Способ получения алкилхлорсиланов

 

Севе Советских

Социалистических

О П И С А Н И Е <">810707

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ресоубяик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 01.02.77 (21) 2449112/23-04 с присоединением заявки М— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.03.81. Бюллетень _#_e 9 (45) Дата опубликования описания 07.03.81 (51) Ч Кч з

С 07 г 7/16

Государственный комитет по т лам изобретений н открытий (53) УДК 547.245.07 (088.8) (72) Авторы Н. П. Лобусевич, И. Г. Белик, В. Ю. Туманов, изобретения Э. С. Стародубцев, Л. П. Спорыхина, Л. И. Клейменова, В. И. Панасенко и Б. В. Москалев (I

R т

1 (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛКИЛХЛОРСИЛАНОВ

Изобретение относится к улучшенному способу получения алкилхлорсиланов, являющихся основным сырьем в кремний-органической химии.

Известно, что для обеспечения удовлетворительной конверсии хлороргана и более стабильных результатов в производстве метилхлорсиланов используется активированный солями металлов сплав кремния с 2 /о или 10 /о Сп и 0,005то Sb I1, 2), в синтезе метилхлорсиланов — сплав кремния с 5 — 6 о Сп и 0,001 Hi (3).

При переводе реакторов в кипящем слое в условия непрерывного режима стабильность результатов обеспечивается в течение 100 — 150 ч синтеза, после чего конверсия хлороргана постепенно снижается, а продукты реакции обогащаются высокохлорированными соединениями, что приводит к необходимости прекращения синтеза и перегрузки реактора.

Основной причиной снижения конверсии хлороргана и увеличения процессов распада, приводящих к увеличению высокохлорированных продуктов реакции в процессе синтеза, является накапливание в. реакторе катал изатора — меди до

20.— ЭОо/.

Снижения процента накапливания меди в реакторе непрерывного действия можно достичь чередованием сплавов кремния с 5/o и 2 — 3"/о Си (2j. Однако, приготовление сплавов кремния с 2 — 30/o Си неэкономичноо.

Кремнемедные сплавы, приготоьлснные по этому способу. обладают высокой каталитической активностью.

Недостатком способа является неэкономичный и нетехнологичный путь сниже10 ния концентрации меди плавлением сплавов кремния с низкой концентрацией меди. Прн плавлении кремния с низкой концентрацией меди (2 — 3 /о) значительно увеличиваются затраты электроэнергии по ,115 сравнению со сплавами с 4 — 5 Й меди, а увеличение термической нагрузки на плавильные тигля приводит к их быстрому прогоранию. Также приготовление кремнемедных сплавов требует проведения подготовки (дробления) сырья к плавке и последующего размола.

Наиболее близким по техничсскои сущности к описываемому способу является способ получения алкилхлорсиланов путем взаимодействия хлористого алкила с кремнемедной контактной массой, содержащей

4 — 6 вес. % меди, при температуре

330 — 370 С в реакторе непрерывного действия с подпиткой реакционной зоны свежей

З0 контактной массой 14).

81

К недостаткам указанного способа следует отнести накопленис в зоне реакции большого количества меди, а также сложность и неэкономичность приготовления крсмнсмсдных KOHTBKTHblx масс с низким содержанием меди.

Целью изобретения является предотвращение накопления избыточного количе ства меди в зоне реакции и упрощение процесса.

Указанная цель достигается за счет того, что осуществляют взаимодействие хлористого алкила с кремнемсдной контактной массой, содержащей 4 — 6 Всс. ф> меди при температуре 330 †3 С в реакторе непрерывного действия с подпиткой реакционной зоны свежей контактной массой, причем па стадии подпитки вводят свежую контактную массу, смешанную с активированным солями металлов кремнием.

Отличительным признаком предложенного способа являстся введение на стадии подпитки cBcil сй контактной массы, смешанной с актпвированным солями металлов кремнием.

Способ позволяет и 3 --7 раз увеличить период работы реактора в непрерывном режиме.

После 3 — 5 сут. работы реактор с подпиткой только свежей контактной массой порошок кремнемедного сплава меди сМсшивают с активированным солями металлов порошком кремния в соотношении от 2: 0,5 до 1: 2 в зависимости от содержания накопившейся меди в реакторе

При активации порошка кремния концентрацию активатора следует увеличивать в 1,5 — 3 раза по сравнению с установленной для кремнсмсдпого сплава.

Соот 1ошенис кремнсмсдного сплава и порошка кремния после 3 — 4-х сут. работы реактора составляет 2: 1, поскольку

K этому периоду содержание меди увели чивается до 10 — 15 /О, после 10 сут. работы соотношение изменяется в сторону увеличения количества кремния.

Пример 1. В реактор 600 мм и кипящем слое, работающем в непрерывном режиме, загружают порошок сплава кремния с 5/о Сц и 0,005% Sb, активированный хлористым цинком. После сушки в токе азота при температуре 330 С подастся хлористый метил в количестве 0,3 — 0,4 вес. ч. 4 все. ч. контактной массы.

В течение 70 — 80 ч состав подпитывасмой контактной массы первоначальный.

Далее для подпитки используют активированную хлористым цинком смесь порошков крсмнемедного сплава и кремния в соотношениях от 2: 0,5 до 1: 1 в зависимости от периода синтеза и содержания меди в отработанной контактной массе.

Стабильная работа реактора в непрерывном режиме при разбавлении кремнсмсдного сплава порошком кремния и акти0707

4 вацпи смеси солями металлов обеспечивается в течение 600 — 800 ч.

Содержание меди в реакционнои контактной массе после 500 ч работы реакто5 ра составляет 11,5/о, За тот же период содержание в продуктах реакции, вес. /О:

Диметилдихлорсилана 70,4

Метилтрихлорсилана 20,9

10 Метилдихлорсилана 3,0

Триметилхлорсилана 25

Четыреххлористый кремний 1,4

В аналогичных условиях при раооте

15 только с использованием сплава кремния с 5о/о Сц и 0,005 $Ь продолжительность стабильной непрерывной работы реактора составила 180 — 200 ч. Содержание меди в реакционной контактной массе после 200 ч работы реактора было 22,5/о.

Пример 2. В условиях примера 1 за. гружают сплав кремния с 5,5о/о Си и

0,001% Bi. После сушки реактора при температуре 330 С подают хлористый этил в количествах 0,3 — 0,4 вес. ч/вес. ч контактной массы. В течение 50 — 70 ч подпитку реактора производят порошком сплава кремния с 5 /о Сц и 0,001% Bi, активированным солями металлов или без актива30 ции. После подпитка осуществляется смесью порошков того же кремнсмсдного сплава и кремния в соотношении от 2: 1 до 1: 2 в зависимости от концентрации мсди в реакторе и показателей синтеза.

35 Продолжительность стабильно" работ я реактора при использовании смеси к смнс медного сплава и кремния в синтезе этилдихлорсилана увеличивается с 150 †2 ч до 400 †6 ч.

40 Содержание меди в реакторе после 400 ч работы составляет 9 — 10о/о (против 20 : при использовании кремнемедного сплава).

Содержание в продуктах реакции после

400 ч синтеза в непрерывном режиме, 45 вес о/о .

Этилдихлорсилана 45,7

Этилтрихлорсилана 38,3

Диэтилдихлорсилана 10,7

Способ позволяет расширить сырьевую

50 базу за счет замены части порошка кремнемедного сплава порошком кремния; увеличить цикл работы реактора в непрерывном режиме в 3 — 4 раза; снизить стоимость контактных масс за счет замены 3 — 6 ча"55 тей сплава кремнием; снизить расход катализатора меди соотвстствснно разбавлению кремнемедного сплава кремнием.

Формула изобретения

Способ получения алкилхлорсиланов путем взаимодействия хлористого алкила с кремнсмедной контактной массой, содержащей- 4 — 6 вес. о/о меди;: при температуре

55 330 — 370 С в реакторе непрерывного:-дейст810707

Составитель О. Минаева

Техред А. Камышннкова

Редактор Н. Потапова

Корректор О. Си.чуянова

Заказ 2151

Тираж 419 Изд. М 235

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Загорская типография Упрполиграфиздата Мособлнсполкома вия с подпиткой реакционной зоны свежей контактной массой, о т л и ч а 1о шийся тем, что, с целью предотвращения накопления избыточного количества мсдп в зоцс рсакппп н упрощения процесса, »а стадии 5 подпитки ввоlBT свежую коптактнуiî массу, смешанную с актпвпрованпым солями исталлов кремнием.

Источники информации, принятые во внимание прп экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 182720, кл. С 07 F 7/16. 1966.

2. Авторское свидетельство ССС P № 178817, кл. С 07 Р 7/16, 1966.

3. Авторское свидетельство ССС Р

¹ 186480, кл. С 07F 7/16, 1966.

4. Патент ФРГ № 1155128, кл. 12о 26з, опублик 1963 (арототил)