探究甲基（氢）氯硅烷合成及动力学研究

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1、浙江大学硕士学位论文甲基（氢）氯硅烷合成及动力学研究姓名：邓亮申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：冯连芳;王嘉骏20060301浙江大学硕士学位论文摘要合成有机硅单体的Rochow直接法自40年代以来已在工业中得到广泛应用，但该反应动力学在我国研究的还相对不足。如何更好地制取Roehow直接法产物中高附加值产品甲基氢氯硅烷也正已日益受到重视。以10inln内径的固定床为反应器考察Roehow直接法反应动力学，采用氯原子守恒的方法计算不同反应压力下原料氯甲烷转化率，提出对反应后固体残留物进行热解重量分析(TGA)来计算硅粉平均转化率的

2、新方法，并利用场发射扫描电子显微镜对反应残渣微观结构表征证实了直接法反应中”．相金属互化物Cu3Si的存在。研究表明，在相同反应压力下，原料氯甲烷转化率和副产物甲基三氯硅烷选择性随反应时间的变化具有相同趋势，有效控制氯甲烷流速将有助于减少副产品甲基三氯硅烷的生成：在0～0．27MPa的范围内，氯甲烷和硅粉平均转化率均随反应压力的升高而提高，且平均表观反应速率与反应压力的O．61次方成正比，提高反应压力将有助于优化反应过程。以相同固定床反应器对合成甲基氢氯硅烷的加氯直接法和甲基氯硅烷还原法进行研究。在加氢直接法工艺中，考察产物甲基氢二氯硅烷

3、、二甲基二氯硅烷和甲基三氯硅烷选择性与反应时间关系，催化剂中添加Ni和AgCI对加氢的影响以及反应温度对过程影响，利用场发射扫描电子显微镜对反应残渣的表征证实加氢直接法过程中也存在_-卡目金属互化物Cu3Si，并由此推测加氢直接法反应机理。研究表明，甲基氢二氯硅烷选择性随着反应时间呈现由低至高，后又降低的趋势，且在相同反应条件下二甲基二氯硅烷选择性同反应时间的关系与甲基氢二氯硅烷选择性与反应时间的关系呈现相反的趋势；在催化剂中添加Ni比添加AgCl具有更好加氢催化效果：320。C对于加氢直接法是比较适宜的反应温度。在甲基氯硅烷还原法工艺中

4、，对反应温度和压力，催化剂载体粒径，催化剂组成对反应过程的影响进行研究，由此推测【Ru(sncl3)6。c1。14‘的催化机理。实验结果表明对于甲基氯硅烷还原法，反应温度对过程的影响更甚于压力；当催化剂组成Ru／Sn为1：6，且采用纳米级载体时催化效果最优。关键词：甲基氯硅烷，甲基氢氯硅烷，直接法，还原法，催化剂里鳌!重!塑壁堡鱼壁墨垫塑兰婴塞一ABSTRACTTheRochowdirectprocesswhichisusedtoproducemethylchlorosilaneshasbeenwidelyappliedintothemo

5、demindustrysince1940’s．However,therese甜chonkineticsofdirectprocessisbehindhandrelativelyinourcountry．IthasbeenaRachedmuchimportancethathowtoproducenaethylhydrochlorosilanebetterwhichisakindofhighadded—valueproductindirectprocess．ThekineticsofRochowdirectprocesswasstudiedi

6、nafixed—bedreactorof10mminnerdiameter．Basedontheconservationofchlorineatom，themethylchlorideconversionWaSmeasured．Amethodtodeterminethesiliconaverageconversionbythermogravimetricanalyzer(TOA)wasalsosuggested，andtheexistenceoft／一phasealloyCu3SiwastestifiedbyFieldScanningEl

7、ectronMicrographcharacterizationofsolidresidue，TheexperimentalresultsshowthatthetendencyofmethylchlorideconversionversusreactiontimewassimilartotheselectivityofmethyltrichlorosilaneatthesalTlepressure，SOcontrollingthegasvelocityofmethylchloridewouldbebeneficialtoreducethe

8、yieldofmethyltrichlorosilane．Attherangeof0to0．27MPa，methylchlorideandsiliconaverageconversioninc