[发明专利]通过提高的直接法残留物的裂化合成有机基卤代硅烷单体

说明书

技术领域

本发明涉及提高的得自有机基卤代硅烷的直接合成的高沸点副产物的裂化。具体地，本发明披露了通过在催化剂的存在下常规可裂化的有机基卤代二硅烷的裂化(cleavage)、再分配(redistribution)和歧化(disproportionation)合成有机基卤代硅烷单体，所述催化剂包含杂环胺和15族季鎓化合物。

发明背景

烷基卤代硅烷和芳基卤代硅烷是广泛用于工业的有机硅和有机基官能硅烷的有价值的前体。甲基氯硅烷和苯基氯硅烷是尤其有价值的，且它们是这些种类中最普遍生产的产品。制备烷基卤代硅烷和芳基卤代硅烷的主要商业方法是通过Rochow-Müller直接法(也称为直接合成和直接反应)，其中使铜活化的硅与相应的有机基卤化物在气-固或淤浆相反应器中反应。从反应器中连续地除去气体产物和未反应的有机基卤化物以及细颗粒。从反应器中出来的热的流出物包括铜、金属卤化物、硅、硅化物、碳、气体有机基卤化物、有机基卤化硅烷、有机基卤化二硅烷、碳硅烷和烃的混合物。通常，首先使该混合物在旋风器和过滤器中经受气-固分离。然后在沉降器或含尘液储罐中使气体混合物和超细固体凝结，从沉降器或含尘液储罐中使有机基卤代硅烷、烃和一部分有机基卤代二硅烷和碳硅烷挥发，并将它们进行分馏以回收有机基卤代硅烷单体。定期地冲洗(purge)累积在沉降器中的固体以及较为不挥发的含硅化合物，并将它们送至废物处理或二级处理如催化氢氯化。将留在蒸馏后残留物中的有机基卤代二硅烷和碳硅烷也供给到氢氯化中。

在从反应器中冲洗出来的淤浆或蒸馏后残留物中的有机基卤代二硅烷、有机基卤代聚硅烷和碳硅烷、有关的硅氧烷和烃在有机基卤代硅烷单体之上沸腾。它们共同地称为直接法残留物(DPR)。术语较高沸点物质(higher boilers)、高沸点残留物和二硅烷馏分(disilane fraction)也可与DPR互换使用。DPR可以占直接合成产物混合物的1至10wt％，由于随之而来的可观吨数，所以DPR可以占Rochow-Müller法总原料成本的约1％至8％。因此，已作出许多努力来通过裂化、再分配和歧化过程从DPR回收有机基卤代硅烷单体和其它有价值物质。

裂化是用于描述如下过程的术语：通过该过程，使二硅烷、三硅烷、聚硅烷和碳硅烷反应，从而制得单体硅烷。氢氯化反应和氢解作用是裂化方法的实例。再分配是键合于硅原子的基团的重排，使得在反应期间产生新的分子。例如，在如下所示的化学方程式中，通过R¹₃SiX和R¹SiX₃的再分配形成R¹₂SiX₂类化合物。通过可逆反应将R¹₂SiX₂转化成原始的反应物，该可逆反应称为歧化反应。