Технология элементоорганических мономеров и полимеров - Андрианов К.А.
Скачать (прямая ссылка):
Исходное сырье: диметилдихлорсилан (фракция 67—70,5 СС содержание хлора не более 58%), жидкий хлор (не менее 99,5% С12 не более 0,06% влаги) и азо-бис-изобутиронитрил (т. пл. 105— 106 °С; не более 0,5% влаги), применяемый в виде 2%-ного раствора в диметилдихлорсилане.
Процесс состоит из двух стадий: непрерывного хлорирования диметилдихлорсилана (с одновременной отгонкой непрореагировав-шего вещества); вакуумной ректификации продуктов хлорирования. Технологическая схема производства приведена на рис. 35.
Диметилдихлорсилан из емкости 18 насосом подается в мерник 1, установленный на аппарате 2, в котором приготавливают 2%-ный раствор азо-бис-изобутиронитрила в диметилдихлорсилане. Аппарат 2 представляет собой эмалированный сосуд с. мешалкой и загрузочным люком. Туда при работающей мешалке из мерника 1 подают диметилдихлорсилан и добавляют к нему через люк инициатор — азо-бис-изобутиронитрил в количестве, необходимом для образования 2%-ного раствора. После 30 мин перемешивания при
7*
100 Гл. 2. Получение галогенированных органохлорсиланов
20 °С смесь диметилдихлорсилана и инициатора сливают в промежуточную емкость 17, откуда ее периодически закачивают в напорный мерник 4. Далее смесь самотеком через ротаметр 6 подается в хлоратора. Хлоратор представляет собой стальной цилиндрический аппарат с рубашкой для обогрева и гильзой для термометра; в нижней части аппарата смонтировано распределительное устройство для подачи хлора. Температура в хлораторе поддерживается в пределах 65—70 °С и регулируется паром, подаваемым в рубашку, и подачей хлора.
Продукты хлорирования при выходе из хлоратора имеют такой средний состав: 3—3,5% метилдихлорметилдихлорсилана, 11—14% метилхлорметилдихлорсилана и 82,5—86% непрореагировавшего диметилдихлорсилана. Эта смесь поступает в среднюю часть колонны 7 на непрерывную ректификацию для отгонки непрореагировавшего диметилдихлорсилана и отпаривания растворенного хлористого водорода.
Непрореагировавший диметилдихлорсилан вместе с хлористым водородом отгоняется при температуре верха колонны 70—72 °С. Пары диметилдихлорсилана конденсируются в дефлегматоре 8, охлаждаемом водой. Конденсат стекает в разделительный фонарь, откуда большая часть его в виде флегмы возвращается на орошение колонны, а остальное количество через ротаметр 6 вновь поступает в хлоратор, где смешивается с 2%-ным раствором инициатора, для повторного хлорирования. Хлористый водород после дефлегматора 8. поступает в обратный игуритовый холодильник (на схеме не показан), где очищается отпримеси диметилдихлорсилана, после чего направляется на поглощение водой.
Продукты хлорирования имеют такой средний состав: 20—44% диметилдихлорсилана, 45—67% метилхлорметилдихлорсилана и 11— 13% полихлоридов (смесь метилдихлорметил- и метилтрихлорме-тилдихлорсилана). Они поступают в кипятильник 15, представляющий собой кожухотрубный теплообменник, в котором паром (4 am) поддерживается температура 115—120 °С. Из кипятильника продукты хлорирования непрерывно перетекают в емкость 16. Скорость отбора продуктов хлорирования достигает 5—7 л/ч. Из емкости 16 смесь периодически передавливается азотом в куб 14 для выделения метилхлорметилдихлорсилана отгонкой в вакууме.
После подачи хлорированных продуктов в куб 14 в рубашку куба подают пар (4—5 am); температуру в кубе во время отгонки поддерживают на уровне 100—120 "С. Отгоняющиеся пары поступают в ректификационную колонну 9, заполненную кольцами Рашига. В процессе ректификации там отбираются четыре фракции.
Фракция I, состоящая в основном из диметилдихлорсилана, отгоняется при атмосферном давлении до достижения температуры верха колонны 72 °С. Пары из верхней части колонны 9 конденсируются в охлаждаемом водой дефлегматоре 10. Конденсат поступает
Хлорированные метилхлорсиланы
101
в разделительный фонарь, откуда частично возвращается на орошение колонны, а частично отбирается в приемник 11. Скорость отбора конденсата 20 л/ч. Из приемника диметилдихлорсилан с плотностью не более 1,08 г/см3 может быть использован для приготовления раствора инициатора.
Фракция II (смесь диметиЛдихлорсилана и метилхлорметилдихлорсилана) отбирается в приемник 12 при температуре верха колонны 72—98 °С до достижения плотности погона 1,28 г/см3. Скорость отбора фракции 5,5—6 л/ч. После отбора II фракции при достижении температуры верха колонны 98 °С включают вакуум-насос и после создания вакуума начинают отбирать III фракцию. Ректификация продуктов хлорирования диметилдихлорсилана при атмосферном давлении приводит к значительному осмолению в кубе; применение же вакуума устраняет это явление и значительно облегчает обогрев куба.
Фракция III — метилхлорметилдихлорсилан — отбирается при температуре верха колонны 98—102 °С и остаточном давлении 360— 400 мм рт. ст. Она собирается в приемнике 13 до достижения плотности погона 1,29 г/см3. Скорость отбора фракции 15 л/ч.
Фракция IV, представляющая собой смесь метилхлорметилдихлорсилана и метилдихлорметилдихлорсилана, отбирается при постоянно увеличивающемся вакууме (остаточное давление 260— 220 мм рт. ст.) в температурном интервале 102—108 "С. Отбор ведут до достижения плотности фракции 1,40 г/см3. Скорость отбора 15—20 л/ч. Фракция IV по мере накопления может быть снова возвращена на вакуумную разгонку.
