Способ получения олигодиэтилсилоксанов

 

О П И С А Н И Е (11)887586

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 28.12.79 (21) 2860744/23-05 (51) М Клз

С 08G 77/06 с присоединением заявки №

Государственный комитет (23) Приоритет

СССР ло делам изобретений и открытий (43) Опубликовано 07.12.81. Бюллетень ¹ 45 (53) УДК 678.84 (088.8) (45) Дата опубликования описания 07.12.81

Ю. В. Тетивкин, Е. В. Федотов, С. И. Пашинцев; T. В. Королева, К. П. Гриневич, Л. А. Голубчикова и И. С. Аидртохина (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОЛИГОДИЭТИЛСИЛОКСАНОВ

Изобретение относится к области химической технологии, точнее к способу получения олигодиэтилсилоксанов, применяемых в качестве приборных жидкостей основ консистентных смазок, теплоносителей, рабочих жидкостей, модификаторов синтетического волокна.

Известен способ получения олигодиэтилсилоксанов перегруппировкой согидролизата смеси этилэтоксисиланов в присутствии сульфированного сополимера стирола и дивинилбензола (1).

Недостатком этого способа является отравление катализатора сульфоэтпловым эфиром, образующимся при взаимодействии этилэтоксисиланов с сульфогруппами катализатора.

Наиболее близким по технической сущности и достигнутым результатам к данному изобретению является взятый за прототип способ получения олигодиэтилсплоксанов перегруппировкой согидролизата смеси этилэтоксисиланов, содержащего, мол. диэтилсилоксигрупп 65 — 93, триэтилсилоксигрупп 4,4 — 20,0, этоксигрупп 0,5 — 10,0 и моноэтилсилоксигрупп 0,1 — 7,0, в каскаде трех реакторов на неподвижном слое сульфокатионита — сульфированного сополимера стирола и дивинилбензола в присутствии

1 — 4% воды при 95 — 105 С с последующей отдувкой азотом воды и этилового спирта в обогреваемой до 130 — 150 С полой трубке (2). Этот спосоо обеспечивает непрерывность процесса и дает возможность повысить качество олигодиэтилсилоксанов — снизить содержание этоксильных групп в продукте перегруппировки.

Недостатком указанного способа является сложность технологического оформления

1О процесса, связанная с тем, что каталитическая перегруппировка и последующая отдувка побочных продуктов реакции осуществляется при разных температурах. Технологическая схема состоит из трех каскадов, 15 каждый каскад содержит два аппарата с различными тепловыми потоками, при этом в первом каскаде сульфокатионит (как катализатор перегруппировки) практически не работает, в нем происходит, в основном, 20 только процесс деэтоксилирования. Кроме того, способ характеризуется недостаточно высокой производительностью, обусловленной скоростью подачи продукта согидролиза на каталитическую перегруппировку.

Целью изобретения является упрощение процесса и увеличение его производительности.

Поставленную цель достигают за счет того, что олигодиэтилсилоксаны получают пе30 регруппировкой при 110 — 120 С в режиме

887586

Таблица 1

Сравнительная характеристика параметров цроцесса квтвлнтнческой перегруппировки олнгоэтилснлоксанов н выхода и характеристика продукта каталитической перегруппировки цо предлагаемому способу и способу прототипу о

Ф о л; и о ч ж о, о д а

Данные по

Наименование показателей процесса каталитнческой перегруппировки прототипу примеру 1 примеру 2 примеру 3

Вязкость смеси олигоэтилсилоксзнов, 3arpy>zaeza>z на каталитнческую перегруппировку, ССТ

Содержание этоксигрупп, в смеси олнгоэтилсилоксанов, загружаемых на перегруппировку, Э;

Количество аппаратов каталнтической перегруппировки

Температура процесса каталитической перегруппировки, С

Температура отдувкн побочных продуктов, С

Скорость подачи жидкости на каталнтнческую перегруппировку, мл/ч

Скорость подачи азота, л/мин

Содержание этоксигрупп в продукте каталитической перегруппировки, и

Вязкость продукта каталитнческой перегруппировки, сст

Выход целевой жидкости (ПЗС-5) цри разгонке продукта кзталитической перегруцпировкн, N

17

12

2,5

110 †1

110 †1

110 †1

110 †1

110 — 120

110 †1

100

130 †1

1,5

0,5

1,5

1,5

0,2

0,13

0,0б

0,05

50

73

50,8

50,0

51,7 псевдоожижения согидролизата смеси этилэтоксисиланов, содержащего, вес. /о. диэтилсилоксигрупп 65 — 95, триэтилсилоксигрупп 5 — 20, моноэтилсилоксигрупп 0 — 10 и этоксигрупп 0,5 — 10, в присутствии катализатора — сульфированного сополимера стирола и дивинилбензола и воды в количестве 1 — 4 /о от веса согидролизата с одновременной продувкой инертным газом.

Способ осуществляют следующим образом. В вертикальный аппарат, состоящий из двух зон (нижней цилиндрической реакционной зоны и верхней сепаратора) и снабженный приборами контроля температуры, на вмонтированную в цилиндрическую часть аппарата сетку загружают катализатор — сульфи ров анны и сопол имер стирола и дивинилбензола, затем сверху реакционной зоны производят непрерывную подачу с заданной скоростью согидролизата, содержащего, вес. /о .. диэтилсилоксигрупп 65 — 95, триэтилсилоксигрупп 5 — 20, моноэтилсилоксигрупп 0 — 10 и этоксигрупп

0,5 — 10, и воды (2 — 4 от веса олигоэтилсилоксанов), одновременно снизу реакционной зоны под сетку с катализатором подают азот со скоростью (1,4 — 1,6 л/мин), позволяющей вести процесс каталитической перегруппировки в режиме псевдоожижения на системе газ-жидкость-твердое вещество и обеспечивающей высокую эффективность проведения процесса диэтоксилирования и каталитической перегруппировки за счет высокоразвитой поверхности контакта фаз.

Температура в реакционной зоне 100—

120 С. Пары воды и спирта отделяют в сепараторе и затем собирают в сборнике, жидкость (продукт каталитической перегруппировки) через переливной патрубок стекает в нижнюю часть реакционной зоны аппарата и поступает на вакуумную разгонку. От продукта каталитической перегруппировки отделяют легколетучие фракции. Кубовый остаток с температурой кипения выше 250 С при Р 1 — 5 мм рт. ст. и вязкостью 200 †5 сст при 20 С является

10 целевым продуктом. Легколетучие продукты могут быть разогнаны с целью получения жидкостей с вязкостью, сст. при 20 С:

1,5 — 4,5 (ПЭС-1), 6 — 12 (ПЭС-2), 14 — 17 (ПЭС-З), 42 — 48 (ПЭС-4) или подвергнуты

15 каталитической перегруппировке с целью получения жидкости с вязкостью 200—

500 сст (ПЭС-5) .

Пример 1. В реакционный аппарат на

20 сетку загружают 6 г катализатора и начинают непрерывную подачу сверху жидкости — смеси олигоэтилсилоксанов (с вязкостью 12 сст и содержанием этоксигрупп

4О/о) со скоростью 30 мл/ч и воды со скоро25 стью 0,6 — 1,2 мл/ч, а снизу азота со скоростью 1,5 л/мин. Продукт перегруппировки из реактора стекает вниз аппарата и в сборник. Пары спирта и воды вместе с азотом поступают в сепаратор и затем собира30 ются в ловушке. Катализат (продукт каталитической перегруппировки) разгоняют в вакууме (1 — 5 мм рт. ст.) и выделяют жидкость с температурой кипения выше 250 С (ПЭС-5) . Характеристика жидкости пред35 ставлена в табл. 2.

Условия и результаты остальных опытов приведены в табл. 1 и 2.

887581) Т абл ица 2

Характеристика полиэтилсилоктановой жидкости (ПЭС-5) по нормам ГОСТ и по предлагаемому способу

Установлено анализом в соответствии с примером

Кормы по

ГОСТ 13004 — 78 для ПЭС-5

Наименование показателей качества

Прозрачная жидкость

Не более 0,25

Отсутствие

200 †5

Не ниже 265

Не более 0,25

26,4 — 28,0

6 вЂ

Не более 0,001

Прозрачная жидкость

0,20 0,20 (0,20

Отсутствуют

Внешний вид

Цвет по иодометрпческой шкале

Механические примеси, ь

Кпнсматическая вязкость, сст, прп 20 С

Температура вспышки, С

Содержание этоксильных групп, у, Содержание кремния, Концентрация водородных ионов, рН

Содержание воды, io

272

0,10

27,9

6,5

279

0,08

28,0

6,5

Отсутствует

0,15

28,0

6,5

Формула изобретения

Составитель В. Комарова

Редактор П. Горькова Техред A. Камышникова Корректор О. Силуянова

Заказ 2512/19 Изд № 643 Тираж 530 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Из приведенных примеров и данных таблиц видно, что способ согласно изобретению позволяет проводить процесс каталитической перегруппировки со скоростью подачи жидкости в 1,5 — 2 раза большей, чем скорость подачи в прототипе (см. табл. 1, графы 6,3 — 6,6), что увеличивает производительность аппарата, при этом повышается и процесс деэтоксилирования, в результате чего снижается содержание этокснгрупп в продукте каталитической перегруппировки и в полиэтилсилоксановой жидкости (ПЭС-5) и улучшается ее качество (см. табл. 1 графы 8,3 — 8,6 и табл. 2, графы

6,3 — 6,6) .

Кроме того, процесс каталитической перегруппировки и процесс деэтоксилирования осуществляют одновременно в одном аппарате и при одной температуре, что значительно упрощает процесс.

Полиэтилсилоксановая жидкость (ПЭС-5), получаемая по предлагаемому способу, соответствует показателям ГОСТ.

Способ получения олигодиэтилсилоксанов перегруппировкой согидролизата смеси этилэтоксисиланов, содержащего, вес. /о

65 — 95 диэтилсилоксигрупп, 5 — 20 триэтилсилоксигрупп, 0 — 10 моноэтилсилоксигрупп и 0,5 — 10 этоксигрупп в присутствии катализатора — сульфированного сополимера

10 стирола и дивинилбензола и воды в количестве 1 — 4% от веса согидролизата с продувкой инертным газом при нагревании, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса и повышения его произво15 дительности, продувку инертным газом проводят одновременно с перегруппировкой при 110 — 120 С в режиме псевдоожижения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 312855, кл. С 08G 77/06, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР № 438668, кл. С 08G 77/06, 1974 (прототип).