甲基氯硅烷轻组分分离流程的模拟与优化

采用Aspen Plus软件对配套30万吨/年甲基氯硅烷单体生产装置的轻组分精馏过程进行建模与优化,首先通过甲基氯硅烷二元体系气液平衡实验值与不同热力学模型预测值之间的均方根差和绝对平均偏差优选出WILSON模型,并通过对比分析不同塔序优化方案的模拟结果,优选出利用原共沸塔优先分离三甲基氯硅烷,再将原含氢塔与三甲塔串联后分离甲基二氯硅烷的方案。优选方案的模拟结果显示,其甲基二氯硅烷流股纯度达99.60%、收率达99.59%,三甲基氯硅烷流股纯度达99.80%、收率达98.40%,残余的共沸物流量为68.34kg/h,总能耗2361kW。此外,水力学的分析结果验证了可行性。

低能耗甲基氯硅烷混合单体精馏分离技术的开发及应用

对脱高塔中的塔板、分布器等内件进行改造,改造完成后与原有的一甲上塔、下塔进行3塔串联,并对改造后的流程进行优化,开发了脱高塔-二甲塔-一甲塔精馏工艺流程,改造后二甲塔的处理能力和分离纯度均得到提高。运行统计数据表明,改造后一甲产品的纯度达到99%以上,二甲产品的纯度达到99.95%以上,二甲塔的处理能力有显著提高。

流化床直接法合成甲基氯硅烷的实验研究

在f 24mm的实验室流化床装置上,对金属硅与氯甲烷在CuCl催化剂作用下直接合成二甲基二氯硅烷(DDS)的气-固-固相催化反应进行了实验研究。结果表明,为获得较高的DDS选择性,反应应在300℃以下进行,实验测得反应速率达到70gCH3Cl(kgSi)-1h-1,主副反应的活化能分别为92kJmol-1和254kJmol-1。将流化床实验的结果与固定床实验结果进行了对比,流化床反应器在反应活性和DDS选择性上均远优于固定床,是最适用于有机硅单体合成的反应器型式。根据文献资料和气-固-固催化反应机理对实验中观察到的现象进行了解释。

反应温度对甲基氯硅烷合成的影响

实验研究了直接法流化床合成甲基氯硅烷过程中反应温度对反应活性和二甲基二氯硅烷 (DDS)选择性的影响。研究结果表明 ,随着反应温度升高 ,催化反应的活性有所升高 ,但是 DDS的选择性逐渐降低。因此 ,该气 -固 -固催化反应有一个适宜的反应温度范围 (约 2 80～ 30 0℃ )。在较高温度下触体会失去活性 ,此时反应活性和 DDS选择性都会明显变差 ,再降低反应温度后失活的触体也不会恢复活性 。

三甲基氯硅烷对纳米多孔二氧化硅薄膜的修饰

以正硅酸乙酯为先驱体,采用溶胶-凝胶法,结合旋转涂胶、超临界干燥工艺在硅片上制备了纳米多孔SiO2薄膜.用三甲基氯硅烷(TMCS)对该SiO2薄膜进行了表面修饰,采用FTIR、TG-DTA、AFM和椭偏仪等方法研究了TMCS修饰前后薄膜的结构、形貌、厚度与介电常数等性能.超临界干燥后的SiO2薄膜含有Si-O-Si与Si-OR结构,呈疏水性.在空气中250℃以上热处理后SiO2薄膜因含有Si-OH而呈吸水性.TMCS修饰后的SiO2薄膜在温度不高于450℃时可保持其疏水性和多孔结构.SiO2薄膜经TMCS修饰后基本粒子和孔隙尺寸增大,孔隙率提高,介电常数可降低至2.5以下.

添加Al粉对直接法合成甲基氯硅烷的影响及其机理研究

针对直接合成法合成甲基氯硅烷单体,系统考察了添加微量Al粉对该反应的影响及其作用机理。分别在4%和10%铜浓度下,通过在线色谱分析的方法研究了添加Al粉对反应速率和M2选择性的影响。实验结果表明,添加Al粉可以很大程度上增加反应速率,缩短反应诱导期,但是Al粉的添加量超过一定量后会急剧降低反应选择性。建议工业中添加Al粉的量不应超过0.25%。通过SEM观察反应触体,发现添加铝粉可以改变触体反应活性中心的形貌,推测Al粉的作用主要是去除Si颗粒表面的氧化层,形成更多的缺陷,有利于催化剂与Si颗粒更好地结合。通过XRD对触体进行分析,发现添加Al粉后形成了更多的活性组分η相,从而加速了反应的进行。

反应压力对甲基氯硅烷合成过程的影响

实验研究了反应压力对甲基氯硅烷合成反应中反应速度和二甲基二氯硅烷(M2)选择性的影响.结果表明,随着反应压力的升高,反应速度显著增加,硅粉的转换率基本不变,但是压力过高会导致M2选择性下降.因此,实际生产中反应压力不宜太高,推荐在0.3MPa以下操作.通过实验还发现,反应压力波动对反应的影响是可逆的.

活性炭负载AlCl_3固体酸催化甲基氯硅烷再分配反应性能与结构研究

以活性炭为载体，采用浸溃蒸发煅烧法制备了负载型AlC13固体酸催化剂，并以甲基三氯硅烷（M1）和三甲基氯硅烷（M3）的再分配反应为模型反应，在φ20mm×800mm的固定床反应器中，310℃、n（M1／M3）=1．0、液时空速1．5h^-1下考察了催化剂的制备条件对其反应活性的影响，并对催化剂的稳定性进行了初步考察．运用N2等温吸附-脱附法、XRD、TG-DSC和吡啶吸附Raman光谱等手段对催化剂的结构和酸性进行了表征．结果表明，较佳的催化剂制备条件为：活性炭经过2．0mol·L^-1盐酸溶液处理6h，AlC13负载量为1.87mmol·g^-1，450-500℃焙烧活化;催化剂在100h内表现出良好的催化稳定性．催化剂的XRD和TG-DSC表征结果表明，AlCl3负载到活性炭载体上经活化后不再以AlCl3晶相存在，催化剂在485～600℃时活性组分出现分解；吡啶吸附Raman光谱分析表明催化剂的活性组分为Lewis酸。

有机硅高沸物和低沸物的低压催化裂解歧化制备甲基氯硅烷

用酸处理的活性炭和γ-Al_2O_3组成双段催化剂,通过有机硅高沸物和低沸物的裂解歧化反应制备了甲基氯硅烷,考察了反应温度、质量空速等因素对反应的影响。结果表明:在反应温度360℃、质量空速0.11 h^(-1)条件下,高沸物的裂解率、甲基氯硅烷和二甲基二氯硅烷的收率分别为75.1%、76.1%和38.3%。该双段催化剂连续使用142 h,仍能保持较高的活性。

乙烯基氯硅烷和甲基氯硅烷混合水解机理研究

以乙烯基甲基二氯硅烷单体和二甲基二氯硅烷单体为原料,酸性、低温下条件混和水解制备了甲基、乙烯基硅烷混合环体,以气相色谱-质谱联用仪对上述环体进行了定性分析;从分子结构层面分析了上述两种单体混合水解合成环体的原理,推导并提出了水解生成甲基环体和乙烯基环体的可能反应机理,至今未见有文献报道。实验结果验证了反应机理,为小试实验条件乃至中试及生产条件的确定提供了理论参考。

硅粉质量对甲基氯硅烷合成反应的影响

比较了国内外甲基氯硅烷生产的主要技术指标及主要原料硅粉的质量要求,概述了硅中杂质的种类及含量、金属相结构、硅粉粒径及其分布对甲基氯硅烷合成反应速度及二甲基二氯硅烷收率的影响,并对如何提高硅粉质量提出了建议。

三甲基氯硅烷修饰对HZSM-5沸石环己烯水合催化反应性能的影响

采用三甲基氯硅烷对HZSM-5沸石进行外表面修饰,并进行了骨架IR、真空IR和异丙醇催化分解探针反应表征以及环己烯水合反应性能的考察.改性后试样外表面引入憎水性硅烷基,覆盖了部分外表面酸性位.在环己烯水合反应中搅拌的条件下其活性与母体沸石相似,但在静置的反应条件下却表现出远优于改性前HZSM-5沸石的催化活性,显示出潜在的工业应用前景.

国内甲基氯硅烷生产技术进展

以国内甲基氯硅烷生产技术的发展历史为线索,围绕制约当前甲基氯硅烷生产技术发展的关键问题,介绍国内甲基氯硅烷生产技术发展取得的成就、当前现状、存在的问题以及发展趋势,并对提高甲基氯硅烷生产技术水平提出了意见和建议。

氯化反应合成聚甲基氯硅烷的研究

以四氯化碳为氯化剂,利用聚甲基硅烷(PMS)Si-H键的反应活性,在室温条件下即可通过氯化反应制备PCMS。研究发现,随着反应时间的增长,硅氢反应程度增大,所得PCMS的氯含量相应增大,但分子量分布变化不大,PCMS仍保持其离域结构;同时,PMS分子的支化程度越高,氯化反应的速度越快。PCMS的结构以~1H-NMR和^(29)Si CP MAS-NMR等手段予以表征和确认。初步讨论认为反应属于自由基反应,四氯化碳对Si-H具有较高的选择性。

金属锡和三甲基氯硅烷存在下芳香醛、酮与醇的还原-偶联-醚化反应

在三甲基氯硅烷(TMSCl)、四氢呋喃(THF)体系中,芳香醛、酮和醇在金属锡的作用下发生还原-偶联-醚化反应生成相应的频那醇二醚类化合物.文中对此反应的应用范围进行了探讨,并提出了合理的反应机理.

三甲基氯硅烷涂层毛细管胶束电动色谱法测定苯甲酸和邻苯二甲酸

[目的]建立测定苯甲酸和邻苯二甲酸含量的毛细管胶束电动色谱涂层新方法。[方法]采用三甲基氯硅烷涂层的毛细管胶束电动色谱-紫外二极管阵列检测的新方法来分离测定饮料中的苯甲酸和实验室废水中的苯甲酸和邻苯二甲酸,考察了波长、pH值、缓冲介质和电压等因素对苯甲酸和邻苯二甲酸分离测定的影响。[结果]以20 mmol/L SDS+35 mmol/L硼砂(pH值9.5)为运行缓冲液,在检测波长为210 nm,分离电压为14 kV条件下,苯甲酸和邻苯二甲酸在3 min内实现分离,在2～800μg/L范围内两者峰高与浓度有良好的线性关系,其相关系数分别为0.999 3和0.999 9,迁移时间的RSD分别为2.65%和3.69%,峰高的RSD分别是3.12%和4.52%,检出限分别为0.106 7和0.121 3μg/ml。[结论]该测定方法具有试样用量少、操作简捷、灵敏度和准确性好的特点,为防腐剂的分析提供了有效的检测方法。

三甲基氯硅烷及六甲基二硅氮烷水解产物分析方法研究

研究采用吹扫捕集-气相色谱-质谱法测定三甲基氯硅烷及六甲基二硅氮烷水解产物的分析方法。结果表明,两种物质遇水迅速水解,水解产物均为三甲基硅醇与六甲基二硅氧烷。以该方法测定六甲基二硅氧烷的检出限为0.02ng/ml,精密度为1.3%～10.6%,线性范围为0.05～60ng/ml。水解动力学研究结果表明,三甲基氯硅烷及六甲基二硅氮烷水解产物含量随时间减少而降低,强酸、强碱条件下测试未发现生成其他的水解产物。该方法可为同类污染物的应急测试提供参考。

中国甲基氯硅烷合成技术进展

以中国甲基氯硅烷合成技术发展历史为线索,紧紧围绕影响甲基氯硅烷合成工业化技术的关键因素,剖析了中国甲基氯硅烷合成技术的现状、存在的问题及发展趋势,并对中国甲基氯硅烷的发展方向提出了明确的观点和建议。

三甲基氯硅烷的性质及其应用研究进展

三甲基氯硅烷是一种非常重要的硅烷化试剂,介绍了三甲基氯硅烷的物理化学性质,重点阐述了三甲基氯硅烷在色谱分析、有机合成、基团保护等方面的应用研究。