[发明专利]一种合成三甲基铝的新方法

说明书

本发明提出合成三甲基铝的新方法,以下述化学反应方程式进行反应：CH₃AlCl₂·(CH₃)₂AlCl+6Na+3CH₃Cl＝2(CH₃)₃Al+6NaCl氯甲烷同时加进甲基氯化铝和钠反应体系，主反应生成三甲基铝，副产物新生态的单质铝立即与氯甲烷反应、原位重新生成甲基氯化铝，又继续与钠反应成三甲基铝。解决了副产铝覆盖金属钠和反应器粘壁问题，钠与甲基氯化铝反应完全，三甲基铝收率对投料的甲基氯化铝计算提高1倍。制备过程提高了安全性和对环境友好。

技术领域

本发明涉及一种三甲基铝制备,属于化工技术领域。

背景技术

三甲基铝用于制备甲基铝氧烷作为烯烃聚合用的茂金属助催化剂，用于制备半导体材料和光伏电池的封底层，用于制纳米材料等等。由于三甲基铝的广泛用途，日益被关注。

早先出现的一批三甲基铝的专利，具有共同缺点是副产物量大无利用价值，于是排放成了问题。

美国专利US2,744,127(1952,Ziegler)提出了一个相对简单的工艺，用镁铝合金比例于Mg₃Al₂至Mg₂Al之间，无醚存在时与溴甲烷反应得三甲基铝60～75％收率(镁铝合金法)。

美国专利US2,838,556(1955,Exxon)披露了用钠汞齐还原二乙基氯化铝至三乙基铝的方法(汞齐法)。

美国专利US2,839,556(1952,Ziegler)和美国专利US2909547(1952,Ziegler)发布了利用氟化钠转化二甲基氯化铝至三甲基铝的方法，假如第一步反应后把生成二甲基氟化铝从氯化钠中分离出来，再与氟化钠反应，最后副产六氟铝酸钠(冰晶石法)。

这些制三甲基铝的方法，起始原料价格高，副产无利用价值，废渣由于高反应活性、处理废渣设备投资大，耗费大。

美国专利US4,364,872(1981,Ethyl)用溴甲烷在铋盐催化下与三乙基铝进行烷基交换制三甲基铝，此法Ethyl Corp.先后分布了10多篇专利，原料成本高，而且得不到高纯产物。

于是，碱金属还原法发展起来了，广泛用于实验室规模和工业化生产三甲基铝。用金属钠或钾钠合金，与二甲基氯化铝或倍半甲基氯化铝(甲基二氯化铝与二甲基氯化铝的混合物)反应生成三甲基铝，副产金属铝和氯化钠。

3(CH₃)₂AlCl+3Na→2(CH₃)₃Al+Al+3NaCl (1)

CH₃AlCl₂·(CH₃)₂AlCl+3Na→(CH₃)₃Al+Al+3NaCl (2)

反应式(1)和(2)的过程，描述在美国专利US2,863,894(1954，ICI)、2,954,389(1957，Nat Distillers Chem Corp)、3,006,942(1957，Nat Distillers Chem Corp)、5,015,750(1990，Texas Alkyls)、5,359,116(1992，Wicto)和5,380,898(1993，Hoechst)等等中。

当钠与甲基氯化铝反应时，副产金属铝涂在金属钠表面形成硬壳，阻止钠与甲基氯化铝反应，物料结块沾壁，减慢反应速度，致使反应不完全。上述专利都致力于克服金属铝包裹金属钠造成的问题

ICI用液态钾钠合金还原倍半甲基溴化铝，蒸馏得三甲基铝收率50％，反应器内残留的金属铝和氯化钠、在溶剂中加活化剂后再通溴甲烷，使生成倍半甲基溴化铝再使用。