一种提高二甲基二氯硅烷选择性的催化剂及其应用的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种提高二甲基二氯硅烷选择性的催化剂及其应用；催化剂由氯化亚铜、锌粉、氟化亚锡、硅粉、铜粉组成；各组分质量配比为：氯化亚铜：锌粉：氟化亚锡：硅粉：铜粉=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产二甲基二氯硅烷催化剂，生产在流化床内进行，硅粉和催化剂的质量比为100:1，氯甲烷和硅粉反应温度为270℃～350℃，反应压力为0.15MPa～0.3MPa，硅粉/氯甲烷质量比1/2.5；本催化剂能有效提高二甲基二氯硅烷的选择性，使二甲基二氯硅烷的质量和产量更加稳定，工艺简单，容易控制，安全性高。
【专利说明】一种提高二甲基二氯硅烷选择性的催化剂及其应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种生产有机硅的催化剂，具体涉及生产二甲基二氯硅烷过程中使用的催化剂，对其主要的助催化剂锡粉改性的方法。
【背景技术】
[0002]在有机硅生产工业中，普遍采用的是由氯甲烷和硅粉在铜催化剂作用下反应直接合成甲基氯硅烷技术。此法具有原料易得、工序简单、效率高，且易于实现连续化大生产等优点，目前成为工业上生产甲基氯硅烷的主要方法。
[0003]目前大多数有机硅装置甲基氯硅烷单体的生产是在流化床内，以氯化亚铜为主催化剂，氯甲烷和硅粉在270—350°C范围内反应，主要生成二甲基二氯硅烷。
[0004]其中常用的催化剂构成如下:
[0005](I)主催化剂氯化亚铜:对提高二甲基二氯硅烷选择性降低反应温度起相当重要的作用，没用氯化亚铜反应基本没有任何意义。
[0006](2)助催化剂锌粉:可以提高二甲基二氯硅烷选择性，降低反应温度。
[0007](3)助催化剂锡粉:可以提高二甲基二氯硅烷选择性，但使用过多会使主催化剂中毒。
[0008]正常情况下二甲基二氯硅烷的选择性应该在85%以上，但是在实际操作中发现，其选择性变化较大，且选择性经常低于85%，严重影响二甲基二氯硅烷的产量。
[0009]影响二甲基二氯硅烷选择性的主要原因有以下两个方面:
[0010](I)流化床内催化剂触体质量不好，回床触体中催化剂组分发生变化，副反应增多。
[0011](2)流化床压力高，导致局部过热，副反应增加，床压高导致产物离开触体表面困难，副反应增加。
[0012]从上面可以看到，影响二甲基二氯硅烷选择性主要的原因在于催化剂及其触体，如果有效的改性催化剂，会提高二甲基二氯硅烷的选择性。
[0013]专利US5334738提出用磷改性催化剂触体可以提高二甲基二氯硅烷的选择性。US6211394提出采用CuO和CuCl复合催化剂切换使用，在催化剂的切换过程可以使整个反应过程一直保持在高的选择性，克服了单一催化剂的缺点。US4895969提出以锌化合物取代锌也可以提高二甲基二氯硅烷的选择性。US6175030提出在触体中引入火成硅酸允许降低Cu、Zn含量，而不降低反应选择性。其中专利US6211394提出的复合催化剂切换使用，经过实际操作，二甲基二氯硅烷的选择性可以达到85%，但是此种方法催化剂切换较为频繁，切换时间较难掌握。专利US4895969提出的以锌化合物取代锌提高二甲基二氯硅烷的选择性的方法要求硅粉的转化率必须在79%-86%之间，才可有效的提高二甲基二氯硅烷的选择性，但是对于控制硅粉的转化率在79%-86%较难控制。
[0014]目前国内的主要有机硅生产厂家无论采用以上哪种方法改性催化剂，效果都不理想，其生产的有机硅产品二甲基二氯硅烷的选择性和国际主要有机硅厂家数据相比，相差还是较大。
【发明内容】
[0015]本发明的目的是提供一种提高二甲基二氯硅烷选择性的催化剂，可以在不改变现有装置生产现状的条件下，有效的提高二甲基二氯硅烷的选择性。
[0016]本发明所述的一种提高二甲基二氯硅烷选择性的催化剂，其组分包括:氯化亚铜、锌粉、氟化亚锡、硅粉、铜粉，各组分质量配比为:氯化亚铜:锌粉:氟化亚锡:硅粉:铜粉=94 ~96:1.7 ~2.3:2 ~3:0.2 ~0.6:0.07 ~0.15。
[0017]催化剂制备过程:将氯化亚铜、锌粉、氟化亚锡、硅粉、铜粉按比例混合，然后通入干燥炉中，将干燥炉温度由常温在30分钟内升温到200°C，然后通入压力为0.5Mp的氮气将催化剂流化，催化剂在200°C的干燥炉内保持氮气流化I小时，然后降到常温保持干燥待用。
[0018]有机硅产品二甲基二氯硅烷的生产在流化床内进行，硅粉和催化剂的质量比为100:1，氯甲烷和硅粉反应温度为270°C~350°C，优选反应温度为295°C，反应压力为
0.15MPa~0.3MPa,优选为0.2MPa。合成质量比硅粉/氯甲烷=1/2.5。
[0019]本发明所提供的方法与现有技术相比具有如下优点:
[0020](I)只需要改性催化剂中的助催化剂，对主催化剂不做要求；
[0021](2)改性后的催化剂不需要对生产装置的原有反应条件进行改变；
[0022](3)改性用的助催化剂氟化亚锡简单易得。
[0023](4)使用改性后的催化剂，可以显著的提高二甲基二氯硅烷的选择性，平均选择性为 92%。
[0024]综上所述，本发明可以有效的提高二甲基二氯硅烷的选择性，解决了有机硅工业中关于二甲基二氯硅烷选择性普遍偏低的难题，使二甲基二氯硅烷的质量和产量更加稳定。本发明所涉及的方法容易控制，工艺简单，安全性高。
【具体实施方式】
[0025]对比例I
[0026]反应装置在温度295°C，压力0.2MPa，硅粉和催化剂的质量比在100:1的条件下，连续运行2个月，取其中任意15天分析数据，原有催化剂组分见表1，原有催化剂条件下15天分析数据见表2。
[0027]表1原有催化剂组分
[0028]
【权利要求】
1.一种提高二甲基二氯硅烷选择性的催化剂，其特征在于:催化剂由氯化亚铜、锌粉、氟化亚锡、硅粉、铜粉组成；各组分质量配比为:氯化亚铜:锌粉:氟化亚锡:硅粉:铜粉=94 ?96:1.7 ?2.3:2 ?3:0.2 ?0.6:0.07 ?0.15。
2.—种权利要求1所述的提高二甲基二氯硅烷选择性的催化剂的应用，其特征在于:用于氯甲烷和硅粉生产二甲基二氯硅烷，生产在流化床内进行，硅粉和催化剂的质量比为100:1，氯甲烷和硅粉反应温度为270°C?350°C，反应压力为0.15MPa?0.3MPa，硅粉/氯甲烷质量比1/2.5。
3.根据权利要求2所述的提高二甲基二氯硅烷选择性的催化剂的应用，其特征在于:其反应温度为295°C，反应压力为0.2MPa。
【文档编号】C07F7/16GK103566955SQ201210273344
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2012年8月2日 优先权日:2012年8月2日
【发明者】方键, 姜丹蕾 申请人:中国石油天然气股份有限公司