, 2, 3 lub 4, według wynalazku charakteryzuje się tym, że metylosilany o wzorze (CH3)a+bSiCl4-(a+b) (II) poddaje się reakcji z chlorem w obecności chlorowodoru w ilości co najmniej 0,2% wagowych w przeliczeniu na masę wprowadzanego metylosilanu o wzorze (II), pod dział aniem wyzwalają cego chlorowanie promieniowania elektromagnetycznego, przy czym chlor stosuje się w ilości mniejszej od stechiometrycznej w stosunku do metylosilanu o wzorze (II) i reakcję prowadzi się w temperaturze poniżej temperatury wrzenia metylosilanu o wzorze (II).
Dla sposobu według wynalazku korzystne jest, gdy stosunek molowy stosowanego metylosilanu o wzorze (II) do chloru wynosi powyżej 2,0:1,0 oraz gdy proces prowadzi się w temperaturze o 5 do 15°C niższej niż temperatura wrzenia przeznaczonego do chlorowania metylosilanu o wzorze (II) i pod ciśnieniem otaczającej atmosfery, a więc w zakresie od 900 do 1500 hPa, najkorzystniej w sposób ciągły.
Szczególnie korzystny sposób wytwarzania chlorosilanów według wynalazku jest wtedy, gdy chlor, który może być w postaci gazowej lub ciekłej, oraz gazowy chlorowodór, wprowadza się ze stałą prędkością od dołu do pionowego reaktora rurowego, naświetlanego promiennikiem UV znajdującym się poza rurą albo w rurze reaktora, a przeznaczony do chlorowania metylosilan o wzorze (II) wprowadza się w nadmiarze, również od dołu i z taką prędkością, aby temperatura mieszaniny reakcyjnej utrzymywała się poniżej temperatury wrzenia wymienionego metylosilanu, przy czym reaktor rurowy w tym procesie nie jest chłodzony.
Wynalazek obejmuje również urządzenie do realizacji sposobu.
Urządzenie do wytwarzania silanów zawierających grupy chlorometylowe, pod działaniem wyzwalającego proces chlorowania promieniowania elektromagnetycznego, według wynalazku charakteryzuje się tym, że rurowe źródło rtęciowego promieniowania średniociśnieniowego z kwarcową rurą ochronną i płaszczem rurowym ze szkła borokrzemianowego umieszczone jest koncentrycznie w metalowej rurze zewnętrznej i jest załadowywane materiałami wyjściowymi i chlorowodorem od dołu, w sposób strumieniowy i przepł ywowo.
Jako silany o wzorze II, stosowane w sposobie według wynalazku, wymienia się metylotrichlorosilan, dimetylodichlorosilan, trimetylochlorosilan i tetrametylosilan.
Chociaż nie jest to uwidocznione we wzorach I i II, w sposobie według wynalazku można też stosować silany o wzorze II, w którym grupy metylowe są całkowicie lub częściowo zastąpione przez inne grupy alkilowe, takie jak np. grupy etylowe, propylowe, butylowe itp., co jednak nie jest korzystne.
W sposobie wedł ug wynalazku stosunek molowy wprowadzanego metylosilanu o wzorze II do chloru wynosi korzystnie powyżej 2,0:1,0, zwłaszcza w zakresie 6,0:1,0 do 31,0:1,0.
PL 206 344 B1
W sposobie wedł ug wynalazku chlorowodór wprowadza się w postaci metylosilanu nasyconego chlorowodorem pod ciśnieniem normalnym i w temperaturze najwyżej 40°C. Proces można jednak prowadzić też pod ciśnieniem wyższym lub niższym.
W sposobie wedł ug wynalazku napromieniowanie prowadzi się w zakresie dł ugoś ci fali korzystnie 200-800 nm, zwłaszcza 300-400 nm. Jako źródło promieniowania można stosować przy tym wszelkie lampy, które też dotychczas stosowano podczas fotochlorowania metylosilanów, przy czym źródło promieniowania może znajdować się wewnątrz lub na zewnątrz reaktora.
Jako przykłady lamp, które można stosować w sposobie według wynalazku do wytwarzania promieniowania wyzwalającego fotoreakcję, wymienia się lampy luminoforowe UVA oraz średniociśnieniowe promienniki rtęciowe korzystnie o długości fali 360-370 nm.
Promieniowanie zgodnie z wynalazkiem wykazuje korzystnie gęstość promieniowania 15 einsteinów/hm2, jak np. w urządzeniach do wytwarzania chlorometylosilanów o wzorze I na skalę wielkoprzemysłową.
Sposób według wynalazku można prowadzić w sposób ciągły jak i nieciągły, przy czym szczególnie korzystny jest ciągły sposób postępowania i dalej będzie on bliżej opisany.
Sposób według wynalazku można prowadzić we wszelkich typach reaktorów, które również dotychczas stosowano do prowadzenia reakcji ciągłych, takich jak reaktory rurowe, reaktory pętlicoworurowe i mieszalniki. Korzystnie jednak stosuje się reaktory rurowe i reaktory pętlicoworurowe, przy czym szczególnie korzystne są reaktory rurowe. W zależności od wybranego typu reaktora chlorowane produkty reakcji można ewentualnie zawracać do fotoreaktora. Na przykład w przypadku reaktora pętlicoworurowego możliwe jest całkowite zawracanie chlorowanych produktów reakcji, podczas gdy w reaktorze rurowym chlorowanych produktów reakcji korzystnie nie zawraca się.
Sposób według wynalazku prowadzi się korzystnie tak, aby mieszanina reakcyjna zawierała korzystnie najwyżej 35% wagowych chlorometylosilanu o wzorze I, zwłaszcza 5-15% wagowych chlorometylosilanu o wzorze I.
Materiały wyjściowe chlor i metylosilan o wzorze II wprowadza się do reaktora i poddaje promieniowaniu korzystnie oddzielnie bez wstępnego mieszania. Chlorowodór wprowadza się do reaktora oddzielnie albo miesza się wstępnie z wyjściowym metylosilanem o wzorze II. I tak można wstępnie mieszać chlorowodór z przeznaczonym do chlorowania metylosilanem o wzorze II albo stosować zawierający chlorowodór metylosilan z recyklingu z obróbki surowego produktu albo wprowadzać mieszaninę reakcyjną zawierającą chlorowodór.
W sposobie według wynalazku materiały wyjściowe oraz chlorowodór moż na wprowadzać do fotoreaktora we współprądzie, w szczególności w nieobecności chlorowanych produktów reakcji względnie z wyłączeniem mieszaniny reakcyjnej (stosowanie tylko czystych materiałów wyjściowych).
Reakcję według wynalazku prowadzi się poniżej temperatury wrzenia przeznaczonego do chlorowania metylosilanu o wzorze II korzystnie w taki sposób, aby utworzony chlorowodór odpowiednio do swojej rozpuszczalności w mieszaninie reakcyjnej możliwie całkowicie ulegał wygazowaniu już w reaktorze. Temperaturą reakcji steruje się korzystnie za pomocą nadmiaru przeznaczonego do chlorowania metylosilanu, stosując temperaturę wyraźnie niższą od temperatury wrzenia. Resztkowy chlorowodór wraz z nadmiarem przeznaczonego do chlorowania metylosilanu o wzorze II usuwa się podczas destylacji mieszaniny reakcyjnej.
Uzyskaną w sposobie według wynalazku ciekłą mieszaninę reakcyjną, która zasadniczo składa się z chlorowanego metylosilanu o wzorze I, w którym y=1 i a=1, nieprzereagowanego silanu o wzorze II, wyżej chlorowanych produktów oraz chlorowodoru odpowiednio do jego rozpuszczalności w mieszaninie reakcyjnej, można poddawać rozdzielaniu znanymi sposobami, takimi jak na przykład destylacja w kolumnie, przy czym otrzymuje się żądany produkt w bardzo czystej postaci. Nieprzereagowany metylosilan o wzorze II wraz z nieoddzielonym w pojemniku tymczasowym albo w cyklonie chlorowodorem można zawracać do reaktora rurowego.
Jeżeli w sposobie według wynalazku stosuje się reaktor pętlicoworurowy, to ciekłą, odgazowaną mieszaninę reakcyjną z pojemnika tymczasowego korzystnie chłodzi się i po części zawraca do reaktora rurowego.
Gazowy chlorowodór z pojemnika tymczasowego lub cyklonu wykorzystuje się korzystnie do innego zastosowania.
Podczas prowadzenia sposobu według wynalazku na szklanej powierzchni promiennika UV uwalnia się powstający chlorowodór w postaci gazowej, który dodatkowo redukuje skutkiem tego
PL 206 344 B1 laminarną warstwę graniczną strumienia materiałów wyjściowych i podwyższa dzięki temu użyteczną gęstość promieniowania promiennika UV.
Jako przykłady silanów o wzorze I otrzymywanych sposobem według wynalazku wymienia się (ClCH2)CH3SiCl2, (ClCH2)(CH3)2SiCl, (CICH2)SiCl3, (CICH2)(CH3)3Si, (CICH2)2CH3SiCl i (Cl2CH)(CH3)2SiCl.
Sposób według wynalazku ma tę zaletę, że można go prowadzić w prosty i łatwy sposób przy wysokim bezpieczeństwie pracy reaktora.
Sposób według wynalazku wykazuje ponadto korzystne oszczędzanie energii dzięki wykorzystaniu ciepła reakcji do odgazowania oraz do destylacyjnej obróbki mieszaniny reakcyjnej.
Sposób według wynalazku ma tę zaletę, że nie jest wymagane żadne oddzielne chłodzenie reaktora.
Ponadto sposób według wynalazku ma tę zaletę, że można za pomocą tego sposobu otrzymywać silany zawierające grupy chlorometylowe z wysokim stopniem przereagowania, co umożliwia ekonomiczne wytwarzanie chlorometylosilanów na skalę wielkoprzemysłową.
Urządzenie według wynalazku ma tę zaletę, że jest proste w budowie i może być obsługiwane w prosty i łatwy sposób.
Ponadto urządzenie według wynalazku ma tę zaletę, że zapewnia wysokie bezpieczeństwo obsługi i nie wymaga żadnych szczególnych środków ochronnych wobec bogatego w energię promieniowania.
Wynalazek zostanie bliżej objaśniony na przedstawionych poniżej przykładach realizacji wynalazku.
Jeśli nie podano inaczej, niżej opisane przykłady prowadzi się pod ciśnieniem otaczającej atmosfery, a więc około 1000 hPa, i w temperaturze pokojowej, a więc około 23°C, względnie w temperaturze, która ustala się przy połączeniu reagentów w temperaturze pokojowej bez dodatkowego ogrzewania lub chłodzenia. Poza tym wszelkie dane dotyczące części lub udziałów procentowych, o ile nie podano inaczej, odnoszą się do danych wagowych.
P r z y k ł a d 1. Wytwarzanie chlorometylotrichlorosilanu (Silan CM)
Reaktor pętlicoworurowy o objętości 1 litra napełnia się 720 g metylotrichlorosilanu. Do metylotrichlorosilanu wdmuchuje się 35 g chlorowodoru z prędkością 40 g/godzinę.
Szklaną rurę reakcyjną reaktora pętlicoworurowego naświetla się od zewnątrz promiennikiem UV o mocy 40 wat i o zakresie długości fali 315-400 nm (lampa luminoforowa UVA dostępna w handlu pod nazwą handlową „Osram Eversun”). Równocześnie wdmuchuje się 30 g gazowego chloru z prędkością 44 g/godzinę do dolnego końca strefy naświetlania.
Po wprowadzeniu 30 g chloru do dolnego końca strefy naświetlania podaje się w sposób ciągły 44 g/godzinę chloru oraz 1200 g/godzinę metylotrichlorosilanu (20°C).
Wychodzącą ze strefy naświetlania mieszaninę gazowo-ciekłą (30°C) rozdziela się w dołączonym dalej tymczasowym pojemniku: gazowy chlorowodór uchodzi poprzez głowicę, ciekłą mieszaninę reakcyjną odbiera się poprzez syfon i poddaje oczyszczeniu przez destylację.
Zawracaną w obiegu z pojemnika tymczasowego do szklanej rury reakcyjnej ciekłą mieszaninę reakcyjną chłodzi się do temperatury 20°C.
Produkt z syfonu obok metylotrichlorosilanu zawiera 5,0% chlorometylotrichlorosilanu oraz 1,2% dichlorometylo-trichlorosilanu i 0,7% trichlorometylotrichlorosilanu.
P r z y k ł a d 2. Wytwarzanie chlorometylometylodichlorosilanu (Silan CMM1)
Do ustawionego pionowo reaktora rurowego ze stali VA (długość = 1850 mm, średnica = 200 mm) z centrycznie wbudowanym rtę ciowym promiennikiem ś redniociś nieniowym (dł ugość = 1450 mm, średnica = 150 mm) o mocy 4 kW i o korzystnej długości fali 366 nm wprowadza się od dołu w sposób ciągły strumień 110 kg/godzinę ciekłego chloru, 4,0 m3/godzinę dimetylodichlorosilanu (30-33°C) oraz 1,0 m3/godzinę gazowego chlorowodoru.
Wychodzącą z reaktora rurowego, naświetloną mieszaninę gazowo-ciekłą (57°C) rozdziela się w cyklonie: chlorowodór uchodzi w postaci gazowej poprzez głowicę, a ciekły surowy produkt z odpływu dennego doprowadza się do ciągłego destylacyjnego rozdzielania na poszczególne składniki. Surowy produkt z cyklonu obok dimetylodichlorosilanu zawiera 8,6% chlorometylometylodichlorosilanu oraz 0,7% dichlorometylometylodichlorosilanu.
Podczas ciągłej destylacji surowego produktu nieprzereagowany dimetylodichlorosilan odbiera się poprzez szczyt kolumny destylacyjnej i ponownie doprowadza się do reaktora rurowego. Za pomocą zawracanego dimetylodichlorosilanu nastawia się dawkowanie gazowego chlorowodoru do reaktora rurowego.
PL 206 344 B1
Zawracany dimetylodichlorosilan uzupełnia się świeżym dimetylodichlorosilanem w ilości około 210 kg/godzinę do 4 m3/godzinę.
Temperatura szczytowa kolumny destylacyjnej wynosi 69°C, co odpowiada temperaturze wrzenia dimetylodichlorosilanu. Temperatura denna w stanie stacjonarnym wynosi 130°C.
Produkt odbierany z dna w sposób ciągły (surowy CMM1) ma następujący skład: 91,6% chlorometylometylodichlorosilanu, 0,1% dimetylodichlorosilanu, 7,1% dichlorometyloetylodichlorosilanu, 1,2% wyżej wrzących produktów ubocznych.
Otrzymuje się 245 kg/godzinę Surowy CMM1. Łączna wydajność czystego produktu w stosunku do wprowadzonego chloru wynosi więc 96,6%. Surowy CMM1 poddaje się oczyszczeniu przez destylację poprzez kolumnę. Chlorometylometylodichlorosilan otrzymuje się jako frakcję główną o czystości 99,0%.
P r z y k ł a d 3. Wytwarzanie chlorometylodimetylochlorosilanu (Silan CMM2)
Wytwarzanie prowadzi się analogicznie do przykładu 2.
Do reaktora rurowego ze zintegrowanym rtęciowym promiennikiem średniociśnieniowym, bliżej opisanym w przykładzie 2, doprowadza się od dołu w sposób ciągły 110 kg/godzinę ciekłego chloru, 5,0 m3/godzinę trimetylochlorosilanu (30°C) oraz 1,0 m3/godzinę gazowego chlorowodoru. Przy wprowadzaniu zawracanego trimetylochlorosilanu z destylacji zamyka się dopływ chlorowodoru. Uzyskany podczas destylacji zawracany trimetylochlorosilan uzupełnia się świeżym trimetylochlorosilanem w iloś ci okoł o 190 kg/godzinę do 5,0 m3/godzinę .
Na wyjściu reaktora temperatura wynosi 48°C. Surowy produkt z cyklonu obok trimetylochlorosilanu zawiera 10,2% chlorometylodimetylochlorosilanu oraz 0,7% wyżej wrzących silanów.
Produkt (surowy CMM2) odbierany w sposób ciągły z dna destylacji ma następujący skład: 95,5% chlorometylodimetylochlorosilanu, 0,1% trimetylochlorosilanu, 2,7% dichlorometylodimetylochlorosilanu, 1,7% wyżej wrzących produktów ubocznych.
Otrzymuje się 220 kg/godzinę surowego CMM2. Łączna wydajność czystego produktu w stosunku do wprowadzonego chloru wynosi więc 94,6%. Surowy CMM2 poddaje się oczyszczeniu przez destylację na kolumnie. Chlorometylodimetylochlorosilan uzyskuje się jako frakcję główną o czystości ponad 99,0%.
P r z y k ł a d 4. Wytwarzanie chlorometylodimetylochlorosilanu (Silan CMM2)
Do reaktora pętlicoworurowego o objętości 2,5 litra wprowadza się 2,0 kg trimetylochlorosilanu. Do trimetylochlorosilanu wdmuchuje się 35 g chlorowodoru z prędkością 40 g/godzinę.
Szklaną rurę reakcyjną reaktora pętlicoworurowego naświetla się od zewnątrz promiennikiem UV o mocy 40 wat i o zakresie długości fali 315-400 nm (lampa luminoforowa UVA dostępna w handlu pod nazwą handlową „Osram Eversun”). Równocześnie wdmuchuje się 30 g gazowego chloru z prędkością 44 g/godzinę do dolnego końca strefy naświetlania.
Równocześnie do dolnego końca strefy naświetlania wdmuchuje się x % molowych gazowego chloru (w stosunku do 2,0 kg trimetylochlorosilanu) z prędkością 88 g/godzinę, przy czym x ma znaczenie podane w tabeli 1.
Po wprowadzeniu. x % molowych chloru do dolnego końca strefy naświetlania doprowadza się w sposób cią g ł y x % molowych chloru na godzinę oraz 625 g/godzinę trimetylochlorosilanu (20°C).
T a b e l a 1
Wsad chloru Skład mieszaniny reakcyjnej
x % molowych chloru względem wprowadzonego trimetylochlorosilanu Chlor g/godzinę Trimetylo- chlorosilan Chlorometylo- dimetylochlorosilan Suma wyżej chlorowanych silanów
9,4 37 88,0 9,2 2,8
18,9 77 78,4 16,9 4,7
28,3 115 71,2 22,1 6,7
37,7 154 65,6 26,2 8,2
47,2 193 55,5 32,6 11,9
Wychodzącą ze strefy naświetlania mieszaninę gazowo-ciekłą (30°C) rozdziela się w dołączonym dalej tymczasowym pojemniku: gazowy chlorowodór uchodzi poprzez głowicę, ciekłą mieszaninę
PL 206 344 B1 reakcyjną odbiera się poprzez syfon i poddaje destylacji. Obok chlorometylodimetylochlorosilanu otrzymuje się dichlorometylodimetylochlorosilan i bis-(chlorometylo)metylochlorosilan o czystości co najmniej 98% względnie 96%.
Zawracaną w obiegu z pojemnika tymczasowego do szklanej rury reakcyjnej ciekłą mieszaninę reakcyjną chłodzi się do temperatury 20°C.
P r z y k ł a d 5. Wytwarzanie chlorometylodimetylochlorosilanu (Silan CMM2)
Do reaktora pętlicoworurowego o objętości 27 litrów wprowadza się 23 kg trimetylochlorosilanu. Do trimetylochlorosilanu wdmuchuje się 1,5 kg chlorowodoru z prędkością 2 kg/godzinę.
Szklaną rurę reakcyjną reaktora pętlicoworurowego naświetla się od zewnątrz promiennikiem UV o mocy 120 wat i o zakresie długości fali 315-400 nm (lampa luminoforowa UVA dostępna w handlu pod nazwą handlową „Osram Eversun”). Równocześnie wdmuchuje się 3,75 kg gazowego chloru z prę dkoś cią 18 kg/godzinę do dolnego końca strefy naś wietlania.
Po wprowadzeniu 3,75 kg chloru do dolnego końca strefy naświetlania wprowadza się w sposób ciągły 18 kg chloru na godzinę oraz 103 kg/godzinę trimetylochlorosilanu (-10°).
Na końcu strefy naświetlania temperatura wynosi 36°C. Wychodzącą ze strefy naświetlania mieszaninę gazowo-ciekłą rozdziela się w dołączonym dalej tymczasowym pojemniku: gazowy chlorowodór uchodzi poprzez głowicę, ciekłą mieszaninę reakcyjną odbiera się poprzez syfon i poddaje destylacji.
Zawracaną w obiegu z pojemnika tymczasowego do szklanej rury reakcyjnej ciekłą mieszaninę reakcyjną chłodzi się do temperatury 20°C.
Odgazowana mieszanina reakcyjna z pojemnika tymczasowego obok nieprzereagowanego trimetylochlorosilanu zawiera 23,9% wagowych chlorometylodimetylochlorosilanu oraz 3,3% dichlorometylodimetylo-chlorosilanu i 2,7% wyżej chlorowanych silanów.
Obróbkę mieszaniny reakcyjnej prowadzi się za pomocą ciągłej lub nieciągłej destylacji frakcjonowanej pod normalnym ciśnieniem. Uzyskany jako przedgon nieprzereagowany trimetylochlorosilan stosuje się znowu w procesie chlorowania bez dodatkowego oczyszczania. Chlorometylodimetylochlorosilan otrzymuje się jako frakcję główną o czystości ponad 99,0%.
P r z y k ł a d 6. Wytwarzanie chlorometylotrimetylosilanu (Silan-CMM3)
Do reaktora pętlicoworurowego o objętości 1 litra wprowadza się 630 g tetrametylosilanu. Do tetrametylosilanu wdmuchuje się 30 g chlorowodoru z prędkością 40 g/godzinę.
Szklaną rurę reakcyjną reaktora pętlicoworurowego naświetla się z zewnątrz promiennikiem UV (dostępny w handlu pod nazwą handlową „Osram Fluora-Strahler”) o mocy 18 wat i zakresie długości fali 400-800 nm. Równocześnie do dolnego końca strefy naświetlania wdmuchuje się 86 g gazowego chloru z prędkością 34 g/godzinę. Po wprowadzeniu 86 g chloru do dolnego końca strefy naświetlania wprowadza się w sposób ciągły 34 g chloru na godzinę oraz 250 g/godzinę wstępnie ochłodzonego tetrametylosilanu (-10°C).
Na końcu strefy naświetlania temperatura wynosi 0-1°C. Wychodzącą ze strefy naświetlania mieszaninę gazowo-ciekłą rozdziela się w dołączonym dalej tymczasowym pojemniku: gazowy chlorowodór uchodzi poprzez głowicę, ciekłą mieszaninę reakcyjną odbiera się poprzez syfon i poddaje destylacji.
Zawracaną w obiegu z pojemnika tymczasowego do szklanej rury reakcyjnej ciekłą mieszaninę reakcyjną chłodzi się do temperatury -10°C.
Odgazowana mieszanina reakcyjna z pojemnika tymczasowego obok nieprzereagowanego tetrametylosilanu zawiera 7,2% wagowych chlorometylotrimetylosilanu oraz 2,2% wyżej chlorowanych silanów.
Obróbkę mieszaniny reakcyjnej prowadzi się za pomocą ciągłej lub nieciągłej destylacji frakcjonowanej pod normalnym ciśnieniem. Uzyskany jako przedgon nieprzereagowany tetrametylosilan stosuje się znowu w procesie chlorowania bez dodatkowego oczyszczania.

Claims (6)

1. Sposób wytwarzania silanów zawierających grupy chlorometylowe o wzorze (ClyCH3-y)a(CH3)bSiCl4-a-b (I) w którym y oznacza 1, 2 albo 3, a oznacza 1, 2, 3 lub 4, b oznacza 0, 1, 2 lub 3, z tym, ż e suma a+b wynosi 1, 2, 3 lub 4, znamienny tym, że metylosilany o wzorze (CH3)a+bSiCl4-(a+b) (II) poddaje się reakcji z chlorem w obecności chlorowodoru w ilości co najmniej 0,2% wagowych w przeliczeniu na masę wprowadzanego metylosilanu o wzorze (II), pod dział aniem wyzwalają cego chlorowanie promieniowania elektromagnetycznego, przy czym chlor stosuje się w ilości mniejszej od stechiometrycznej w stosunku do metylosilanu o wzorze (II) i reakcję prowadzi się w temperaturze poniżej temperatury wrzenia metylosilanu o wzorze (II).
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosunek molowy stosowanego metylosilanu o wzorze (II) do chloru wynosi powyż ej 2,0:1,0.
3. Sposób według z zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że proces prowadzi się w temperaturze o 5 do 15°C niższej niż temperatura wrzenia przeznaczonego do chlorowania metylosilanu o wzorze (II) i pod ciśnieniem otaczającej atmosfery, a więc w zakresie od 900 do 1500 hPa.
4. Sposób według zastrz. 1-3, znamienny tym, że proces prowadzi się w sposób ciągły.
5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że chlor, który może być w postaci gazowej lub ciekłej oraz gazowy chlorowodór, wprowadza się ze stałą prędkością od dołu do pionowego reaktora rurowego, naświetlanego promiennikiem UV znajdującym się poza rurą albo w rurze reaktora, jak również przeznaczony do chlorowania metylosilan o wzorze (II), wprowadza się w nadmiarze, również od dołu z taką prędkością, aby temperatura mieszaniny reakcyjnej utrzymywała się poniżej temperatury wrzenia wymienionego metylosilanu, przy czym reaktor rurowy nie jest chłodzony.
6. Urządzenie do wytwarzania silanów zawierających grupy chlorometylowe, pod działaniem wyzwalającego proces chlorowania promieniowania elektromagnetycznego, znamienne tym, że rurowe źródło rtęciowego promieniowania średniociśnieniowego z kwarcową rurą ochronną i płaszczem rurowym ze szkła borokrzemianowego umieszczone jest koncentrycznie w metalowej rurze zewnętrznej i załadowywane jest od dołu materiałami wyjściowymi i chlorowodorem strumieniowo i przepływowo.
PL356922A 2001-11-08 2002-10-31 Sposób i urządzenie do wytwarzania silanów zawierających grupy chlorometylowe PL206344B1 (pl)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10154943A DE10154943C1 (de) 2001-11-08 2001-11-08 Verfahren zur Chlorierung von Methylsilanen sowie Vorrichtung zu dessen Durchführung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL356922A1 PL356922A1 (en) 2003-05-19
PL206344B1 true PL206344B1 (pl) 2010-07-30

Family

ID=7705096

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL356922A PL206344B1 (pl) 2001-11-08 2002-10-31 Sposób i urządzenie do wytwarzania silanów zawierających grupy chlorometylowe

Country Status (6)

Country Link
US (1) US6720440B2 (pl)
EP (1) EP1310501B1 (pl)
JP (1) JP3646111B2 (pl)
CN (1) CN1202112C (pl)
DE (2) DE10154943C1 (pl)
PL (1) PL206344B1 (pl)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0416256D0 (en) * 2004-07-20 2004-08-25 Avecia Ltd Manufacturing process
DE102010025366A1 (de) 2010-06-28 2011-12-29 Umex Gmbh Dresden Fotoreaktor
DE102010061816A1 (de) 2010-11-23 2012-05-24 Wacker Chemie Ag Verfahren zur Herstellung von Carbamatoorganosilanen
IN2015DN00635A (pl) * 2012-08-22 2015-06-26 Solvay
DE102014200838A1 (de) 2014-01-17 2015-07-23 Wacker Chemie Ag Polysiloxane mit alpha-Halogeneinheiten
DE102014201883A1 (de) 2014-02-03 2015-08-06 Wacker Chemie Ag Polysiloxane mit methylengebundenen polaren Gruppen
CN104558003B (zh) * 2015-01-27 2017-08-29 荆州市江汉精细化工有限公司 一种液相氯化反应制备氯甲基三氯硅烷的方法
CN114950307A (zh) * 2022-07-02 2022-08-30 研峰科技(北京)有限公司 一种制备氯甲基三甲基硅烷的装置及其使用方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2684974A (en) * 1948-06-01 1954-07-27 Allied Chem & Dye Corp Production of chloroalkylhalosilanes and chlorocycloalkylhalosilanes
DE850446C (de) * 1950-02-04 1952-09-25 Siemens Ag Verfahren und Einrichtung zur Bestrahlung, insbesondere Ultraviolett-bestrahlung, von stroemenden fluessigen oder gasfoermigen Stoffen oder Suspensionen
DE1247287B (de) * 1964-06-10 1967-08-17 Dynamit Nobel Ag Verfahren zur Herstellung von 1, 1, 1-Trichloraethan
BE789931A (fr) * 1971-10-12 1973-04-11 Bayer Ag Procede et appareil pour la chloration de methylchlorosilanes
DE2614197C2 (de) * 1976-04-02 1985-04-11 Dynamit Nobel Ag, 5210 Troisdorf Verfahren zur Herstellung von α-Chlormethylsilanen
US6303301B1 (en) * 1997-01-13 2001-10-16 Affymetrix, Inc. Expression monitoring for gene function identification
US6263287B1 (en) * 1998-11-12 2001-07-17 Scios Inc. Systems for the analysis of gene expression data
US6453241B1 (en) * 1998-12-23 2002-09-17 Rosetta Inpharmatics, Inc. Method and system for analyzing biological response signal data
US6222093B1 (en) * 1998-12-28 2001-04-24 Rosetta Inpharmatics, Inc. Methods for determining therapeutic index from gene expression profiles
AU2001243424A1 (en) * 2000-02-29 2001-09-12 Hrl Laboratories, Llc Cooperative mobile antenna system

Also Published As

Publication number Publication date
CN1417213A (zh) 2003-05-14
EP1310501A1 (de) 2003-05-14
DE10154943C1 (de) 2002-11-21
CN1202112C (zh) 2005-05-18
US20030088117A1 (en) 2003-05-08
JP2003183288A (ja) 2003-07-03
JP3646111B2 (ja) 2005-05-11
US6720440B2 (en) 2004-04-13
PL356922A1 (en) 2003-05-19
EP1310501B1 (de) 2005-01-05
DE50201944D1 (de) 2005-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0409141B2 (en) Method for preparing alkenylsilanes
KR101573933B1 (ko) 트리클로로실란의 제조 방법 및 제조 장치
JP2012501949A (ja) 流動層反応器、その使用及びクロロシランのエネルギー自立型の水素化方法
GB1578317A (en) Proces for splitting silicon-carbon bonds
PL206344B1 (pl) Sposób i urządzenie do wytwarzania silanów zawierających grupy chlorometylowe
JP2021520335A (ja) ハロシラン化合物を生成するための方法
EP0377900B1 (en) Process for preparation of silane
JP2837598B2 (ja) ビスシリルメタンの製造方法
US9272258B2 (en) Process for preparing alkenylhalosilanes and reactor suitable therefore
KR101816339B1 (ko) 연속식 관형반응기를 이용한 클로로실란가스 제조방법
US9718844B2 (en) Process for preparing alkenylhalosilanes and reactor suitable therefor
US3449393A (en) Preparation of methyl-(bromomethyl)-chlorosilanes
JP7130269B2 (ja) トリアルコキシシランの選択的合成方法
JPH10139786A (ja) ビニルトリクロロシランの製法
US3642596A (en) Process for preparing organochlorosilanes
US3844915A (en) Process for preparing organochlorosilanes
US8680312B2 (en) Process for conversion of disilanes
JPS604193A (ja) アルコキシシランの連続的製法
US3912604A (en) Process for brominating methylchlorosilanes
US5498739A (en) Method for introducing hydrocarbons into chlorosilanes
KR950002861B1 (ko) 트리스실릴메탄들과 그 제조방법
KR950004175B1 (ko) 트리스실릴알칸들과 그 제조방법
PL155571B1 (pl) Sposób selektywnego chlorowania metylochlorosilanów
JPS59199519A (ja) 廃ケイ素含有反応塊体を処理してハロシランを製造する方法