專利名稱：用于連續(xù)工業(yè)生產(chǎn)聚醚烷基烷氧基硅烷的裝置、反應(yīng)器和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于連續(xù)工業(yè)生產(chǎn)聚醚烷基烷氧基硅烷的新型反應(yīng)器和裝置以及相關(guān)方法，所述聚醚烷基烷氧基硅烷的生產(chǎn)通過讓?duì)?，?不飽和脂族聚醚化合物與HSi-化合物反應(yīng)進(jìn)行。

背景技術(shù)：
有機(jī)硅烷，例如乙烯基氯硅烷和乙烯基烷氧基硅烷(EP 0 456 901 A1，EP 0 806 427 A2)，氯烷基氯硅烷(DE-AS 28 15 316，EP 0 519 181 A1，DE195 34 853 A1，EP 0 823 434 A1，EP 1 020 473 A2)，烷基烷氧基硅烷(EP 0714 901 A1，DE 101 52 284 A1)，氟烷基烷氧基硅烷(EP 0 838 467 A1，DE103 01 997 A1)，氨基烷基烷氧基硅烷(DE-OS 27 53 124，EP 0 709 391 A2，EP 0 849 271 A2，EP 1 209 162 A2，EP 1 295 889 A2)，縮水甘油基氧基烷基烷氧基硅烷(EP 1 070 721 A2，EP 0 934 947 A2)，甲基丙烯酰氧基烷基烷氧基硅烷(EP 0 707 009 A1，EP 0 708 081 A2)，聚醚烷基烷氧基硅烷(EP0 387 689 A2)等具有高的技術(shù)和工業(yè)吸引力。制備它們的方法和裝置長(zhǎng)久以來就為已知。這些產(chǎn)品是噸數(shù)相對(duì)少的產(chǎn)品，并且絕大多數(shù)情況下以批次法(Batchverfahren)生產(chǎn)。通常，人們?yōu)榇耸褂枚嘤猛镜难b置，以達(dá)到盡可能高地充分利用批次裝置(Batch-Anlage)。然而，在產(chǎn)物更換時(shí)，需要昂貴的批次裝置的凈化和沖洗過程。此外，在大體積、昂貴和人員密集的批次裝置中常常需要長(zhǎng)的反應(yīng)混合物停留時(shí)間，以達(dá)到足夠的收率。此外，所述反應(yīng)通常伴隨著100-180kJ/mol反應(yīng)熱的放熱。因此，在反應(yīng)中不理想的副反應(yīng)也可以對(duì)選擇性和收率造成顯著的影響。當(dāng)所述反應(yīng)涉及氫化硅烷化反應(yīng)時(shí)，可能的氫的離析對(duì)安全技術(shù)提出了可觀的要求。此外，在半批次方式中，常常一起預(yù)先放置進(jìn)料物和催化劑，和向其中計(jì)量添加其它的進(jìn)料物。此外，在批次或者半批次裝置的工藝過程中小的波動(dòng)已經(jīng)引起不同批次之間收率和產(chǎn)物品質(zhì)的可觀變化。如果希望從實(shí)驗(yàn)室規(guī)模和中試規(guī)模轉(zhuǎn)變成批次規(guī)模(工藝過程放大(scale-up))，也遇到不少困難。
微結(jié)構(gòu)反應(yīng)器本身是已知的，例如用于連續(xù)生產(chǎn)聚醚醇(DE 10 2004013 551 A1)或者尤其是合成氨、甲醇、MTBE(WO 03/078052)。還已經(jīng)知道用于催化反應(yīng)的微型反應(yīng)器(WO 01/54807)。但是，迄今仍然缺少用于工業(yè)生產(chǎn)有機(jī)硅烷的微型反應(yīng)器技術(shù)，或者至少是不能實(shí)現(xiàn)。烷氧基硅烷和氯硅烷水解的趨勢(shì)(在少量濕氣時(shí)就已經(jīng)存在)和相應(yīng)地粘附在有機(jī)硅烷生產(chǎn)裝置中無疑也被視為長(zhǎng)久的問題。


發(fā)明內(nèi)容
因此存在這樣的任務(wù)，為工業(yè)生產(chǎn)聚醚烷基烷氧基硅烷提供另外的可能性。特別是存在這樣的要求，即提供連續(xù)生產(chǎn)這類有機(jī)硅烷的另外的可能性，其中力求使得上述缺陷最小化。
根據(jù)本發(fā)明，所提出的任務(wù)通過在權(quán)利要求書中列出的內(nèi)容得以解決。
在本發(fā)明情況下，令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，可以在存在催化劑C的情況下，以簡(jiǎn)單和經(jīng)濟(jì)的方式、以工業(yè)規(guī)模連續(xù)地在基于多元件反應(yīng)器(5)的裝置中有利地用α，β-不飽和脂族聚醚化合物(組分A)氫化硅烷化含HSi的組分B、特別是氫烷氧基硅烷，其中特別地，所述多元件反應(yīng)器(5)含有形式為可替換的前置反應(yīng)器(5.1)和至少一個(gè)另外的連接在所述前置反應(yīng)器下游的反應(yīng)器單元(5.3)的至少兩個(gè)反應(yīng)器單元。
因此，在本發(fā)明的實(shí)施方案中可以有利地通過使用多元件反應(yīng)器(5)以有助于連續(xù)操作本發(fā)明的方法，這是因?yàn)楸径嘣磻?yīng)器(5)使得可以仍然在操作條件下用新的前置反應(yīng)器有目的地、交替地更換這樣的前置反應(yīng)器，在后者中在一段操作時(shí)間后已經(jīng)沉積了顯著量的水解產(chǎn)物。
由此可以以特別有利的方式使用前置反應(yīng)器，該前置反應(yīng)器配備有填充物，由此可以實(shí)現(xiàn)有目的地和有效地分離水解產(chǎn)物和或水解顆粒，和由此降低由于沉淀和粘附到反應(yīng)器中導(dǎo)致的裝置阻塞趨勢(shì)和停機(jī)時(shí)間。
與批次進(jìn)料不同，在本發(fā)明中，進(jìn)料物可以在多元件反應(yīng)器緊前面連續(xù)預(yù)混和，由此也可以進(jìn)行冷混合，然后在多元件反應(yīng)器中加熱和在此有明確目標(biāo)地的和連續(xù)地反應(yīng)。也可以向該進(jìn)料物混合物添加催化劑。然后，所述產(chǎn)物可以連續(xù)后處理，例如在蒸發(fā)、精餾和/或在短路徑或者薄層蒸發(fā)器中進(jìn)行后處理(僅僅提及一些可能性)。在反應(yīng)時(shí)放出的反應(yīng)熱可以在多元件反應(yīng)器中有利地經(jīng)與反應(yīng)器體積成比例的反應(yīng)器內(nèi)壁的大表面積和(如果存在)經(jīng)載熱介質(zhì)導(dǎo)出。此外，在使用本多元件反應(yīng)器的情況下可以顯著提高快速放熱(wnnetnend)反應(yīng)的空時(shí)收率。這是通過更快速地混合進(jìn)料物、與批次法相比更高的平均進(jìn)料物濃度水平(也即不受進(jìn)料物貧化的限制)，和/或溫度升高(這通?？梢砸鸱磻?yīng)的額外加速)。此外，本發(fā)明使得可以以相對(duì)簡(jiǎn)單和經(jīng)濟(jì)的方式確保工藝安全。因此，在本發(fā)明情況下可以達(dá)到極高的工藝提高、特別是在反應(yīng)條件下與標(biāo)準(zhǔn)批次法相比縮短反應(yīng)時(shí)間超過99％，基于空時(shí)收率計(jì)。同時(shí)，通過較高的轉(zhuǎn)化率和選擇性還實(shí)現(xiàn)了直至20％的收率提高。優(yōu)選地，本發(fā)明的反應(yīng)在不銹鋼多元件反應(yīng)器中進(jìn)行。由此，可以以有利地方式避免為了進(jìn)行所述反應(yīng)使用特殊材料。此外，在加壓進(jìn)行反應(yīng)情況下通過連續(xù)方式進(jìn)行時(shí)，由金屬制備的反應(yīng)器可以確保更長(zhǎng)的使用壽命，這是因?yàn)榕c批次法相比，材料明顯更緩慢地受到疲勞侵襲。另外，與在批次法時(shí)進(jìn)行的可比較的實(shí)驗(yàn)相比，可重現(xiàn)性得以顯著改善。此外，通過本發(fā)明方法提供了在實(shí)驗(yàn)室規(guī)模和中試規(guī)模的結(jié)果轉(zhuǎn)化時(shí)的工藝過程放大風(fēng)險(xiǎn)。特別地，在利用本發(fā)明裝置的本發(fā)明連續(xù)方法中可以實(shí)現(xiàn)令人驚奇的長(zhǎng)的不停車裝置運(yùn)行時(shí)間，其中所述停車是由于粘附和/或沉積引起的，在本發(fā)明裝置中多元件反應(yīng)器有利地包含至少一個(gè)可替換的、優(yōu)選用填充物填充的前置反應(yīng)器。此外，以令人驚奇的方式發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明方法的特別有利之處在于，在實(shí)質(zhì)反應(yīng)開始之前，用反應(yīng)混合物(特別是當(dāng)該反應(yīng)混合物含有均相催化劑時(shí))沖洗(也即預(yù)先調(diào)節(jié))多元件反應(yīng)器。通過這一措施，可以出人意料地快速地將恒定的工藝條件調(diào)節(jié)到高水平。
因此，本發(fā)明的主題是用于工業(yè)上連續(xù)進(jìn)行反應(yīng)的裝置，其中，在存在催化劑C和任選的其它助劑的情況下，使α，β-不飽和脂族聚醚化合物A和HSi-化合物B反應(yīng)，該裝置至少基于下列針對(duì)組分A(1)和B(2)的進(jìn)料物總導(dǎo)管(Eduktzusammenführung)(3)；至少一個(gè)多元件反應(yīng)器(5)，就其而言其包含形式為至少一個(gè)可替換的前置反應(yīng)器(5.1)和至少一個(gè)另外的連接在該前置反應(yīng)器體系下游的反應(yīng)器單元(5.3)形式為至少兩個(gè)反應(yīng)器單元；和產(chǎn)物后處理(8)。
此外，本發(fā)明的主題還在于用于轉(zhuǎn)化可水解的硅烷、特別是含H-Si單元的那些的多元件反應(yīng)器(5)，就其而言包含形式為至少一個(gè)可替換的前置反應(yīng)器(5.1)和至少一個(gè)另外的連接在該前置反應(yīng)器體系下游的反應(yīng)單元(5.3)的至少兩個(gè)反應(yīng)器單元。
其中優(yōu)選的是，用填充物填充的前置反應(yīng)器(5.1)。對(duì)此合適的填充物是例如(但是并非排他性的)結(jié)構(gòu)性填充物，也即具有相同或者不同尺寸、優(yōu)選具有這樣的平均(durchschnittlich)顆粒尺寸、的規(guī)則或者不規(guī)則顆粒，其中橫截面的平均顆粒直徑優(yōu)選為各反應(yīng)器單元(5.1)的自由橫截面的≤1/3，特別優(yōu)選1/10至1/100，以及平均顆粒橫截面面積優(yōu)選為100-10-6mm2，例如具有圓形或者接近圓形或者矩形橫截面的碎屑、纖維/絨毛、球粒、碎片、條狀物、螺旋線、圓柱、管、薄片、鞍形、蜂巢狀、板、網(wǎng)格、織物、開孔海綿、不規(guī)則形狀或者空腔體、由上述結(jié)構(gòu)體制備的(結(jié)構(gòu))包裝或者束等等、由金屬、金屬氧化物、陶瓷、玻璃或者合成材料(例如鋼、不銹鋼、鈦、銅、鋁、氧化鈦、氧化鋁、金剛砂、氧化硅、石英、硅酸鹽、粘土、沸石、堿玻璃(Alkaliglas)、硼玻璃、石英玻璃、多孔陶瓷、玻璃化陶瓷、特殊陶瓷、SiC、Si3N4、BN、SiBNC等制成的球形體。



圖1-6示出了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案的裝置和裝置部分的流程圖。
這樣，圖1示出了一個(gè)優(yōu)選的連續(xù)裝置，其中進(jìn)料物組分A和B一起流入到單元(3)、供給到其中含有內(nèi)嵌的催化劑的單元(5)，在此處反應(yīng)和在單元(8)中后處理反應(yīng)產(chǎn)物。
圖2示出了本發(fā)明的連續(xù)裝置的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，其中向組分B引入催化劑C。但是，也可以將該催化劑(特別是均相催化劑)供給到單元(3)中，或者，如圖3可知，在多元件反應(yīng)器單元(5)入口前短距離內(nèi)將催化劑C計(jì)量添加到組分A和B的混合物中。
此外，可以向各上述料流添加任選的其它助劑。
其中，反應(yīng)器單元是指多元件反應(yīng)器(5)的元件，其中每個(gè)元件表示用于上述反應(yīng)的區(qū)或者反應(yīng)室，參見例如圖4中的(5.1)(以前置反應(yīng)器形式的反應(yīng)器單元)以及圖5中的(5.5)[整體區(qū)塊反應(yīng)器(Blockreaktor)(5.3.1)的反應(yīng)器單元]以及(5.10)[微管束式熱交換反應(yīng)器(5.9)的反應(yīng)器單元]。也即，在本發(fā)明范圍內(nèi)，多元件反應(yīng)器(5)的反應(yīng)器單元特別是不銹鋼毛細(xì)管或者石英玻璃毛細(xì)管、不銹鋼管和/或可能定制的不銹鋼反應(yīng)器，例如微管束式熱交換反應(yīng)器[例如(5.9)]中的前置反應(yīng)器(5.1)、管(5.10)以及整體區(qū)塊反應(yīng)器[例如(5.3.1)]形式的圍繞部分(5.5)。其中反應(yīng)器元件的內(nèi)壁可以被涂覆，例如用陶瓷層、金屬氧化物層涂覆，所述金屬氧化物例如是Al2O3、TiO2、SiO2、ZrO2、沸石、硅酸鹽，這里僅提及某一些，但是也可以使用有機(jī)聚合物涂覆、特別是用含氟聚合物，例如特富龍涂覆。
這樣，本發(fā)明的裝置包含一個(gè)或多個(gè)多元件反應(yīng)器(5)，就該多元反應(yīng)器而言基于至少2個(gè)至1 000 000個(gè)(包括其間的所有自然數(shù))反應(yīng)器單元、優(yōu)選3-10 000個(gè)、特別優(yōu)選4-1 000個(gè)，反應(yīng)器單元， 其中至少一個(gè)反應(yīng)器單元的反應(yīng)器室或者反應(yīng)室優(yōu)選具有垂直于流動(dòng)方向的半圓形、半橢圓形、圓形、橢圓形、三角形、正方形、矩形或者梯形橫截面。
優(yōu)選地，這種橫截面具有75μm2-75cm2的橫截面面積。特別優(yōu)選的是0.7-120mm2的橫截面面積(包括所有位于其間的數(shù)值)。在圓形橫截面的情況下，直徑優(yōu)選為≥30μm至＜15mm，特別是150μm至10mm。多角形橫截面優(yōu)選具有≥30μm至＜15mm，優(yōu)選0.1至12mm的邊長(zhǎng)。在根據(jù)本發(fā)明裝置的多元件反應(yīng)器(5)中可以存在具有不同成型的橫截面的反應(yīng)器單元。
此外，反應(yīng)器單元中的結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度(也即從反應(yīng)器單元中的反應(yīng)料流和/或產(chǎn)物料流的入口[參見例如(5.1和5.1.1)或者(5.5和5.5.1)]至出口[參見(5.1.2)或(5.5.2)])優(yōu)選為5cm-500m(包括所有位于期間的數(shù)值)，特別優(yōu)選≥15cm至100m，最特別優(yōu)選20cm-50m，特別是25cm-30m。
在本發(fā)明的裝置中特別優(yōu)選這樣的反應(yīng)器單元，在各種情況下，其反應(yīng)體積(也被稱為反應(yīng)器體積，也即橫截面面積和結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度的乘積)為0.01ml至100 l(包括位于期間的所有數(shù)值)。特別優(yōu)選地，本發(fā)明裝置的反應(yīng)器單元的反應(yīng)器體積為0.05ml至10l，最特別優(yōu)選1ml至5l，最特別優(yōu)選3ml至2l，特別是5ml至500ml。
此外，本發(fā)明裝置可以基于一個(gè)或多個(gè)多元件反應(yīng)器(5)，所述多元件反應(yīng)器(5)優(yōu)選并聯(lián)連接。但是，也可以將上述多元件反應(yīng)器(5)串聯(lián)連接，使得由前一個(gè)多元件反應(yīng)器排出的產(chǎn)物可以引導(dǎo)進(jìn)入后一個(gè)多元件反應(yīng)器。
現(xiàn)有的多元件反應(yīng)器(5)可以有利地用進(jìn)料物組分料流(4)和/或(5.2)進(jìn)行供料，所述進(jìn)料物組分料流(4)和/或(5.2)被合適地分配到各個(gè)支流(Teilstrm)中參見例如圖5中的(5.4)和圖6中的(5.11)。在反應(yīng)后可以將產(chǎn)物料流合流，參見例如圖5中的(5.7)、圖6中的(5.12)以及(7)，然后有利地在后處理單元(8)中進(jìn)行后處理。這種后處理單元(8)可以首先具有濃縮階段或者蒸發(fā)階段，接著是一個(gè)或多個(gè)蒸餾階段。
此外，本發(fā)明的裝置的多元件反應(yīng)器(5)基于至少一個(gè)、優(yōu)選至少兩個(gè)并聯(lián)連接的不銹鋼毛細(xì)管，或者基于至少兩個(gè)并聯(lián)連接的石英玻璃毛細(xì)管，或者至少一個(gè)管束式熱交換反應(yīng)器(5.9)或者至少一個(gè)整體區(qū)塊反應(yīng)器(5.3.1)。
其中人們使用特別是不銹鋼毛細(xì)管、反應(yīng)器或者前置反應(yīng)器，它們有利地由高強(qiáng)度、耐高溫以及不生銹的不銹鋼組成；示例性但是非排他性地，前置反應(yīng)器、毛細(xì)管、區(qū)塊反應(yīng)器、管束式熱交換反應(yīng)器等由1.4571或者1.4462型鋼構(gòu)成，參見特別是根據(jù)DIN 17007的鋼。此外，圍繞該反應(yīng)室的不銹鋼毛細(xì)管或者多元件反應(yīng)器表面可以具有聚合物層，例如含氟層，尤其是特富龍，或者具有陶瓷層，優(yōu)選視需要多孔的SiO2、TiO2或者Al2O3層，特別是用于吸附催化劑。
特別有利地，可以使用整體區(qū)塊反應(yīng)器，例如作為可調(diào)節(jié)溫度的區(qū)塊反應(yīng)器，其由特定的結(jié)構(gòu)化的金屬板構(gòu)成(下文也稱為平板)，由http://www.heatric.com/pche-construction.html可知。
所述結(jié)構(gòu)化金屬板或者平板的制備可以例如通過腐蝕、車削、剪切、銑削、沖壓、輥壓、電蝕、激光加工、等離子體技術(shù)或者其它本身已知的加工方法的技術(shù)進(jìn)行，由這些結(jié)構(gòu)化金屬板或者平板可制備出區(qū)塊反應(yīng)器。這樣，以特別高的精確度將良好限定和有目的取向的結(jié)構(gòu)，例如槽和接縫引入到金屬板(特別是由不銹鋼制備的金屬板)的一側(cè)上。由此，各個(gè)槽和/或接縫在其開始處位于金屬板的正面，貫穿并且通常結(jié)束于該金屬板相對(duì)設(shè)置的正面。
這樣，圖5示出了具有多個(gè)反應(yīng)器單元或者元件(5.5)的整體區(qū)塊反應(yīng)器(5.3.1)。其中這些平板通常由金屬基板和設(shè)置在其上的金屬壁(5.6)構(gòu)成，它們和由金屬制成的覆蓋板以及用于調(diào)節(jié)溫度的單元(6.5、6.6)、優(yōu)選另一平板或者結(jié)構(gòu)金屬板、一起限制了反應(yīng)室(5.5)。此外，所述單元(5.3.1)包含用于接收和分配反應(yīng)器元件(5.5)中的進(jìn)料物混合物(5.2)的區(qū)域(5.4)，和用于將來自反應(yīng)區(qū)域(5.5)的產(chǎn)物料流和產(chǎn)物料流(7)的排出物合流的區(qū)域(5.7)。此外，在整體區(qū)塊反應(yīng)器(5.3.1)框架內(nèi)，多個(gè)這樣的上述平板還可以彼此結(jié)合。所述結(jié)合可以例如通過(擴(kuò)散)焊接或者釬焊進(jìn)行；這些和其它這里可以應(yīng)用的加工技術(shù)還參見www.imm-mainz.de/seiten/de/u_050527115034_2679.php？PHPSESSID＝75a6285ebO433122b9cecaca3092dadb。此外，這種整體區(qū)塊反應(yīng)器(5.3.1)有利地被調(diào)溫單元(6.5、6.6)圍繞，所述調(diào)溫單元使得能夠加熱或者冷卻該區(qū)塊反應(yīng)器(5.3.1)，也即有目的的溫度調(diào)節(jié)。為此，介質(zhì)(D)(例如Marlotherm或者M(jìn)ediatherm)可以借助熱交換器(6.7)進(jìn)行調(diào)溫，和經(jīng)泵(6.9)的導(dǎo)管(6.8)和調(diào)溫單元(6.5)的導(dǎo)管(6.1)流入并經(jīng)(6.6)和(6.2)流出，并流入到熱交換器單元(6.7)中。在整體區(qū)塊反應(yīng)器(5.3.1)中釋放出的反應(yīng)熱可以最佳地控制在最短路徑，由此可以避免不利地影響所需反應(yīng)進(jìn)程的溫度尖峰。但是也可以如此設(shè)置整體區(qū)塊反應(yīng)器(5.3.1)和相關(guān)的調(diào)溫單元(6.5、6.6)，也即在兩個(gè)反應(yīng)器元件平面之間均設(shè)置有調(diào)溫平面，使得在區(qū)域(6.1、6.5)和(6.6、6.2)之間的溫度介質(zhì)的定向傳輸成為可能。
在本發(fā)明裝置中，特別優(yōu)選的是這樣的多元件反應(yīng)器(5)，該多元件反應(yīng)器(5)包含至少一個(gè)前置反應(yīng)器(5.1)和至少一個(gè)另外的反應(yīng)器單元(5.3)(例如不銹鋼毛細(xì)管)，或者至少一個(gè)前置反應(yīng)器(5.1)和至少一個(gè)整體區(qū)塊反應(yīng)器(5.3.1)，或者至少一個(gè)前置反應(yīng)器(5.1)和至少一個(gè)微管束式熱交換反應(yīng)器(5.9)，參見圖4。此外，由(D，6.3、6.4)使得所述前置反應(yīng)器(5.1)可以合適地調(diào)溫，也即可冷卻和/或可加熱。
通常，痕量的水就已經(jīng)導(dǎo)致烷氧基硅烷進(jìn)料物或者氯硅烷進(jìn)料物的水解，并由此導(dǎo)致沉積和粘附。在多元件反應(yīng)器(5)框架中的前置反應(yīng)器(5.1)(特別是用于硅烷反應(yīng)的)的這種實(shí)施方案的特別優(yōu)點(diǎn)在于除了進(jìn)行連續(xù)反應(yīng)之外，通過有目的地分離和排出水解產(chǎn)物和/或顆?？梢杂欣貙⒂?jì)劃外停機(jī)時(shí)間和故障時(shí)間減到最小。這樣，可以在根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的前置反應(yīng)器(5.1)上游和/或下游連接額外的用于顆粒分離的過濾器。
通常，本發(fā)明的用于工業(yè)上連續(xù)實(shí)施反應(yīng)的裝置基于下列針對(duì)組分A和B的進(jìn)料物總導(dǎo)管(3)、至少一個(gè)上述多元件反應(yīng)器(5)和產(chǎn)物后處理(8)，參見圖1、2和3，其中所述多元件反應(yīng)器(5)包含形式為可替換的前置反應(yīng)器(5.1)(其優(yōu)選用填充物填充)，和至少一個(gè)另外的連接在所述前置反應(yīng)器體系下游的反應(yīng)器單元(5.3)的至少兩個(gè)反應(yīng)器單元。
均來自儲(chǔ)罐單元的進(jìn)料物組分A和B可以借助泵和任選地借助差重體系(Differenzwgesystem)連續(xù)地有目的地合流到區(qū)域(3)中。通常，組分A和B在環(huán)境溫度，優(yōu)選在10-40℃計(jì)量添加，和在區(qū)域(3)混合。但是也可以預(yù)先加熱至少一種組分、兩種組分或者添加物或者相應(yīng)的混合物。因此，所述儲(chǔ)罐單元可以進(jìn)行氣候調(diào)節(jié)(klimatieren)和/或?qū)?chǔ)罐容器設(shè)計(jì)成可調(diào)溫的。此外，所述進(jìn)料物組分可以在壓力下合流。通過導(dǎo)管(4)可以連續(xù)地向多元件反應(yīng)器(5)供給進(jìn)料物混合物。
所述多元件反應(yīng)器(5)優(yōu)選借助調(diào)溫介質(zhì)D(6.1、6.2)達(dá)到或者保持在理想的操作溫度，使得根據(jù)本發(fā)明的裝置可以有利地避免不理想的溫度尖峰和溫度波動(dòng)或降低或?qū)⑵浣抵磷銐虻?，而溫度尖峰和溫度波?dòng)是由批次裝置已知的。
產(chǎn)物料流或者粗產(chǎn)物料流(7)可以連續(xù)供給到產(chǎn)物后處理(8)，例如精餾單元，其中，例如可以經(jīng)塔頂(10)抽出低沸點(diǎn)產(chǎn)物F(例如以過量使用的和最好可回收的硅烷)，和經(jīng)塔底(9)連續(xù)抽出高沸點(diǎn)產(chǎn)物E。但是，也可以從單元(8)抽出測(cè)流作為產(chǎn)物。
如果要求組分A和組分B的反應(yīng)必須在存在催化劑C的條件下進(jìn)行，那么可以以有利的方式通過計(jì)量添加將均相催化劑添加到進(jìn)料物料流中。但是也可以使用被計(jì)量添加到進(jìn)料物料流的懸浮催化劑。其中懸浮催化劑的最大顆粒直徑有利地應(yīng)小于多元件反應(yīng)器(5)的反應(yīng)器單元的最小自由橫截面的大小(Ausdehnung)的1/3。
由圖2可知，在區(qū)域(3)將它們和組分A合流之前，所述催化劑C被有利地計(jì)量添加到組分B中。
參見圖3，優(yōu)選在多元件反應(yīng)器入口前面不遠(yuǎn)處，經(jīng)過導(dǎo)管(2.2)將均相催化劑C或者懸浮催化劑C還有由A和B組成的混合物供給到導(dǎo)管(4)。
在均相催化劑的情況下，還可以向進(jìn)料物組分A和B添加其它的、主要呈液態(tài)的助劑，例如但非排他性的，激活劑、引發(fā)劑、穩(wěn)定劑、抑制劑、溶劑或者稀釋劑等。
但是，也可以選擇裝配有內(nèi)嵌的催化劑C的多元件反應(yīng)器(5)，參見圖1。其中催化劑C，例如但非排他性的，預(yù)置于各反應(yīng)器元件的反應(yīng)室表面上。
通常，本發(fā)明的用于工業(yè)上連續(xù)實(shí)施任選地在存在催化劑C以及其它助劑條件下的所述化合物A和化合物B的反應(yīng)的裝置基于下列至少一個(gè)進(jìn)料物總導(dǎo)管(3)；至少一個(gè)多元件反應(yīng)器(5)，就其而言包含至少兩個(gè)根據(jù)本發(fā)明的反應(yīng)器單元；和產(chǎn)物后處理(8)。合適地，在用于進(jìn)行反應(yīng)的儲(chǔ)罐單元中準(zhǔn)備進(jìn)料物或者使用原料，并按要求供給或計(jì)量添加。此外，根據(jù)本發(fā)明的裝置裝配有在現(xiàn)有技術(shù)中常規(guī)的測(cè)量、計(jì)量添加、關(guān)閉、運(yùn)輸、輸送、監(jiān)測(cè)、調(diào)節(jié)單元，以及廢氣和廢料處理裝置。此外，這種根據(jù)本發(fā)明的裝置可以有利地安裝在可運(yùn)輸以及可堆疊的容器中，并靈活操作。這樣，本發(fā)明的裝置可以例如快速和靈活地使用在各種情況下所需的進(jìn)料物來源和能量來源。人們可以利用本發(fā)明的裝置和所有優(yōu)點(diǎn)來連續(xù)制備產(chǎn)物，尤其是例如由顧客進(jìn)一步加工產(chǎn)物或者進(jìn)一步使用的場(chǎng)合。
本發(fā)明的用于連續(xù)工業(yè)實(shí)施α，β-不飽和化合物A和HSi化合物B的反應(yīng)的裝置的另外的特別突出的優(yōu)點(diǎn)在于現(xiàn)在提供了這樣的可能性，也即以簡(jiǎn)單和經(jīng)濟(jì)的方式連續(xù)和靈活地生產(chǎn)銷售量在每年5kg-100 000噸，優(yōu)選每年10kg-10 000噸的少量特殊產(chǎn)物。由此可以有利地避免不必要的停機(jī)時(shí)間、影響收率、選擇性的溫度尖峰和溫度波動(dòng)以及過長(zhǎng)的停留時(shí)間和由此導(dǎo)致的不理想的副反應(yīng)。特別地，可以利用這些裝置以從經(jīng)濟(jì)學(xué)、生態(tài)學(xué)、顧客友好程度方面而言最佳的方式制備上述硅烷。
因此，本發(fā)明的另一主題是工業(yè)上連續(xù)制備通式(I)的聚醚烷基烷氧基硅烷的方法 Y-Si(R‘)m(OR)3-m(I)， 其中Y表示式的H3C[O-(CH2)2]nO-(CH2)3-的聚醚烷基，其中n＝1-20或者H[O-(CH2)2]nO-(CH2)3-的聚醚烷基，其中n＝1-20，R‘和R獨(dú)立地表示C1-C4烷基，優(yōu)選甲基、乙基、正丙基，且m＝0或1， 在該方法中，在多元件反應(yīng)器(5)中于存在催化劑C以及任選的其它組分的條件下實(shí)施進(jìn)料物組分A和B的反應(yīng)，就多元件反應(yīng)器(5)而言其基于形式為至少一個(gè)可替換的前置反應(yīng)器(5.1)和至少一個(gè)另外的連接在該前置反應(yīng)器體系下游的反應(yīng)器單元(5.3)的至少兩個(gè)反應(yīng)器單元。
優(yōu)選地，所述反應(yīng)在至少一個(gè)多元件反應(yīng)器(5)中進(jìn)行，其反應(yīng)器單元由不銹鋼或者石英玻璃組成，或者其反應(yīng)室由不銹鋼或者石英玻璃限制，其中反應(yīng)器單元的表面可以經(jīng)涂覆或者被覆蓋，例如用特富龍涂覆或覆蓋。
此外，在本發(fā)明的方法中，優(yōu)選使用其各橫截面為半圓形、半橢圓形、圓形、橢圓形、三角形、正方形、矩形或梯形的反應(yīng)器單元。
其中，有利地使用其各橫截面面積為75μm2-75cm2的反應(yīng)器單元。
此外，優(yōu)選使用這樣的反應(yīng)器單元，其具有5cm-200m，特別優(yōu)選10cm-120m，最特別優(yōu)選15cm-80m，更特別18cm-30m的結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度，包括位于上述范圍之間的所有可能數(shù)值。
在本發(fā)明方法中使用合適的反應(yīng)器單元，其各反應(yīng)體積為0.01ml-100l(包括位于期間的所有數(shù)值)，優(yōu)選0.1ml-50l，特別優(yōu)選1ml-20l，最特別優(yōu)選2ml-10l，特別是5ml-5l。
在根據(jù)本發(fā)明的方法中，所述反應(yīng)同樣可以有利地在具有這樣的多元件反應(yīng)器(5)的裝置中進(jìn)行，所述多元件反應(yīng)器(5)基于下列(i)至少兩個(gè)并聯(lián)的前置反應(yīng)器(5.1)和至少一個(gè)連接在所述前置反應(yīng)器下游的不銹鋼毛細(xì)管，或者(ii)至少兩個(gè)并聯(lián)的前置反應(yīng)器(5.1)和至少一個(gè)連接在所述前置反應(yīng)器下游的石英玻璃毛細(xì)管，或者(iii)至少兩個(gè)并聯(lián)的前置反應(yīng)器(5.1)和至少一個(gè)整體區(qū)塊反應(yīng)器(5.3.1)，或者(iv)至少兩個(gè)并聯(lián)的前置反應(yīng)器(5.1)和至少一個(gè)管束式熱交換反應(yīng)器(5.9)。
特別有利的是這樣的多元件反應(yīng)器(5)，其包含至少兩個(gè)根據(jù)本發(fā)明的可替換前置反應(yīng)器(5.1)，在該前置反應(yīng)器(5.1)中設(shè)置有用于分離所用的可水解硅烷的水解產(chǎn)物的例如上文所述的填充物。特別有利地，本發(fā)明的方法在不銹鋼制備的反應(yīng)器單元中進(jìn)行。
此外，優(yōu)選的是，在本發(fā)明的方法中與進(jìn)料物/產(chǎn)物混合物相接觸的多元件反應(yīng)器的反應(yīng)器單元表面被催化劑涂覆。
一旦在本發(fā)明方法范圍內(nèi)，組分A和B在存在均相催化劑C的情況下發(fā)生反應(yīng)，那么就令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，特別有利的是，通過用均相催化劑C和組分B的混合物或者由均相催化劑C和組分A和B的混合物，或者短時(shí)間運(yùn)行該裝置(例如達(dá)10-120分鐘)和任選地一次或者多次以較高催化劑濃度沖洗，來預(yù)先調(diào)節(jié)該多元件反應(yīng)器。
用于預(yù)先調(diào)節(jié)該多元件反應(yīng)器的材料可以被接收和然后至少按比例再次計(jì)量添加到進(jìn)料物料流中，或者直接輸送到產(chǎn)物后處理過程和進(jìn)行后處理。
通過上述的預(yù)先調(diào)節(jié)多元件反應(yīng)器(特別是由不銹鋼構(gòu)成的)，可以以出人意料的和有利的方式更快地實(shí)現(xiàn)在最高收率下的穩(wěn)定操作狀態(tài)。
在本發(fā)明方法中，可以在氣相和/或液相中進(jìn)行所述反應(yīng)。其中，反應(yīng)混合物或者產(chǎn)物混合物可以以單相、雙相或者三相存在。優(yōu)選地，在本發(fā)明方法中，所述反應(yīng)以單相、特別是以液相進(jìn)行。
根據(jù)本發(fā)明的方法有利地在使用多元件反應(yīng)器條件下，于10-250℃和0.1-500巴絕對(duì)壓力下進(jìn)行。優(yōu)選地，組分A和B的反應(yīng)，特別是氫化硅烷化反應(yīng)，在多元件反應(yīng)器中于50-200℃溫度下、優(yōu)選60-180℃溫度下，和0.5-300巴絕對(duì)壓力下，優(yōu)選1-200巴絕對(duì)壓力下，特別優(yōu)選在2-50巴絕對(duì)壓力下進(jìn)行。
通常，在本發(fā)明裝置中的壓力差，也即進(jìn)料物總導(dǎo)管(3)和產(chǎn)物后處理(8)之間的壓力差，為1-10巴絕對(duì)壓力。有利地，特別是在使用三甲氧基硅烷(TMOS)時(shí)，本發(fā)明的裝置可以配備有恒壓調(diào)節(jié)閥。優(yōu)選地，所述恒壓調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)1-100巴絕對(duì)壓力，優(yōu)選直至70巴絕對(duì)壓力，特別優(yōu)選直至40巴絕對(duì)壓力，特別是10-35巴絕對(duì)壓力的值。
根據(jù)本發(fā)明，所述反應(yīng)可以在1-1·104h-1i.N.的線速度(LV)下進(jìn)行。反應(yīng)器單元中料流的流速優(yōu)選為0.0001-1m/s i.N.，特別優(yōu)選0.0005-0.7m/s，特別是0.05-0.3m/s，以及所有位于上述范圍內(nèi)的可能數(shù)值。如果論及在根據(jù)本發(fā)明反應(yīng)中的反應(yīng)器表面積(A)與反應(yīng)器體積(V)在多數(shù)情況下的比率，那么優(yōu)選20-5000m2/m3的A/V比，包括所有位于所述范圍內(nèi)的可能數(shù)值，以有利地進(jìn)行本發(fā)明的方法。該A/V比是針對(duì)熱傳導(dǎo)和可能的異相(壁)影響的量度。
因此，在本發(fā)明方法中，反應(yīng)有利地在10秒-60分鐘、優(yōu)選1-30分鐘、特別優(yōu)選2-20分鐘、特別是3-10分鐘的平均停留時(shí)間(9)條件下進(jìn)行。同樣，所有在上述范圍內(nèi)公開的可能數(shù)值單獨(dú)地都經(jīng)證實(shí)是有利的。
在根據(jù)本發(fā)明的方法中，作為組分A可以例如(但是非排他性地)使用下面的α，β-不飽和聚醚化合物或其相應(yīng)的混合物 其中n＝1-20，特別是數(shù)字2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12，13，14，15，16，17，18和19的H3C[O-(CH2)2]nO-CH2CH＝CH2和其中n＝1-20，特別是數(shù)字2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12，13，14，15，16，17，18和19的H[O-(CH2)2]nO-CH2CH＝CH2。
優(yōu)選地，在本發(fā)明方法中生產(chǎn)Dynasylan4140，3-(甲基聚乙二醇)丙基三烷氧基硅烷，對(duì)應(yīng)于m＝0和n＝2-20、特別優(yōu)選4-18、最特別優(yōu)選6-16、特別8-12、也即平均rd.為10的通式(I)。
在本發(fā)明方法中適合作為組分B的是通式(I I)的硅烷 HSi(R‘)m(OR)3-m(II)， 其中R‘和R獨(dú)立地表示C1-C4烷基，且m＝0或1，優(yōu)選R‘表示甲基和作為基團(tuán)R優(yōu)選甲基或乙基。
因此，根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選使用三甲氧基硅烷(TMOS)、三乙氧基硅烷(TEOS)、甲基二甲氧基硅烷或者甲基二乙氧基硅烷。
在本發(fā)明方法中，組分A和B優(yōu)選以1∶5-100∶1、特別優(yōu)選1∶4-5∶1，最特別優(yōu)選1∶2-2∶1，例如但非排他性地，1∶0.7-0.9，特別是1.0∶1.5-1.5∶1.0的A對(duì)B的摩爾比使用，包括所有在所述范圍之內(nèi)的可能數(shù)值。
本發(fā)明方法優(yōu)選在存在均相催化劑C的條件下進(jìn)行。但是，本發(fā)明方法也可以在不添加催化劑的條件下進(jìn)行，其中通?？梢灶A(yù)計(jì)到收率的明顯下降。
特別地，本發(fā)明方法被用來實(shí)施用于生產(chǎn)根據(jù)式(I)的有機(jī)硅烷的氫化硅烷化反應(yīng)，其中特別是選自下列的均相催化劑鉑系絡(luò)合催化劑，例如Karstedt型的那些，如在甲苯中的Pt(0)二乙烯基四甲基二硅氧烷，PtCl4，H2[PtCl6]或H2[PtCl6]·6H2O，優(yōu)選“Speyer-催化劑”，順式(Ph3P)2PtCl2、Pd、Rh、Ru、Cu、Ag、Au、Ir的絡(luò)合催化劑或者其它過渡金屬和貴金屬的那些。其中，可以將本身已知的絡(luò)合催化劑溶于有機(jī)溶劑、優(yōu)選極性溶劑中，示例性但非排他性地，醚，如THF，酮，如丙酮，醇，如異丙醇，脂族或者芳族烴，如甲苯、二甲苯。
此外，可以向所述均相催化劑或者均相催化劑溶液添加激活劑，例如以有機(jī)或者無機(jī)酸形式，例如HCl、H2SO4、H3PO4、單羧酸或者二羧酸、HCOOH、H3C-COOH、丙酸、草酸、琥珀酸、檸檬酸、苯甲酸、鄰苯二甲酸，這里僅提及一些。
此外，向反應(yīng)混合物添加有機(jī)或者無機(jī)酸可以實(shí)現(xiàn)其它有利的功能，例如作為穩(wěn)定劑和痕量范圍的雜質(zhì)的抑制劑。
只要在本發(fā)明方法中使用均相催化劑或者懸浮催化劑，那么基于金屬計(jì)，烯烴組分A對(duì)催化劑的摩爾比優(yōu)選為2 000 000∶1至1 000∶1，特別優(yōu)選1 000 000∶1至4 000∶1，特別是500 000∶1至10 000∶1，和在上述范圍之內(nèi)的所有可能數(shù)值。
但是，為了進(jìn)行氫化硅烷化反應(yīng)，也可以使用選自過渡金屬或者貴金屬或者相應(yīng)的多元素催化劑的內(nèi)嵌催化劑或者多相催化劑。因此，可以例如(但是非排他性地)使用貴金屬海綿體或者在活性炭上的貴金屬。但是，也可以在多元件反應(yīng)器范圍內(nèi)提供用于接收多相催化劑的固定床。因此，也可以例如(但是非排他性地)將在載體(例如尤其由SiO2、TiO2、Al2O3、ZrO2構(gòu)成的球體、條狀物、丸粒、圓柱體、攪拌子等)上的多相催化劑施加到反應(yīng)器單元的反應(yīng)區(qū)域中。
具有催化劑固定床的整體區(qū)塊反應(yīng)器的實(shí)例參見下面的http://www.heatric.com/iqs/sid.0833095090382426307150/mab_reactors.html 此外，作為助劑可以使用溶劑或者稀釋劑，例如醇、脂族以及芳族烴、醚、酯、酮、CKW、FCKW，僅列舉一些。這些助劑可以例如在產(chǎn)物后處理中從產(chǎn)物中被去除掉。
在本發(fā)明方法中，同樣可以使用抑制劑，例如聚合反應(yīng)抑制劑，或者相應(yīng)的混合物，作為額外的助劑。
通常，根據(jù)本發(fā)明的方法通過如下方式進(jìn)行 通常，首先計(jì)量添加進(jìn)料物組分A、B和視需要的C以及視需要的其它制劑，并將其混合。其中力爭(zhēng)達(dá)到精確度≤±20％，優(yōu)選≤±10％的均相催化劑。在特殊情況下，可以在多元件反應(yīng)器的入口前短距離處才向組分A和B的混合物計(jì)量添加均相催化劑以及任選的其它助劑。然后，可以向所述多元件反應(yīng)器供給進(jìn)料物混合物并在溫度控制條件下使所述組分反應(yīng)。但是，也可以在達(dá)到進(jìn)行反應(yīng)的溫度之前，先用含催化劑的進(jìn)料物或者進(jìn)料物混合物沖洗或者預(yù)先調(diào)節(jié)多元件反應(yīng)器。多元件反應(yīng)器的預(yù)調(diào)節(jié)也可以在稍微升高的溫度下進(jìn)行。然后，在多元件反應(yīng)器中合流的或者獲得的產(chǎn)物料流(粗產(chǎn)物)可以在本發(fā)明裝置的產(chǎn)物后處理中以合適的方式后處理，例如但非排他性地，通過真空蒸餾后處理，其中還可以使用汽提劑。所述方法優(yōu)選連續(xù)進(jìn)行。
因此，本發(fā)明的方法可以在使用本發(fā)明的裝置的條件下以有利的方式以5kg-100 000噸每年的產(chǎn)物產(chǎn)量連續(xù)操作。

具體實(shí)施例方式 本發(fā)明通過下述實(shí)施例進(jìn)行進(jìn)一步闡述，但并不限制本發(fā)明的主題。
實(shí)施例 實(shí)施例1 3-(甲基聚乙二醇)丙基三甲氧基硅烷的制備 用于連續(xù)生產(chǎn)3-(甲基聚乙二醇)丙基三甲氧基硅烷(Dynasylan4140)所用的裝置基本上由進(jìn)料物儲(chǔ)存容器、HPLC泵、調(diào)節(jié)、測(cè)量和計(jì)量添加單元、T型混合器、四個(gè)并聯(lián)的、可替換和用填充物填充的不銹鋼前置反應(yīng)器(直徑均為10mm、長(zhǎng)50mm、直徑平均為1.5mm的不銹鋼小球作為填充物)、不銹鋼整體區(qū)塊反應(yīng)器(對(duì)此參見圖5)，溫度調(diào)節(jié)器、恒壓調(diào)節(jié)閥、用N2操作的汽提塔和在裝置中用于供給進(jìn)料物的在上述裝置部分和產(chǎn)物出口、回收出口和廢氣出口之間的化合物導(dǎo)管。此外，針對(duì)前置反應(yīng)器和區(qū)塊反應(yīng)器設(shè)置了關(guān)于加熱體系和冷卻體系的溫度調(diào)節(jié)。
首先，在室溫下以烯烴∶Pt＝48000∶1的摩爾比和以烯烴∶乙酸＝1∶0.01的摩爾比計(jì)量添加聚醚烯烴(ZALP 500，Goldschmidt)和含HOAc的六氯鉑酸的丙酮溶液，并將其混合，并在T型混合器中與三甲氧基硅烷(TMOS，Degussa AG)以烯烴∶TMOS＝1∶0.85的摩爾比進(jìn)行混合，并供給到反應(yīng)器系統(tǒng)中。其中壓力為25±10巴。在裝置開動(dòng)時(shí)，應(yīng)當(dāng)力爭(zhēng)達(dá)到盡可能不含H2O的裝置狀態(tài)。此外，所述裝置在反應(yīng)器中溫度升高前用進(jìn)料物混合物沖洗2小時(shí)。以總共10kg/h的通過量將反應(yīng)器的溫度向前調(diào)節(jié)到110℃，并連續(xù)操作27天。在反應(yīng)器后定時(shí)抽取樣品用于GC-WLD測(cè)試?；谙N計(jì)，轉(zhuǎn)化率平均為97％，基于目標(biāo)產(chǎn)物計(jì)，選擇性為75％。所得的粗產(chǎn)物連續(xù)輸送到汽提塔中，并在150℃的夾套溫度、p＝20毫巴條件下用N2(體積流量＝100l/h，T＝150℃)連續(xù)汽提。所述塔頂產(chǎn)物經(jīng)冷凝，其大致由4重量％的丙酮、5重量％的乙酸、78重量％的TMOS、11重量％的四甲氧基硅烷和2重量％的甲醇組成。從塔底連續(xù)抽出大約9.8kg/h的氫化硅烷化產(chǎn)物(Dynasylan4140)。
實(shí)施例2 為制備3-(甲基乙二醇)丙基三甲氧基硅烷(Dynasylan4140)，使用根據(jù)實(shí)施例1的裝置。
首先，在室溫下以烯烴∶Pt＝48000∶1的摩爾比和以烯烴∶丙酸＝1∶0.01的摩爾比計(jì)量添加聚醚烯烴(ZALP 500，Goldschmidt)和含二甲苯的Pt(0)絡(luò)合催化劑(CPC072，Degussa)溶液，并將其混合，并在T型混合器中與三甲氧基硅烷(TMOS，Degussa AG)以烯烴∶TMOS＝1∶0.85的摩爾比進(jìn)行混合，并供給到反應(yīng)器系統(tǒng)中。其中壓力為25±10巴。在裝置開動(dòng)時(shí)，應(yīng)當(dāng)力爭(zhēng)達(dá)到盡可能不含H2O的裝置狀態(tài)。此外，所述裝置在反應(yīng)器中溫度升高前用進(jìn)料物混合物沖洗2小時(shí)。以總共10kg/h的通過量將反應(yīng)器的溫度向前調(diào)節(jié)到130℃，并連續(xù)操作10天。在反應(yīng)器之后定時(shí)抽取樣品用于GC-WLD測(cè)試。基于烯烴計(jì)，轉(zhuǎn)化率平均為97％，基于目標(biāo)產(chǎn)物計(jì)，選擇性為80％。所得的粗產(chǎn)物連續(xù)輸送到汽提塔中，并在150℃的夾套溫度、p＝200毫巴條件下用N2(體積流量＝100l/h，T＝150℃)連續(xù)汽提。所述塔頂產(chǎn)物經(jīng)冷凝，其大致由9重量％的丙酸、80重量％的TMOS、10重量％的四甲氧基硅烷和1重量％的二甲苯組成。從塔底連續(xù)抽出大約9.8kg/h的氫化硅烷化產(chǎn)物(Dynasylan4140)。
權(quán)利要求
1.一種用于工業(yè)上連續(xù)實(shí)施如下反應(yīng)的裝置，其中在存在催化劑C和任選的其它助劑的條件下使α，β-不飽和脂族聚醚化合物A和HSi-化合物B反應(yīng)，所述裝置至少基于如下針對(duì)組分A(1)和B(2)的進(jìn)料物總導(dǎo)管(3)，至少一個(gè)多元件反應(yīng)器(5)，就該多元件反應(yīng)器(5)而言其包含形式為至少一個(gè)可替換的前置反應(yīng)器(5.1)和至少一個(gè)其它的連接在所述前置反應(yīng)器體系下游的反應(yīng)器單元(5.3)的至少兩個(gè)反應(yīng)器單元，和產(chǎn)物后處理(8)。
2.權(quán)利要求1的裝置，其特征在于反應(yīng)器單元(5.3)，就該反應(yīng)器單元(5.3)而言包括1-100000個(gè)反應(yīng)器單元。
3.權(quán)利要求1或2的裝置，其特征在于反應(yīng)器單元，其中前置反應(yīng)器(5.1)具有5ml-10l的自由反應(yīng)體積，而反應(yīng)器單元(5.3)具有總共1ml-100l的自由反應(yīng)體積。
4.權(quán)利要求1-3之一的裝置，其特征在于至少一個(gè)多元件反應(yīng)器(5)，所述多元件反應(yīng)器(5)基于下列(i)至少兩個(gè)并聯(lián)的前置反應(yīng)器(5.1)和至少一個(gè)連接在所述前置反應(yīng)器下游的不銹鋼毛細(xì)管，或者(ii)至少兩個(gè)并聯(lián)的前置反應(yīng)器(5.1)和至少一個(gè)連接在所述前置反應(yīng)器下游的石英玻璃毛細(xì)管，或者(iii)至少兩個(gè)并聯(lián)的前置反應(yīng)器(5.1)和至少一個(gè)整體區(qū)塊反應(yīng)器(5.3.1)，或者(iv)至少兩個(gè)并聯(lián)的前置反應(yīng)器(5.1)和至少一個(gè)微管束式熱交換反應(yīng)器(5.9)。
5.權(quán)利要求1-4之一的裝置，其特征在于至少兩個(gè)前置反應(yīng)器(5.1)，所述前置反應(yīng)器(5.1)配備有填充物。
6.權(quán)利要求1-5之一的裝置，其特征在于多元件反應(yīng)器(5)，所述多元件反應(yīng)器(5)包含4-8個(gè)并聯(lián)的和用填充物填充的前置反應(yīng)器(5.1)和連接在所述前置反應(yīng)器下游的整體區(qū)塊反應(yīng)器(5.3.1)，就該整體區(qū)塊反應(yīng)器而言包含10-4000個(gè)反應(yīng)器單元(5.5)。
7.用于轉(zhuǎn)化可水解的硅烷的多元件反應(yīng)器(5)，就該多元件反應(yīng)器(5)而言其包含形式為至少一個(gè)可替換的前置反應(yīng)器(5.1)和至少一個(gè)其它的連接在所述前置反應(yīng)器下游的反應(yīng)器單元(5.3)形式的至少兩個(gè)反應(yīng)器單元。
8.權(quán)利要求1-6之一的裝置或者權(quán)利要求7的多元件反應(yīng)器，其特征在于前置反應(yīng)器(5.1)，所述前置反應(yīng)器(5.1)用結(jié)構(gòu)填充物(5.1.3)填充。
9.用于工業(yè)上連續(xù)生產(chǎn)通式(I)的聚醚烷基烷氧基硅烷的方法
Y-Si(R‘)m(OR)3-m(I)，
其中Y表示式的H3C[O-(CH2)2]nO-(CH2)3-的聚醚烷基，其中n＝1-20或者H[O-(CH2)2]nO-(CH2)3-的聚醚烷基，其中n＝1-20，R‘和R獨(dú)立地表示C1-C4烷基，且m＝0或1，
在該方法中，在多元件反應(yīng)器(5)中于存在催化劑C以及任選的其它組分的條件下實(shí)施進(jìn)料物組分A和B的反應(yīng)，就該多元件反應(yīng)器(5)而言其基于形式為至少一個(gè)可替換的前置反應(yīng)器(5.1)和至少一個(gè)另外的連接在該前置反應(yīng)器體系下游的反應(yīng)器單元(5.3)的至少兩個(gè)反應(yīng)器單元。
10.權(quán)利要求9的方法，其特征在于，所述反應(yīng)在至少一個(gè)多元件反應(yīng)器(5)中進(jìn)行，其中所述反應(yīng)器單元以不銹鋼構(gòu)造，并配備有至少兩個(gè)具有填充物(5.1.3)的前置反應(yīng)器(5.1)。
11.權(quán)利要求9或10的方法，其特征在于，使得選自下列的組分AH3C[O-(CH2)2]nO-CH2CH＝CH2，其中n＝1-20或者H[O-(CH2)2]nO-CH2CH＝CH2，其中n＝1-20，與組分B通式(II)的硅烷，反應(yīng)，
HSi(R‘)mOR3-m(II)，
通式(II)中R‘和R獨(dú)立地表示C1-C4烷基，且m＝0或1。
12.權(quán)利要求9-11之一的方法，其特征在于，以0.7-0.9∶1的摩爾比使用組分B，也即氫化硅烷，和A，也即聚醚烯烴。
13.權(quán)利要求9-12之一的方法，其特征在于，使用均相催化劑C，且其以1-2∶60000的對(duì)組分A的摩爾比使用，基于貴金屬計(jì)。
14.權(quán)利要求9-13之一的方法，其特征在于，所述反應(yīng)在存在基于PtCl4或者H2PtCl6的催化劑C的條件下進(jìn)行。
15.權(quán)利要求9-14之一的方法，其特征在于，用含有催化劑的進(jìn)料物混合物預(yù)調(diào)節(jié)多元件反應(yīng)器(5)。
16.權(quán)利要求9-15之一的方法，其特征在于，在多元件反應(yīng)器(5)中反應(yīng)在90-140℃溫度和15-35巴絕對(duì)壓力的壓力操作。
17.權(quán)利要求9-16之一的方法，其特征在于，所述反應(yīng)以1分鐘-10分鐘的平均停留時(shí)間進(jìn)行。
18.權(quán)利要求9-17之一的方法，其特征在于，所述反應(yīng)以20-50000m2/m3的反應(yīng)器表面對(duì)反應(yīng)器體積的比例A/V進(jìn)行。
19.權(quán)利要求9-18之一的方法，其特征在于，連續(xù)計(jì)量添加并混合進(jìn)料物組分A、B和C，然后將限定體積流量的進(jìn)料物混合物供給到多元件反應(yīng)器(5)中，反應(yīng)，并隨后后處理由此獲得的產(chǎn)物混合物。
20.權(quán)利要求9-19之一的方法，其特征在于，使用基于組分A、B和C的進(jìn)料物混合物，其含有作為其它組分的有機(jī)或者無機(jī)酸。
21.權(quán)利要求9-20之一的方法，其特征在于，作為其它組分使用乙酸，并將乙酸對(duì)組分A的摩爾比調(diào)節(jié)為0.01-5∶10000。
22.權(quán)利要求9-21之一的方法，其特征在于，在限定操作時(shí)間后用新的任選配備有填充物的前置反應(yīng)器更換任選地填充有填充物(5.1.3)的至少一個(gè)前置反應(yīng)器(5.1)，期間操作至少一個(gè)其它的前置反應(yīng)器(5.1)，以進(jìn)一步實(shí)施該連續(xù)方法。
23.權(quán)利要求9-22之一的方法，其特征在于，在前置反應(yīng)器(5.1)中的流動(dòng)速度低于在下游連接的反應(yīng)器單元的流動(dòng)速度。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于工業(yè)上連續(xù)實(shí)施如下反應(yīng)的裝置、反應(yīng)器和方法，其中在存在催化劑C和任選的其它助劑的條件下使α，β-不飽和脂族聚醚化合物A和HSi-化合物B反應(yīng)，所述裝置至少基于如下用于組分A(1)和B(2)的進(jìn)料物總導(dǎo)管(3)，至少一個(gè)多元件反應(yīng)器(5)，就該多元件反應(yīng)器(5)而言其包含形式為至少一個(gè)可替換的前置反應(yīng)器(5.1)和至少一個(gè)其它的連接在所述前置反應(yīng)器下游的反應(yīng)器單元(5.3)的至少兩個(gè)反應(yīng)器單元，和產(chǎn)物后處理(8)。
文檔編號(hào)C08K5/54GK101121785SQ20071014072
公開日2008年2月13日 申請(qǐng)日期2007年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月10日
發(fā)明者J·E·朗, G·馬克維茨, D·維沃斯, H·梅茨, N·施拉德貝克 申請(qǐng)人:德古薩有限責(zé)任公司