制備有機鹵硅烷的方法技術

本發明專利技術涉及制備有機鹵硅烷的方法。該方法包括在包含銅的直接法催化劑和助催化劑的存在下，在250-350℃的溫度下在反應器中使包含0.08-0.25％(w/w)的鋁的第一細碎硅與有機鹵化物接觸；及根據需要以足以維持基于未反應的硅和鋁的重量的0.08-0.2％(w/w)的鋁濃度的量將包含0.001至＜0.10％(w/w)的鋁的第二細碎硅引入反應器中。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及，且更具體地涉及包括以下步驟的方法在直接法催化劑和助催化劑的存在下在反應器中使第一細碎硅與有機鹵化物接觸；及根據需要以足以維持反應器中鋁濃度的量將第二細碎硅引入反應器中。
技術介紹
商業上通過“直接法”生產有機鹵硅烷。直接法是本領域中熟知的，并包括在直接法催化劑和各種助催化劑的存在下將有機鹵化物諸如氯代甲烷通入金屬硅。直接法的最重要的有機鹵硅烷產物是ニ甲基ニ氯硅烷，盡管也發現了所產生的其它組分的用途。在進行直接法的エ業化生產過程中，通常給所使用的反應器連續地或半連續地補充新鮮的金屬硅以代替在過程中已反應的金屬硅。但是，隨著過程的進行且逐漸地加入更多新鮮的硅，對 ニ有機ニ鹵代硅烷產物的選擇率(selectivity)和/或硅轉化率最終減小。一旦選擇率和轉化率減小，進行該過程的經濟變得逐漸地不能接受，因此停止該過程。然后，將剩余的反應物從反應器中除去并處理，給反應器補充新鮮的硅、催化劑和助催化劑，且該過程再次引發，這些都增加了該過程的成本。因此，對通過直接法存在需求，該直接法通過在直接法活動期間增加選擇率和轉化率維持在可接受的范圍內的時間來降低反應器停機的頻率。專利技術概述本專利技術涉及，該方法包括(i)在包含銅的直接法催化劑和助催化劑的存在下，在250-350°C的溫度下在反應器中使包含0.08-0. 25% (w/w)的鋁的第一細碎硅與有機鹵化物接觸；及(ii)根據需要以足以維持基于未反應的硅和鋁的總重量的0. 08-0. 2 (w/w)的鋁濃度的量將包含0. 001%至< 0. 10% (w/w)的鋁的第二細碎硅引入反應器中。本專利技術的方法通過延長使選擇率和轉化率維持在可接受的限度內的時間來延長直接法中的床壽命(bed life)。而且，該方法通過降低停機、清除、處理和啟動循環的頻率而降低了與直接法相關的生產成本。另外，該方法降低了反應器中的結焦。另外，該方法降低了反應床中金屬銅的沉積。通過本方法產生的有機鹵硅烷是有機硅エ業中大多數產品的前體。例如，ニ甲基 ニ氯硅烷可被水解以產生線型的聚ニ甲基硅氧烷和環狀的聚ニ甲基硅氧烷。其它有機鹵硅烷也可被用于制造其它含硅材料諸如硅樹脂或在多種エ業和應用中出售。專利技術詳述根據本專利技術包括(i)在包含銅的直接法催化劑和助催化劑的存在下，在250-350°C的溫度下在反應器中使包含0.08-0. 25% (w/w)的鋁的第一細碎硅與有機鹵化物接觸；及(ii)根據需要以足以維持基于未反應的硅和鋁的總重量的0. 08-0. 2% (w/w)的鋁濃度的量將包含0. 001至< 0. 10% (w/w)的鋁的第二細碎硅引入反應器中。在的步驟(i)中，在包含銅的直接法催化劑和助催化劑的存在下，在250-350°C的溫度下在反應器中使包含0.08-0. 25% (w/w)的鋁的第一細碎硅與有機商化物接觸。第一細碎硅包含0. 08-0. 25 % (w/w)，可選擇地0. 10-0. 16 % (w/w)，可選擇地0.10-0. 14% (w/w)的鋁。可通過例如X射線熒光、電感偶合等離子原子發射光譜法(ICP-AES)和原子吸收光譜法來確定％鋁。第一細碎硅包含95-99. 92% (w/w)，可選擇地97. 5-99. 92 % (w/w)，可選擇地99. 0-99. 92% (w/w)的硅。第一細碎硅可包含其它元素諸如Fe、Ca、Ti、Mn、Zn、Sn、Pb、Bi、Sb、Ni、Cr、Co和Cd及其化合物作為雜質。這些元素中的每一種通常以基于第一細碎硅的總重量的0. 0005-0. 6% (w/w)存在。第一細碎硅具有多達200 μ m、可選擇地多達85 μ m、可選擇地多達50 μ m的最大粒徑。第一細碎硅通常具有特征為第10百分位數為1-6 μ m、第50百分位數為5_25 μ m,且第90百分位數為25-60 μ m的粒度質量分布(particle size mass distribution)；可選擇地第10百分位數為1-6 μ m、第50百分位數為7-25 μ m,且第90百分位數為30-60 μ m ；可選擇地第10百分位數為2. 1-6 μ m、第50百分位數為10-25 μ m，且第90百分位數為30-45 μ m ；可選擇地第10百分位數為2. 5-4. 5 μ m、第50百分位數為12-25 μ m,且第90百分位數為35-45 μ m。如本文所用的，“硅粒度分布”以三種百分位數大小來表征。每種百分位數以微米描述粒徑，粒度分布的質量百分比居于該百分位數之下。例如，“第10百分位數”表示10%的質量分布小于第10百分位數大小；“第50百分位數”表示50%的質量分布小于第50百分位數大小；且“第90百分位數”表示90%的質量分布小于第90百分位數大小。應注意，“粒度質量分布”是由基于質量的粒度分布得到，如通過沉降技術或通過利用粒度標準對沉降技術適當校正的激光衍射/散射方法所測量的。第一細碎硅的實例包括但不限于具有以上描述和示例范圍內的鋁百分比的化學級硅和冶金級硅。化學級硅和冶金級硅是市售的。硅的多種批次和/或級別的共混物可被用于第一細碎硅，甚至含小于所述％鋁的那些硅，只要合并的批次和/或級別的％鋁在以上限定和示例的范圍內。同樣，具有比第一細碎硅所描述的鋁％低的鋁％的硅的批次可通過將鋁加入該批次中以達到上述范圍內的鋁％而被用于制造第一細碎硅。通常利用混合來共混硅的批次及將鋁加入硅中。標準技術，諸如振動或攪拌可被用于進行所述混合。具有上述粒度和粒度質量分布的第一細碎硅可通過用于從體硅諸如硅錠中產生顆粒硅的標準方法來產生。例如，可以使用摩擦(attrition)、沖擊、壓碎、磨碎(grinding)、磨蝕(abrasion)、研磨(milling)或化學方法。磨碎是典型的。顆粒硅還可通過例如篩選或通過使用機械空氣動力分級器諸如旋轉式粗粉分離器(rotatingclassifier)而關于粒度分布來分級。第一細碎硅中的鋁可以以金屬鋁、鹵化鋁、氧化鋁、鋁合金、含鋁硅合金、碳化鋁或含鋁的其它固體化合物的形式存在。鋁的合適的形式的實例包括鋁粉、A1C13、Si-Al合金、Al-Cu合金、FeAl2Si2,Si5Ca20Al0. ” Al2CaSi2^ Al6CaFe4Si8^ Al8Fe5Si7^ Al9Fe5Si8,禾口 Fe4Si6Al4Ca。鋁可以是單一形式，或可以是鋁的多種形式和/或多種化合物的混合物。有機鹵化物具有式RX(I)，其中R是烴基，且X是鹵素。X選自氯、溴、碘和氟。由式(I)中的R代表的烴基通常具有1-10個碳原子，可選擇地1-6個碳原子，可選擇地1-4個碳原子。含有至少三個碳原子的無環烴基可具有支鏈結構或無支鏈結構。烴基的實例包括但不限于燒基，諸如甲基、乙基、丙基、I-甲基乙基、丁基、1-甲基丙基、2-甲基丙基、1，1-二甲基乙基、戊基、1-甲基丁基、1-乙基丙基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、1，2- 二甲基丙基、2，2- 二甲基丙基、己基、庚基、辛基、壬基和癸基；環烷基，諸如環戊基、環己基，和甲基環己基；芳基，諸如苯基和萘基；烷芳基，諸如甲苯基和二甲苯基；芳烷基，諸如芐基和苯乙基；鏈烯基，諸如乙烯基、烯丙基和丙烯基；芳烯基，諸本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：約瑟夫·彼得·科哈尼，溫尼克里什南·R·皮萊，J·D·瓦恩蘭，
申請(專利權)人：道康寧公司，
類型：發明
國別省市：