甲基三氯硅烷烷基化、加氫與再分配反應研究.pdf

1、二甲基二氯硅烷作為有機硅產(chǎn)業(yè)中最重要的單體之一，在國民經(jīng)濟中的各個領域都具有越來越重要的地位。其主要工業(yè)生產(chǎn)方法“直接法”因為工藝復雜，不可避免的存在著許多副反應，產(chǎn)物中除了二甲基二氯硅烷之外，還有15～20％的副產(chǎn)物，其中甲基三氯硅烷占比高達5～15％。日益增長的氯硅烷市場需求導致甲基三氯硅烷的大量積壓，為生態(tài)環(huán)境建設和經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展帶來一定阻礙。
　　 本論文針對甲基三氯硅烷的綜合利用進行了系統(tǒng)研究，將其轉化為具有更高經(jīng)濟價

2、值的其它甲基氯硅烷單體。研究分為甲基三氯硅烷的烷基化反應、加氫反應、與其它副產(chǎn)物再分配反應三個部分。
　　 采用固定床反應器，以甲基三氯硅烷為原料、氯甲烷為甲基供體，金屬鋁作氯接收劑，活性炭作催化劑，運用有機鋁法進行了常壓下甲基三氯硅烷的烷基化反應研究。甲基三氯硅烷的轉化率隨反應溫度升高而升高，主要產(chǎn)物二甲基二氯硅烷的收率也隨之升高。甲基三氯硅烷的轉化率和二甲基二氯硅烷的收率隨著鋁粉中活性炭的添加比例的增加而提高。當加入鋁粉和其

3、質量20％的活性炭進行甲基三氯硅烷的烷基化反應，反應溫度為320℃時，甲基三氯硅烷的轉化率達到44.2％，二甲基二氯硅烷的收率達到41.7％;對比未加入活性炭進行反應時，甲基三氯硅烷的轉化率提高了約43％，二甲基二氯硅烷的收率提高了約40％，說明活性炭的加入對該反應的活性具有顯著的促進作用。通過在鋁粉和活性炭中添加少量的Sn、Zn進行實驗，結果證明了金屬Sn、Zn對于該反應具有協(xié)同催化作用。結合實驗現(xiàn)象和結果以及前人研究工作，提出了甲基

4、三氯硅烷在鋁粉催化下進行烷基化反應的機理。
　　 采用浸漬-還原法、選用活性炭和活性氧化鋁兩種載體，制備了不同負載量的Pt、Cu負載型催化劑，并催化甲基三氯硅烷加氫制備含氫硅烷的反應。實驗發(fā)現(xiàn)，金屬銅負載型催化劑催化甲基三氯硅烷的加氫反應時，甲基三氯硅烷的轉化率約為5％左右，一甲含氫的選擇性可達18％，說明金屬銅負載型催化劑對于甲基三氯硅烷加氫反應具有催化作用;使用金屬鉑負載型催化劑催化該反應，Pt負載量僅為3％時，甲基三氯硅烷

5、的轉化率提高至12.3％，一甲含氫的選擇性提高至42.8％，說明金屬鉑對于該加氫反應具有良好的催化活性。對甲基三氯硅烷在金屬鉑催化下進行加氫反應的機理進行了探討。
　　 以甲基三氯硅烷和低沸物、共沸物等為原料，在AlCl3催化下進行了再分配反應研究。分別考察了原料比例、催化劑用量、反應時間等對于再分配反應的影響。實驗證明，催化劑比例在總物料質量的5～25％之間時，甲基三氯硅烷的轉化率和二甲基二氯硅烷的收率都隨之增加而升高;反應的