專利名稱：一種甲基氯硅烷合成過(guò)程中觸體的處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有機(jī)化學(xué)領(lǐng)域，具體涉及一種甲基氯硅烷合成過(guò)程中觸體的處理回收方法。
背景技術(shù)：
甲基氯硅垸是制備有機(jī)硅聚合物最重要的中間原料，也是制取其他硅官能基硅垸的基本 原料。其中以二甲基二氯硅烷(M2)的用量最大，約占甲基氯硅烷的90%。因此，國(guó)內(nèi)外有 機(jī)硅的生產(chǎn)企業(yè)都以二甲基二氯硅烷的選擇性的高低作為合成效率好壞的考核指標(biāo)，同時(shí)合 成周期的長(zhǎng)短也以二甲基二氯硅烷的選擇性降低到一定程度來(lái)衡量，在保證M2有較高的選 擇性的前提下，合成生產(chǎn)周期越長(zhǎng)說(shuō)明合成工藝的水平愈高，合成裝置也愈合理。
在流化床反應(yīng)器中，硅粉和銅粉混合形成活性觸體，隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)，觸體表面的 沉積物會(huì)越來(lái)越多，主要因反應(yīng)過(guò)程中積累含碳雜質(zhì)進(jìn)而污染硅銅觸體以及其他一些廢料增 多，使觸體活性降低，副反應(yīng)增強(qiáng)，導(dǎo)致M2選擇性降低。目前，國(guó)內(nèi)外有機(jī)氯硅烷生產(chǎn)裝 置在二甲基二氯硅烷的選擇性降至經(jīng)濟(jì)臨界點(diǎn)時(shí)，即停車檢修。此時(shí)，廢觸體需排出反應(yīng)器， 反應(yīng)容器必須進(jìn)行清理清洗。反應(yīng)器清洗清理后才可以重新加入新的觸體進(jìn)行連續(xù)穩(wěn)定反應(yīng)， 開(kāi)始新的一個(gè)周期的生產(chǎn)。有機(jī)硅生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)周期一般為25 30天。此后一般需花費(fèi)約 3天的時(shí)間來(lái)檢修。設(shè)備檢修極大的影響了甲基氯硅烷裝置的有效生產(chǎn)時(shí)間，進(jìn)而影響企業(yè) 的經(jīng)濟(jì)效益。另外，由于廢觸體平均粒徑較細(xì)，含有高活性的銅， 一方面，其暴露在空氣中 能夠引起氧化甚至燃燒，如果不及時(shí)妥善處理，會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染，存在安全隱患； 另一方面，造成硅和銅的極大浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開(kāi)了一種甲基氯硅烷合成反應(yīng)過(guò)程中觸體處理回收利用的方法。本發(fā)明在保證 M2具有較高的選擇性的同時(shí)使裝置的有效生產(chǎn)時(shí)間延長(zhǎng)至50天以上，而裝置檢修時(shí)間仍只 需3-4天的時(shí)間，這就充分利用了甲基氯硅烷生產(chǎn)裝置，增加有效生產(chǎn)時(shí)間，增加甲基硅氯 硅垸的年產(chǎn)量，有利于提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。
本發(fā)明的合成甲基氯硅烷的方法，包括將由硅粉和銅粉組成的活性觸體部分加入流化床， 通入原料氣體，氣體流化后發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)粗產(chǎn)物直接從合成氣出口排出，反應(yīng)粗產(chǎn)物分餾 得目標(biāo)產(chǎn)物，反應(yīng)中隨著床層高度的下降，不間斷補(bǔ)充活性觸體及助催化劑，本發(fā)明的特征是在旋風(fēng)分離器和流化床之間添加中間儲(chǔ)罐，當(dāng)目標(biāo)產(chǎn)物的選擇性降低至70-85%時(shí)，將反 應(yīng)系統(tǒng)中的觸體轉(zhuǎn)移至中間儲(chǔ)罐，流化床中重新補(bǔ)充活性觸體進(jìn)行反應(yīng)，將轉(zhuǎn)移出來(lái)的觸體 可經(jīng)處理或直接與活性觸體混合后再回床作為新的觸體添加到反應(yīng)中。
其中甲基氯硅烷優(yōu)選二甲基二氯硅烷。
其中原料氣體優(yōu)選氯甲烷。
其中目標(biāo)產(chǎn)物優(yōu)選二甲基二氯硅烷。
本發(fā)明在生產(chǎn)設(shè)備中通過(guò)添加中間儲(chǔ)罐，使反應(yīng)過(guò)的活性降低的觸體轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移出的觸 體經(jīng)處理或直接與活性觸體混合，這樣使觸體的活性得到提高，可重新用于反應(yīng)。本發(fā)明中 添加的中間儲(chǔ)罐優(yōu)選為2~4只。
本發(fā)明中優(yōu)選當(dāng)二甲基二氯硅垸的選擇性降低至80-82%時(shí)將反應(yīng)系統(tǒng)中的觸體轉(zhuǎn)移至 中間儲(chǔ)罐。將觸體轉(zhuǎn)移至中間儲(chǔ)罐的方法優(yōu)選用氮?dú)饧訅簩⒘骰仓械挠|體壓出至儲(chǔ)罐。
本發(fā)明中中間儲(chǔ)罐中的觸體可經(jīng)通氮?dú)饣蚩諝鈼l件下加熱處理，或直接與活性觸體混合 優(yōu)選以重量份數(shù)比為l: 0.5 5進(jìn)行混合。
本發(fā)明中觸體中間儲(chǔ)罐與流化床之間采用雙管路回床系統(tǒng)。
上述助催化劑優(yōu)選自鋅、錫、銻、鋁、磷、鉀、鈉中的一種或幾種。
另一方面，反應(yīng)過(guò)的觸體除了通過(guò)添加硅粉重新提高活性用于生產(chǎn)外，還可以在觸體中 間儲(chǔ)罐底部的回床管路上增加一條副線，此副線采用雙管路系統(tǒng)，將活性降低的觸體通過(guò)管 路送入三氯氫硅合成流化床，用作合成三氯氫硅的原料。所有的操作通過(guò)閉路管線進(jìn)行。
采用本發(fā)明的生產(chǎn)方法，既保證甲基氯硅垸合成過(guò)程中二甲基二氯硅烷的選擇性的穩(wěn)定， 同時(shí)達(dá)到延長(zhǎng)有機(jī)氯硅垸的合成周期。生產(chǎn)裝置的有效生產(chǎn)時(shí)間可達(dá)50天以上。本發(fā)明中觸 體中間儲(chǔ)罐與流化床之間采用雙管路回床系統(tǒng)，確保觸體正?；卮膊挥绊懻Ｉa(chǎn)。本發(fā)明
中所有的操作全部在閉路管線中進(jìn)行，生產(chǎn)操作過(guò)程中能避免或減少對(duì)環(huán)境的污染，起到節(jié) 能減排的效果。


圖1為甲基氯硅烷的合成工藝流程示意圖
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1硅粉和銅粉42噸(t)(硅粉銅粉=20: 1，為重量比)活性觸體，預(yù)先加入流化床，由
氯甲垸流化后發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)溫度280'C，反應(yīng)壓力0.3Mpa，氣速為0.20m/s。氣相反應(yīng)產(chǎn)物 從合成氣出口排出，隨著床層高度的下降，在反應(yīng)中不間斷的補(bǔ)充活性觸體以及助催化劑， 助催化劑為鋅粉、銻、鋁粉的混合物，鋅粉、銻、鋁粉之比為3: 2: 2，共800kg。當(dāng)合成氣 體中M2的選擇性降低到80。/。時(shí)(即反應(yīng)25天)，暫停補(bǔ)加觸體，用氮?dú)饧訅簩⒘骰仓械?觸體壓出至儲(chǔ)罐中，觸體約53.4t，反應(yīng)過(guò)程中經(jīng)旋風(fēng)分離器收集的硅粉為41.6t，充氮?dú)饷荛] 保護(hù)。
往流化床補(bǔ)充活性觸體，恢復(fù)反應(yīng)條件，反應(yīng)溫度280°C，反應(yīng)壓力0.3Mpa，氣速為 0.20m/s，重復(fù)上述歩驟，當(dāng)合成氣體中M2的選擇性重新回落至80y。(即反應(yīng)24天)，旋風(fēng) 分離器收集硅粉為39.4t，開(kāi)啟儲(chǔ)罐回路，按觸體硅粉=3: 1的比例加入流化床，反應(yīng)溫度 控制為300。C，反應(yīng)壓力為0.3Mpa，氣速為0.18m/s，添加助催化劑，助催化劑中鋅120kg， 錫、銻和磷混合比例為l: 1: 1，共20kg。至反應(yīng)中M2選擇性為76%時(shí)(即反應(yīng)4天)，停 止反應(yīng)，儲(chǔ)罐中觸體剩余14.2t，并清空流化床中廢觸體48.7t至中間儲(chǔ)槽，反應(yīng)中旋風(fēng)分離 器收集細(xì)粉18.5t，儲(chǔ)罐共81.4t經(jīng)另一管路系統(tǒng)進(jìn)入三氯氫硅合成流化床。本周期共生產(chǎn)53 天。停車檢修3天。
實(shí)施例2
硅粉和銅粉46噸(t)(硅粉銅粉=22: 1)為活性觸體，預(yù)先加入流化床，由氯甲烷流 化后發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)溫度30(TC，反應(yīng)壓力0.3Mpa，氣速為0.18m/s。氣相反應(yīng)產(chǎn)物從合成氣 出口排出，隨著床層高度的下降，在反應(yīng)中不間斷的補(bǔ)充新鮮硅粉和銅催化劑以及助催化劑 鋅粉、銻、鋁粉的的混合物的比例為2: 1: l共750kg，當(dāng)合成氣體中M2的選擇性降低到 79%時(shí)(即反應(yīng)25天)，暫停補(bǔ)加觸體，用氮?dú)饧訅簩⒘骰仓械挠|體壓出至儲(chǔ)罐中，觸體 約52.7t，反應(yīng)過(guò)程中經(jīng)旋風(fēng)分離器收集的硅粉為40.8t，充氮?dú)饷荛]保護(hù)。
重新往流化床補(bǔ)充觸體，恢復(fù)反應(yīng)條件，反應(yīng)溫度300。C，反應(yīng)壓力0.3Mpa，氣速為 0.18m/s，重復(fù)上述步驟，當(dāng)合成氣體中M2的選擇性重新回落至79。/。(即反應(yīng)24天)，旋風(fēng) 分離器收集硅粉為38.4t。開(kāi)啟儲(chǔ)罐回路，將觸體經(jīng)回路系統(tǒng)進(jìn)入流化床，反應(yīng)溫度控制為330 °C，反應(yīng)壓力為0.3Mpa，氣速為0.15m/s，添加助催化劑，助催化劑中鋅150kg，錫、銻和磷 混合比例為l: 1: 1，共28kg。至反應(yīng)中M2選擇性為75%時(shí)(即反應(yīng)3天)，停止反應(yīng)，儲(chǔ) 罐中觸體剩余41.5t，并清空流化床中廢觸體50.2t至中間儲(chǔ)槽，反應(yīng)中旋風(fēng)分離器收集細(xì)粉 21.8t，儲(chǔ)罐共113.5t經(jīng)另一管路系統(tǒng)進(jìn)入三氯氫硅合成流化床。本周期共生產(chǎn)52天。停車檢 修3.5天。
權(quán)利要求
1、一種合成甲基氯硅烷的方法，包括將由硅粉和銅粉組成的觸體部分加入流化床，通入原料氣體，氣體流化后發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)粗產(chǎn)物直接從合成氣出口排出，反應(yīng)粗產(chǎn)物分餾得目標(biāo)產(chǎn)物，反應(yīng)中隨著床層高度的下降，不間斷補(bǔ)充硅粉和銅粉及助催化劑，其特征是在旋風(fēng)分離器和流化床之間，添加觸體中間儲(chǔ)罐，當(dāng)目標(biāo)產(chǎn)物的選擇性降低至70-85％時(shí)，將反應(yīng)系統(tǒng)中的觸體轉(zhuǎn)移至中間儲(chǔ)罐，流化床中重新補(bǔ)充新的觸體進(jìn)行反應(yīng)，將轉(zhuǎn)移出來(lái)的觸體與新鮮硅粉混合后再回床作為新的觸體添加到反應(yīng)中。
2、 權(quán)利要求l的方法，其中甲基氯硅烷是二甲基二氯硅垸。
3、 權(quán)利要求l的方法，其中原料氣體是氯甲烷。
4、 權(quán)利要求l的方法，其中目標(biāo)產(chǎn)物是二甲基二氯硅垸。
5、 權(quán)利要求l的方法，其中添加的中間儲(chǔ)罐為2 4只。
6、 權(quán)利要求l的方法，其中當(dāng)二甲基二氯硅烷的選擇性降低至80-82%時(shí)將反應(yīng)系統(tǒng)中的觸 體轉(zhuǎn)移至中間儲(chǔ)罐。
7、 權(quán)利要求l的方法，其中轉(zhuǎn)移出來(lái)的觸體和新鮮硅粉以重量份數(shù)比為1: 0.5 5進(jìn)行混合。
8、 權(quán)利要求l的方法，其中助催化劑選自鋅、錫、銻、鋁、磷、鉀、鈉中的一種或幾種。
9、 權(quán)利要求1的方法，其中將觸體轉(zhuǎn)移至中間儲(chǔ)罐的方法是用氮?dú)饧訅簩⒘骰仓械挠|體壓 出至儲(chǔ)罐。
10、 權(quán)利要求l的方法，其中在觸體中間儲(chǔ)罐與流化床之間釆用雙管路回路系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及有機(jī)化學(xué)領(lǐng)域，具體涉及一種甲基氯硅烷合成過(guò)程中觸體的處理回收方法。其特征是合成甲基氯硅烷過(guò)程中添加觸體中間儲(chǔ)罐，當(dāng)目標(biāo)產(chǎn)物的選擇性降低至70-90％時(shí)，將反應(yīng)系統(tǒng)中的觸體轉(zhuǎn)移至中間儲(chǔ)罐，流化床中重新補(bǔ)充新的觸體進(jìn)行反應(yīng)，將轉(zhuǎn)移出來(lái)的觸體與新鮮硅粉混合后再回床作為新的觸體添加到反應(yīng)中。采用本發(fā)明的生產(chǎn)方法，既保證甲基氯硅烷合成過(guò)程中二甲基二氯硅烷的選擇性的穩(wěn)定，同時(shí)達(dá)到延長(zhǎng)有機(jī)氯硅烷的合成周期。生產(chǎn)裝置的有效生產(chǎn)時(shí)間可達(dá)50天以上。
文檔編號(hào)C07F7/16GK101456877SQ20081024309
公開(kāi)日2009年6月17日 申請(qǐng)日期2008年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月8日
發(fā)明者朱德洪, 朱恩俊, 捷 楊, 祝紀(jì)才, 羅斯格, 俊 黃 申請(qǐng)人:江蘇宏達(dá)新材料股份有限公司