Способ получения смеси метилхлорсиланов

Способ получения смеси метилхлорсиланов

Реферат

 

(57) ТЕКСТ РЕФЕРАТА ОТСУТСТВУЕТ

Предлагается улучшенный способ получения метилхлорсиланов, являющихся сырьем для производства кремнийорганических мономеров. Известен способ получения метилхлорсиланов путем взаимодействия хлористого метила с кремнемедной контактной массой, состоящей из кремния и промотированной алюминием, сурьмой и магнием меди при 280-400^оС. К его недостаткам относится сравнительно низкая производительность процесса и невысокое содержание диметилдихлорсилана в продуктах реакции. Наиболее близким по технической сущности к описываемому способу является способ получения смеси метилхлорсиланов путем взаимодействия хлористого метила с кремнемедной контактной массой, представляющей собой смесь порошков кремния, меди, сурьмы, цинка или его хлорида и алюминия при температуре 260 330^оС и давлении 0,1 0,5 МПа, причем используют алюминиевый порошок, состоящий из частиц плоской формы диаметром до 80 мкм при толщине 1 3 мкм (алюминиевая пудра ПАП-1). К его недостаткам относится низкая производительность процесса (до 80 г/кг ч) и невысокое содержание диметилдихлорсилана в смеси продуктов реакции (до 67,3%). Целью изобретения является повышение производительности процесса и увеличение выхода диметилдихлорсилана. Указанная цель достигается описываемым способом получения смеси метилхлорсиланов, заключающимся в том, что хлористый метил подвергают взаимодействию с кремнемедной контактной массой, представляющей собой смесь порошков кремния, меди, сурьмы, цинка или его хлорида и алюминия при температуре 260 330^оС и давлении 0,1 0,5 МПа, причем используют кремнемедную контактную массу, содержащую в качестве порошка алюминия порошок, представляющий собой частицы сфероидальной формы размеров 10 2500 мкм, покрытые монолитной пленкой -оксида алюминия. Отличительным признаком описываемого способа является использование кремнемедной контактной массы, содержащей в качестве порошка алюминия порошок, представляющей собой частицы сфероидальной формы размером 10 2500 мкм, покрытые монолитной пленкой -оксида алюминия. Размеры частиц, плотность и насыпной вес используемых по этому способу порошков алюминия должны быть близки к этим характеристикам для кремния и меди. Сфероидальная форма благодаря уменьшению парусности частиц также способствует снижению их выноса парами хлорсиланов и хлористого метила из реакционной зоны. Наличие на поверхности частиц алюминия прочной и монолитной оксидной пленки предотвращает преждевременное превращение его в хлорид и вынос из реакционной зоны. По мере истирания оксидной пленки алюминий постепенно превращается в хлорид и активирует процесс. Широкая дисперсность используемых порошков алюминия также способствует постепенному поступлению в реакционную зону хлорида алюминия. Можно использовать порошок алюминия, например, полученный распылением его расплава при 800 1000^оС азотом, содержащим кислород. При этом получают гранулы алюминия сфероидальной формы, покрытые прочной и монолитной -оксидной пленкой. Применяют алюминиевые порошки с размером частиц 10 2500 мкм. Можно использовать выпускаемые порошки марок АКП, ПА 0 2, АКА 20 и т.д. Толщина оксидной пленки на поверхности алюминия зависит от многих факторов, таких как температура расплава, расход азота, содержание в нем кислорода, других элементов и т.д. Средняя толщина монолитной оксидной пленки составляет 30 370 . Процесс проводят с использованием как чистого хлористого метила, так и его смеси с хлористым водородом или трихлорсиланом, взятым в отношении 1 0,5 0,01 (моль/моль соответственно). П р и м е р 1. Синтез метилхлорсиланов осуществляют следующим образом. При комнатной температуре смешивают 1 г (5%) кремния, 0,0006 г (0,003%) сурьмы, 0,1 г (0,5% ) хлорида цинка и 0,05 г (0,25%) алюминийсодержащего порошка, полученного, например, распылением расплава алюминия при 800 950^оС техническим азотом. Полученную смесь порошков помещают в реактор, представляющий собой вертикальную стеклянную трубку диаметром 20 мм, снабженную в нижней части пористой перегородкой для подачи газообразного реагента. Контактную массу при комнатной температуре продувают в течение 15 мин азотом (0,1 л/мин), затем столько же хлористым метилом (12 г/ч). Не прекращая подачи хлористого метила, реактор помещают в электропечь, предварительно нагретую до температуры синтеза (260 330^оС). Образующиеся продукты конденсируют в ловушке при -78^оC, хлористый метил удаляют из конденсата при комнатной температуре, а метилхлорсиланы взвешивают и анализируют методом ГЖХ. П р и м е р 2. При осуществлении процесса при повышенном давлении (0,03- 0,05 МПа) аналогично приготовленную контактную массу помещают в металлический реактор диаметром 20 мм, снабженный пористой перегородкой в нижней части и вводом хлористого метила под давлением 0,03 0,05 МПа; дозирование хлористого метила (12 г/ч) осуществляют специальным регулирующим устройством. Выход реактора снабжен манометром и регулирующим клапаном для поддержания давления в реакционной зоне. Контактную массу в количестве 20 г, содержащую указанные выше добавки активаторов, помещают в реактор, герметизируют, продувают 15 мин азотом (0,1 л/мин), затем 15 мин хлористым метилом (10 г/ч). Реактор помещают в электропечь, предварительно нагретую до 260 330^оС и пропускают в течение 7 ч хлористый метил (10 г/ч). Давление в реакторе устанавливают в течение 1 2 мин с помощью редуцирующего клапана. Продукты реакции на выходе из клапана собирают в ловушке, охлаждаемой до -78^оС. Непрореагировавший хлористый метил выпаривают, а оставшиеся метилхлорсиланы взвешивают и анализируют методом ГЖХ. Во всех опытах с использованием предлагаемых порошков алюминия выноса его из реакционной зоны не наблюдается. Результаты опытов, иллюстрирующие предлагаемый способ получения метилхлорсиланов в сравнении с опытами в присутствии алюминиевой пудры ПАП-1, приведены в таблице. Из таблицы следует, что описываемый способ позволяет повысить более чем в 2 раза производительность процесса, увеличить содержание диметилдихлорсилана с 67-70 до 88-89,0 мас. и улучшить другие показатели процесса. Одновременно благодаря близкому гранулометрическому составу порошков алюминия и кремния, наличию на поверхности алюминия прочной монолитной пленки оксида заметно повышается технологичность и безопасность процесса получения метилхлорсиланов.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СМЕСИ МЕТИЛХЛОРСИЛАНОВ путем взаимодействия хлористого метила с кремнемедной контактной массой, представляющей собой смесь порошков кремния, меди, сурьмы, цинка или его хлорида и алюминия при температуре 260-330^oС и давлении 0,1-0,5 МПа, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности процесса и увеличения содержания диметилдихлорсилана в смеси продуктов реакции, используют кремнемедную контактную массу, содержащую в качестве порошка алюминия порошок, представляющий собой частицы сфероидальной формы размером 10-2500 мкм, покрытые монолитной пленкой -оксида алюминия.

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 36-2000

Извещение опубликовано: 27.12.2000