纯化污染的气体氯化氢的方法

摘要

本发明的目的是用于纯化包含选自水、有机氯硅烷A和它们的水解产物的杂质的污染的气体氯化氢的方法，其中用液体有机氯硅烷B洗涤所述气体氯化氢。

权利要求

1.一种用于纯化包含选自水、有机氯硅烷A和它们的水解产物的杂质的污染的气体氯化氢的方法，其中，用液体有机氯硅烷B洗涤所述污染的气体氯化氢，并且在使用所述液体有机氯硅烷B洗涤之后用液体氯甲烷洗涤所述污染的气体氯化氢；所述有机氯硅烷A和所述液体有机氯硅烷B具有以下通式I：RaSiCl4-a    (I)

其中，

基团R是选自氢和未取代的和取代的C6-C18烃基的相同或不同的基团，并且a是1、2或3，条件是基团R的至少10mol％是烃基。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述污染的气体氯化氢来源于有机氯硅烷A的水解。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述有机氯硅烷A选自二甲基二氯硅烷、三甲基氯硅烷、甲基三氯硅烷和它们的混合物。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述有机氯硅烷A和所述液体有机氯硅烷B相同。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，将用于水解所述污染的气体氯化氢的水所需的所述液体有机氯硅烷B的化学计量的至少10倍用于洗涤。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，使用所述液体有机氯硅烷B洗涤所述污染的气体氯化氢在0℃至50℃的温度下进行。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其中，使用所述液体氯甲烷洗涤的温度是-15℃至-

55℃。

8.根据权利要求1或2所述的方法，其中，将纯化的氯化氢用于制备氯甲烷。

说明书

纯化污染的气体氯化氢的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及用于使用液体有机氯硅烷纯化污染的气体氯化氢的方法。

背景技术

[0002] 通常工业上以形成气体氯化氢的方式进行有机氯硅烷水解。这种氯化氢常见地不仅包含水份而且包含痕量的起始硅烷和它们的水解产物。在二甲基二氯硅烷作为起始硅烷的情况下，除了水之外，存在痕量的环状硅氧烷例如六甲基环三硅氧烷和八甲基环四硅氧烷、线性有机硅氧烷例如二氯四甲基二硅氧烷或二羟基四甲基二硅氧烷和较高的端部的氯-或羟基-取代的同系物。

[0003] 例如，在硅氧烷设备(plant)中将氯化氢连同甲醇一起使用来生产氯甲烷：MeOH+HCl-->MeCl+H2O(Me＝甲基)。

[0004] 如果这些硅氧烷成分进入氯甲烷设备，那么在气相催化剂、常见地活性氧化铝的情况下，由于覆盖表面，催化剂变得失活。在液相催化的情况下，其可以导致热交换器积垢，并且硅氧烷成分连同反应的水一起进入废水并在那里导致CSB污染。

[0005] 为此，在氯甲烷生产之前，氯化氢优选地不含硅烷和硅氧烷成分。

[0006] DE 3816783A1描述了通过蒸馏纯化污染的氯化氢。这是非常复杂的，因为由于其非常低的沸点，必须压缩氯化氢使得能够冷凝纯化的氯化氢。

[0007] CN 101423193 A和CN 203333289描述了使用冷的氢氯酸洗涤，其优选地来源于水解过程。然而，为此，必须借助于另外的技术装置将氢氯酸冷却至-15℃以下的温度。

[0008] CN103724367A描述了使用氯甲烷作为复杂的纯化系统的一部分的洗涤(scrub)。低温表示招致由水和/或固体硅氧烷成分结冰的风险，例如八甲基环四硅氧烷的冰点是17-
18℃。在水分的存在下，对于非常低的温度(<-40℃)需要耐腐蚀的材料，其很大程度上使材料的选择复杂化。

发明内容

[0009] 本发明提供了用于纯化包含选自水、有机氯硅烷A和它们的水解产物的杂质的污染的气体氯化氢的方法，其中，用液体有机氯硅烷B洗涤气体氯化氢。

[0010] 该方法的实施简单且便宜。杂质可被可靠地除去。在处理洗涤的气体氯化氢期间，不存在冰冻的风险，可以使用处理干气体氯化氢常用的材料并且仅少量的制冷剂是必需的。

[0011] 气体氯化氢优选地来源于有机氯硅烷A的水解。该方法原则上适用于产生气体氯化氢的有机氯硅烷A的所有水解。

[0012] 有机氯硅烷A优选地具有通式I：

[0013] RaSiCl4-a  (I)

[0014] 其中，

[0015] 基团R是选自氢和未取代的和取代的C6-C18烃基的相同或不同的基团，并且[0016] a是0、1、2或3，

[0017] 条件是基团R的至少10mol％是烃基。

[0018] 通式(I)中的基团R的实例是烷基基团如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基、叔戊基基团、己基基团如正己基基团、庚基基团如正庚基基团、辛基基团如正辛基基团和异辛基基团如2,2,4-三甲基戊基基团、壬基基团如正壬基基团、癸基基团如正癸基基团；环烷基基团如环戊基、环己基、4-乙基环己基、环庚基基团、降冰片基基团和甲基环己基基团；芳基基团如苯基、联苯基、萘基基团；烷基芳基基团如邻-、间-、对-甲苯基基团和乙基苯基基团；芳基烷基基团如苄基基团、α-和β-苯乙基基团。

[0019] 取代的基团R的实例是卤烷基基团如3,3,3-三氟-正丙基基团、2,2,2,2',2',2'-六氟异丙基基团和七氟异丙基基团。

[0020] R优选地具有1至6个碳原子。特别优选的是甲基或苯基基团。

[0021] 特别优选的是水解二甲基二氯硅烷、三甲基氯硅烷、甲基三氯硅烷和它们的混合物。特别地，气体氯化氢来源于二甲基二氯硅烷的水解。优选地使用水解的起始氯硅烷洗涤污染的气体氯化氢，即有机氯硅烷A和有机氯硅烷B是相同的。

[0022] 有机氯硅烷B特别优选地是二甲基二氯硅烷、三甲基氯硅烷、甲基三氯硅烷和它们的混合物。特别地，有机氯硅烷B是二甲基二氯硅烷。

[0023] 优选地使用水解污染的气体氯化氢的水所需的有机氯硅烷B的化学计算的量的至少10倍、特别地20倍进行洗涤。以这种方式，完全除去水并除去大部分的相对高沸的低聚物。

[0024] 在用液体有机氯硅烷B洗涤之后，根据压力和温度，用有机氯硅烷B饱和氯化氢。优势在于由于氯化氢不再是腐蚀性的而易于选择用于进一步的加工步骤的材料，以及另一优势在于有机氯硅烷A和B常见地具有非常低的熔点，并为此甚至在非常低的温度下不用预期冰冻。对于二甲基二氯硅烷的优选的情形，熔点是-76℃。在该步骤之后，可以使用简单的金属材料，其较低廉并且对机械负载(mechanical loading)也不太敏感。

[0025] 使用有机氯硅烷B洗涤氯化氢优选地在0℃至50℃、特别地10℃至30℃的温度下进行。压力优选地是1至20巴、特别是2至10巴。

[0026] 使用有机氯硅烷B洗涤氯化氢选地在洗涤塔(scrubbing column)中进行。洗涤塔优选地由玻璃、瓷漆金属(enameled metal)或塑料组成。

[0027] 在一个优选的实施方式中，在使用有机氯硅烷B洗涤之后，用液体氯甲烷洗涤氯化氢。通过蒸发氯甲烷冷却现在的干燥氯化氢气体。温度优选地是-15℃至-55℃、特别优选地-20℃至-50℃。压力优选地是1至20巴、特别是2至10巴。

[0028] 硅烷成分在此冷凝出来，并且可以将它们再循环至第一洗涤器(scrubber)。优选地将氯甲烷的量调节为使得在洗涤塔的顶部实现恒定的期望的温度。根据蒸气压力，纯化的氯化氢包含氯甲烷。然而，由于优选地将氯化氢用于制备氯甲烷，所以这种成分不干扰进一步的用途并因此可以保留在氯化氢中。优选地将气体氯化氢用作用于合成氯甲烷的原材料。

[0029] 优选地使用0.05倍至1倍、特别地0.1倍至0.5倍的量的氯甲烷进行用氯甲烷的洗涤，每种情况都是基于气体氯化氢的质量。

[0030] 使用氯甲烷洗涤氯化氢优选地在洗涤塔中进行。优选地在塔的上部三分之一将液体氯甲烷引入到洗涤塔中。洗涤塔可以由金属、特别地钢组成。

[0031] 在上式中的所有以上符号在每种情况下具有它们彼此独立的含义。除非另外指出，否则所有量和百分比都是按重量计，所有压力都是0.10MPa(绝对值)以及所有温度是20℃。

具体实施方式

[0032] 实施例：

[0033] 通过气相色谱法确定以下测量值。

[0034] 来自二甲基二氯硅烷的水解的HCl流股包含0.15％的六甲基环四硅氧烷、0.32％的八甲基环四硅氧烷、0.06％的十甲基环五硅氧烷、0.15％的二氯四甲基二硅氧烷和0.5％的水。

[0035] 在第一洗涤器中，在下端在4巴下将17t/h这种污染的HCl气体引入并使其与在顶部引入的500kg的二甲基二氯硅烷接触；从氯甲烷洗涤器向其中添加1000kg的底部产物(bottom)。排除水和硅氧烷至低于检测限。

[0036] 在下端将第一洗涤器的塔顶产物引入到氯甲烷洗涤器中，并且1000Kg/h的二甲基二氯硅烷进入氯甲烷洗涤器，在其顶部引入2600Kg/h的液体氯甲烷。建立顶部-44℃和底部-20℃的温度。作为氯甲烷洗涤器中的底部产物分离出所有二甲基二氯硅烷并将其再循环至第一洗涤器。将已经除去硅氧烷组分并在氯甲烷洗涤器的顶部排出的HCl气体与一定比例的2600kg/h氯甲烷进料至氯甲烷合成。