一種提高二甲基二氯硅烷選擇性的催化劑及其應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種提高二甲基二氯硅烷選擇性的催化劑及其應(yīng)用；催化劑由氯化亞銅、鋅粉、氟化亞錫、硅粉、銅粉組成；各組分質(zhì)量配比為：氯化亞銅：鋅粉：氟化亞錫：硅粉：銅粉=94～96：1.7～2.3：2～3：0.2～0.6：0.07～0.15；用做氯甲烷和硅粉生產(chǎn)二甲基二氯硅烷催化劑，生產(chǎn)在流化床內(nèi)進(jìn)行，硅粉和催化劑的質(zhì)量比為100:1，氯甲烷和硅粉反應(yīng)溫度為270℃～350℃，反應(yīng)壓力為0.15MPa～0.3MPa，硅粉/氯甲烷質(zhì)量比1/2.5；本催化劑能有效提高二甲基二氯硅烷的選擇性，使二甲基二氯硅烷的質(zhì)量和產(chǎn)量更加穩(wěn)定，工藝簡單，容易控制，安全性高。
【專利說明】一種提高二甲基二氯硅烷選擇性的催化劑及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)有機(jī)硅的催化劑，具體涉及生產(chǎn)二甲基二氯硅烷過程中使用的催化劑，對其主要的助催化劑錫粉改性的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在有機(jī)硅生產(chǎn)工業(yè)中，普遍采用的是由氯甲烷和硅粉在銅催化劑作用下反應(yīng)直接合成甲基氯硅烷技術(shù)。此法具有原料易得、工序簡單、效率高，且易于實(shí)現(xiàn)連續(xù)化大生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，目前成為工業(yè)上生產(chǎn)甲基氯硅烷的主要方法。
[0003]目前大多數(shù)有機(jī)硅裝置甲基氯硅烷單體的生產(chǎn)是在流化床內(nèi)，以氯化亞銅為主催化劑，氯甲烷和硅粉在270—350°C范圍內(nèi)反應(yīng)，主要生成二甲基二氯硅烷。
[0004]其中常用的催化劑構(gòu)成如下:
[0005](I)主催化劑氯化亞銅:對提高二甲基二氯硅烷選擇性降低反應(yīng)溫度起相當(dāng)重要的作用，沒用氯化亞銅反應(yīng)基本沒有任何意義。
[0006](2)助催化劑鋅粉:可以提高二甲基二氯硅烷選擇性，降低反應(yīng)溫度。
[0007](3)助催化劑錫粉:可以提高二甲基二氯硅烷選擇性，但使用過多會使主催化劑中毒。
[0008]正常情況下二甲基二氯硅烷的選擇性應(yīng)該在85%以上，但是在實(shí)際操作中發(fā)現(xiàn)，其選擇性變化較大，且選擇性經(jīng)常低于85%，嚴(yán)重影響二甲基二氯硅烷的產(chǎn)量。
[0009]影響二甲基二氯硅烷選擇性的主要原因有以下兩個方面:
[0010](I)流化床內(nèi)催化劑觸體質(zhì)量不好，回床觸體中催化劑組分發(fā)生變化，副反應(yīng)增多。
[0011](2)流化床壓力高，導(dǎo)致局部過熱，副反應(yīng)增加，床壓高導(dǎo)致產(chǎn)物離開觸體表面困難，副反應(yīng)增加。
[0012]從上面可以看到，影響二甲基二氯硅烷選擇性主要的原因在于催化劑及其觸體，如果有效的改性催化劑，會提高二甲基二氯硅烷的選擇性。
[0013]專利US5334738提出用磷改性催化劑觸體可以提高二甲基二氯硅烷的選擇性。US6211394提出采用CuO和CuCl復(fù)合催化劑切換使用，在催化劑的切換過程可以使整個反應(yīng)過程一直保持在高的選擇性，克服了單一催化劑的缺點(diǎn)。US4895969提出以鋅化合物取代鋅也可以提高二甲基二氯硅烷的選擇性。US6175030提出在觸體中引入火成硅酸允許降低Cu、Zn含量，而不降低反應(yīng)選擇性。其中專利US6211394提出的復(fù)合催化劑切換使用，經(jīng)過實(shí)際操作，二甲基二氯硅烷的選擇性可以達(dá)到85%，但是此種方法催化劑切換較為頻繁，切換時間較難掌握。專利US4895969提出的以鋅化合物取代鋅提高二甲基二氯硅烷的選擇性的方法要求硅粉的轉(zhuǎn)化率必須在79%-86%之間，才可有效的提高二甲基二氯硅烷的選擇性，但是對于控制硅粉的轉(zhuǎn)化率在79%-86%較難控制。
[0014]目前國內(nèi)的主要有機(jī)硅生產(chǎn)廠家無論采用以上哪種方法改性催化劑，效果都不理想，其生產(chǎn)的有機(jī)硅產(chǎn)品二甲基二氯硅烷的選擇性和國際主要有機(jī)硅廠家數(shù)據(jù)相比，相差還是較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]本發(fā)明的目的是提供一種提高二甲基二氯硅烷選擇性的催化劑，可以在不改變現(xiàn)有裝置生產(chǎn)現(xiàn)狀的條件下，有效的提高二甲基二氯硅烷的選擇性。
[0016]本發(fā)明所述的一種提高二甲基二氯硅烷選擇性的催化劑，其組分包括:氯化亞銅、鋅粉、氟化亞錫、硅粉、銅粉，各組分質(zhì)量配比為:氯化亞銅:鋅粉:氟化亞錫:硅粉:銅粉=94 ~96:1.7 ~2.3:2 ~3:0.2 ~0.6:0.07 ~0.15。
[0017]催化劑制備過程:將氯化亞銅、鋅粉、氟化亞錫、硅粉、銅粉按比例混合，然后通入干燥爐中，將干燥爐溫度由常溫在30分鐘內(nèi)升溫到200°C，然后通入壓力為0.5Mp的氮?dú)鈱⒋呋瘎┝骰呋瘎┰?00°C的干燥爐內(nèi)保持氮?dú)饬骰疘小時，然后降到常溫保持干燥待用。
[0018]有機(jī)硅產(chǎn)品二甲基二氯硅烷的生產(chǎn)在流化床內(nèi)進(jìn)行，硅粉和催化劑的質(zhì)量比為100:1，氯甲烷和硅粉反應(yīng)溫度為270°C~350°C，優(yōu)選反應(yīng)溫度為295°C，反應(yīng)壓力為
0.15MPa~0.3MPa,優(yōu)選為0.2MPa。合成質(zhì)量比硅粉/氯甲烷=1/2.5。
[0019]本發(fā)明所提供的方法與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0020](I)只需要改性催化劑中的助催化劑，對主催化劑不做要求；
[0021](2)改性后的催化劑不需要對生產(chǎn)裝置的原有反應(yīng)條件進(jìn)行改變；
[0022](3)改性用的助催化劑氟化亞錫簡單易得。
[0023](4)使用改性后的催化劑，可以顯著的提高二甲基二氯硅烷的選擇性，平均選擇性為 92%。
[0024]綜上所述，本發(fā)明可以有效的提高二甲基二氯硅烷的選擇性，解決了有機(jī)硅工業(yè)中關(guān)于二甲基二氯硅烷選擇性普遍偏低的難題，使二甲基二氯硅烷的質(zhì)量和產(chǎn)量更加穩(wěn)定。本發(fā)明所涉及的方法容易控制，工藝簡單，安全性高。
【具體實(shí)施方式】
[0025]對比例I
[0026]反應(yīng)裝置在溫度295°C，壓力0.2MPa，硅粉和催化劑的質(zhì)量比在100:1的條件下，連續(xù)運(yùn)行2個月，取其中任意15天分析數(shù)據(jù)，原有催化劑組分見表1，原有催化劑條件下15天分析數(shù)據(jù)見表2。
[0027]表1原有催化劑組分
[0028]
【權(quán)利要求】
1.一種提高二甲基二氯硅烷選擇性的催化劑，其特征在于:催化劑由氯化亞銅、鋅粉、氟化亞錫、硅粉、銅粉組成；各組分質(zhì)量配比為:氯化亞銅:鋅粉:氟化亞錫:硅粉:銅粉=94 ?96:1.7 ?2.3:2 ?3:0.2 ?0.6:0.07 ?0.15。
2.—種權(quán)利要求1所述的提高二甲基二氯硅烷選擇性的催化劑的應(yīng)用，其特征在于:用于氯甲烷和硅粉生產(chǎn)二甲基二氯硅烷，生產(chǎn)在流化床內(nèi)進(jìn)行，硅粉和催化劑的質(zhì)量比為100:1，氯甲烷和硅粉反應(yīng)溫度為270°C?350°C，反應(yīng)壓力為0.15MPa?0.3MPa，硅粉/氯甲烷質(zhì)量比1/2.5。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的提高二甲基二氯硅烷選擇性的催化劑的應(yīng)用，其特征在于:其反應(yīng)溫度為295°C，反應(yīng)壓力為0.2MPa。
【文檔編號】C07F7/16GK103566955SQ201210273344
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年8月2日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月2日
【發(fā)明者】方鍵, 姜丹蕾 申請人:中國石油天然氣股份有限公司