Разработка технологии переработки тетраметилсилана в метилхлорсиланы

• Автор: Тищенко, Владимир Викторович
• Шифр специальности: 02.00.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 197 с. : ил.

1. Литературный обзор
1.1. Галогенирование ТМС
1.2. Гидрохлорирование ТМС
1.3. Реакции диспропорционирования с участием ТМС
1.4. Катализаторы процесса диспропорционирования с участием ТМС
1.5. Выводы
2. Обсуждение результатов
2.1. Выделение ТМС из продуктов прямого синтеза МХС
2.2. Очистка технического ТМС
2.3. Диспропорционирование ТМС с хлорсиланами и МХС
2.3.1. Диспропорционирование очищенного и технического ТМС
в присутствии активированного угля в роли катализатора
2.3.1.1. Диспропорционирование очищенного и технического ТМС с

2.3.1.2. Диспропорционирование очищенного и технического ТМС
с ЧХК
2.3.1.3. Диспропорционирование очищенного и технического ТМС с ДМДХС на активированном угле, используемом в качестве катализатора
2.3.1.4. Диспропорционирование очищенного и технического ТМС и МТХС на активированном угле, используемом в качестве катализатора
2.3.2. Диспропорционирование очищенного и технического ТМС в присутствии каталитической системы Рб/активированный уголь
2.3.2.1. Диспропорционирование ТМС с участием трнхлорсилана
2.3.2.2. Диспропорционирование ТМС с участием четыреххлористого кремния
2.3.2.3. Диспропорционирование очищенного и технического
ТМС с МТХС
2.3.2.4. Диспропорционирование ТМС с участием диметилдихлор-силана
2.3.3. Диспропорционирование очищенного и технического ТМС в
присутствии катализатора - хлористого алюминия
2.3.3.1. Диспропорционирование ТМС с участием трихлорсилана
2.3.3.2. Диспропорционирование очищенного и технического ТМС
с участием четыреххлористого кремния
2.3.3.3. Диспропорционирование ТМС с метилтрихлорсиланом
2.3.3.4. Диспропорционирование очищенного и технического ТМС
с участием диметилдихлорсилана
2.3.4. Диспропорционирование ТМС с ДМДХС, катализируемое РеСЬ
2.3.5. Диспропорционирование ТМС с ДМДХС, катализируемое ДпСЬ
2.4. Превращения ТМС в реакционной зоне прямого синтеза метилхлорсиланов
2.5. Каталитическое гидрохлорирование очищенного и технического ТМС при использовании хлоридов металлов
2.5.1. Каталитическое гидрохлорирование ТМС с использованием катализатора А1С1з
2.5.2. Каталитическое гидрохлорирование ТМС с использованием катализатора РеСЬ
2.5.3. Каталитическое гидрохлорирование ТМС с использованием катализатора ЭпСЦ

2.6 Каталитическое гидрохлорирование очищенного и технического
ТМС при использовании катализатора 7-AI2O3
2.6.1 Общая характеристика процесса
2.6.2. Исследования каталитической активности и селективности
промышленных марок 7-AI2O3
3. Разработка промышленной технологии каталитического гидрохлорирования ТМС
3.1. Введение ТМС в реактор прямого синтеза МХС
3.1.1. Краткое описание технологической схемы
3.1.2. Результаты влияния ТМС на прямой синтез МХС
в промышленном реакторе
3.2. Опыт промышленной эксплуатации установки каталитического гидрохлорирования ТМС
3.2.1. Описание принципиальной технологической схемы гидрохлорирования технического ТМС
3.2.2. Стадии технологического процесса
3.2.3. Влияние качества хлористого водорода на результаты каталитического гидрохлорирования фракции ТМС
3.2.4. Эксплуатация установки каталитического гидрохлорирования
ТМС на регенерированном катализаторе
3.3. Влияние удельной поверхности катализатора 7-AI2O3 на каталитическое гидрохлорирование ТМС в условиях промышленной эксплуатации
3.4. Опыт промышленной эксплуатации установки каталитического гидрохлорирования ТМС на ОАО "Силан"
и достигнутые технические показатели процесса
4. Экспериментальная часть
4.1. Выделение ТМС из легкокипящих фракций прямого синтеза МХС
и его очистка физическими и химическими методами
4.2. Диспропорционирование очищенного и технического ТМС
в присутствии активированного угля в роли катализатора
4.3. Диспропорционирование очищенного и технического ТМС
в присутствии катализатора Pd/C
4.4. Диспропорционирование очищенного и технического ТМС
в присутствии катализатора AICI3
4.5. Диспропорционирование очищенного и технического ТМС с ДМДХС катализируемое хлоридами металлов
4.6. Превращения ТМС в реакционной зоне прямого синтеза метилхлорсиланов
4.7. Каталитическое гидрохлорирование очищенного и технического
ТМС при использовании хлоридов металлов
4.8. Влияние удельной поверхности у-АЬОз на каталитическое гидрохлорирования ТМС
4.9. Влияние экспериментальных факторов на каталитическое гидрохлорирования ТМС
4.10.1. Изменение удельной поверхности различных марок катализаторов 7-AI2O3 в зависимости от продолжительности процесса
4.10.2. О связи удельной поверхности катализаторов и выхода ТМХС на различных этапах гидрохлорирования ТМС в метилхлорсиланы
5. Выводы
6. Список цитируемой литературы

СПИСОК ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ
ДМДХС - диметилдихлорсилан
мтхс - метилтрихлорсилан
мдхс - метилдихлорсилан
тмхс -триметилхлорсилан
тмс -тетраметилсилан
ТХС - трихлорсилан
чхк - четыреххлористый кремний
хм - хлорметил
ФТХС - фенилтрихлорсилан
ТМФС -триметилфенилсилан
МФДХС - метилфенилдихлорсилан
МДФХС - метилдифенилхлорсилан
ТФХС - трифенилхлорсилан
ТФС -тетрафенилсилан
Ме - метил
РЬ - фенил
мхе - - метилхлорсиланы
км - контактная масса
Кр - константа равновесия
Т кип - температура кипения
Т возг. - температура возгонки
жидкость 136-41 - полиэтилгидридсилоксановая жидкость
На1 - галоген
Л(2 - тепловой эффект
дн - изменение энтальпии
ДБ - изменение энтропии
Е • - емкость
Р - реактор
Т - температура
гжх - газожидкостная хроматография
ксп - потенциометр
ЛАТР - лабораторный автотрансформатор

-оч.ТМС Зсек -оч.ТМС 5сек оч.ТМС Юсек тех.ТМС Зсек -тех.ТМС 5сек - тех.ТМС Юсек
300 350 400 450
температура, °С
Рис. 2.3.2.3-2. Изменение содержания ТМХС в продуктах реакции при изменении температуры синтеза и времени пребывания компонентов в реакторе.
Анализ зависимостей (рис. 2.3.2.3-1 и 2.3.2.3-2) указывает, что оптимальные параметры синтеза соответствуют температуре ~ 450°С и времени пребывания 10 сек. При этих значениях конверсия ТМС составляет ~ 18 %, а содержание ТМХС в продуктах реакции достигает ~ 62%. Примеси в техническом ТМС практически не оказывают влияния на конверсию ТМС и выход ТМХС
2.3.2.4. Диспропориионирование ТМС с участием диметилдихлорсилана
Реакция протекает по схеме:
(СНз^ + (СНз^СЬ 2(СН3)381С12
Реагенты подавались в реактор в эквимолярном соотношении.