2) Существующие в отечественной технологии схемы сложны,

мало эффективны,

не удовлетворяют современным требованиям техники безопасности эксплуатации производств и не удовлетворяют требованиям ресурсо- и энергоэффективности.

Отгонка непрореагировавшего хлористого метила и ректификация смеси метилхлорсиланов.

В результате прямого синтеза метилхлорсиланов образуется конденсат следующего состава: 40—70% метилхлорсиланов и 30—60% хлористого метила (непрореагировавшего).

Сначала из этой смеси отгоняют непрореагпровавший хлористый метил, а затем ведут ректификацию конденсата, полученного в процессе прямого синтеза. Ректификацию можно осуществлять на насадочных или тарельчатых колоннах из обычной стали (коррозии аппаратуры не наблюдается, если в систему не попадает влага).

Схема отгонки непрореагировавшего хлористого метила и ректификации смеси метилхлорсиланов приведена на рис. 13. Отгонка осуществляется при избыточном давлении 5—5,5 am. Из напорной емкости 1 смесь непрерывно поступает в подогреватель 2, откуда при 50—60 °С направляется на питающую тарелку ректификационной колонны 3.

В колонне происходит разделение метилхлорсиланов и хлористого метила. Метилхлорсиланы из куба 4 отбираются в сборник 10. Температура в кубе поддерживается в пределах 145—155 °С паром (10 am), подаваемым в рубашку куба. Хлористый метил конденсируется в дефлегматоре 5, охлаждаемом фреоном (—50 °С), откуда часть хлористого метила возвращается в колонну 3, а остальное количество через холодильник 6 собирается в приемнике 8. Несконденсировавшийся хлористый метил из дефлегматора 5 и хо­лодильника 6 поступает в конденсатор 7, а оттуда сливается в приемник 8 и сборник 9. Отогнанный хлористый метил затем снова возвращается на синтез.

Отгонка хлористого метила заканчивается, когда при двух последовательных анализах содержание СН3С1 в кубе будет не более 3%. Кубовый остаток — смесь метилхлорсиланов собирается в сборнике 10.

Первая ступень ректификации. Смесь метилхлорсиланов из сборника 10 периодически передавливается в напорную емкость 11 первой ступени

непрерывной ректификации, а оттуда через подогреватель 12 при 50—65 °С самотеком поступает на питающую тарелку ректификационной колонны 13. Из колонны кубовая жидкость (метилтрихлорсилан, диметилдихлорсилан и кубовый остаток) стекает в куб 14, где поддерживается температура 80—90 °С, и оттуда непрерывно сливается в сборник 22. Пары головной фракции с температурой до 58 °С, состоящие из остатков хлористого метила, ди- и трихлорсилана, диметилхлорсилана, метилдихлорсилана и азеотропной смеси четыреххлористого кремния и триметил- хлорсилана, после колонны поступают в. дефлегматор 15, охлаждаемый водой, и в дефлегматор 16, охлаждаемый рассолом (—15 °С). Затем через холодильник 17 конденсат собирается в приемнике 19. Легколетучие продукты, не сконденсировавшиеся в дефлегматорах 2$ и 26*, посту­пают в конденсатор 18, охлаждаемый фреоном (—50 СС), где они конденсируются, и также стекают у приемник 19. По мере накопления конденсат из приемника 19 передавливается в сборник 20.

Вторая ступень ректификации. Из сборника 22 смесь, состоя­щая из 25—35% метилтрихлорсилана, 46—60% диметнлдихлорси-лана и 20—25% высококипящего кубового остатка, насосом 22, перекачивается в напорную емкость 24 на вторую ступень непрерыв-' ной ректификации. Из этой емкости смесь поступает в подогрева­тель 26, откуда при 60—65 °С подается на питающую тарелку рек­тификационной колонны 25. Там в виде кубовой жидкости выделяется высококипящий остаток, содержащий до 10% диметилдихлорсилана. Этот остаток сливается из куба 27 в сборник 28 и снова поступает на ректификацию, а смесь паров метилтрихлорсилана и диметил­дихлорсилана, пройдяколонну 25, поступаетпри —70 СС в дефлегма­тор 23. Из дефлегматора часть конденсата возвращается на орошение колонны, а остальное количество попадает через холодильник 29 в напорную емкость 30 третьей ступени ректификации.

Третья ступень ректификации. Смесь, состоящая из 25—40% метилтрихлорсилана и 60—75% диметилдихлорсилана, из напорной емкости 30 через подогреватель 31 при 70—75 °С поступает на питающую тарелку ректификационной колонны 32. Диметилдихлорсилан в виде кубовой жидкости стекает в куб 33, где поддерживается .тем­пература 85—90 °С, а оттуда сливается в сборник 34. Пары метил­трихлорсилана из колонны поступают при 65—67 °Св дефлегматор 35. Часть конденсата возвращается оттуда на орошение колонны, а остальное количество через холодильник 36 собирается в приемпнке 37 и по мере накопления метилтрихлорсилана сливается в сборник 42.

Разделение головных фракций. Сырьем для ректификации служит головная фракция, полученная на первой ступени непрерывной' ректификации метилхлорсиланов. Головная фракция из сборника 20. самотеком поступает в куб 44. Температура в кубе в начале процесса поддерживается 60—70 °С, а в конце — от 90 до 95 °С. Пары из куба поднимаются вверх по колонне 40 и поступают в дефлегматоры 39, охлаждаемые водой и рассолом (—15 °С), откуда часть конденсата ' в виде флегмы возвращается на орошение колонны 40, а остальное количество через холодильник 38 собирается в приемниках 41л далее-поступает в сборники 43.Температура паров в верхней части колонны 40 составляет 31— 35 °С при отгонке трихлорсилана, 38—44 °С при отгонке метилдихлорсилана, 53—57 °С при отгонке азеотропной смеси четыреххло-ристого кремния и триметилхлорсилана, 58—60 °С при отгонке триметилхлорсилана.Во время ректификации метилхлорсиланов следует иметь в виду, что они легко гидролизуются даже под действием влаги воздуха, а образующийся при гидролизе хлористый водород вызывает корро­зию аппаратуры. Поэтому вся аппаратура и коммуникации должны быть совершенно сухими, а полученные продукты следует собирать, разделять и транспортировать в отсутствие влаги. При соблюдении -этих условий всю аппаратуру можно изготовлять из обыкновенной стали.

Разделение метилхлорсиланов очень затруднено вследствие бли­зости температур кипения некоторых из них. Особенно трудно вы­делить чистый диметилдихлорсилан (т. кип. 70,2 °С), в котором отсутствовал бы метилтрихлорсилан (т. кип. 66,1 °С), так как разность температур кипения у этих веществ составляет всего 4,1 °С. Известно, что при разгонке существует определенная зависимость между числом теоретических тарелок и разностью температур ки­пения компонентов (табл. 5). Исходя из данных табл. 5, для точной разгонки и полного отделения метилтрихлорсилана от динетилди-хлорсилана требуется ректификационная колонна с эффективностью 60—80 теоретических тарелок.

Билет4