Способ получения фенилхлорсиланов

Союз Саеетскин Социалистическин РеспубликКомитет по делам иаобретеиий и открыти при Сосете Министров СССР345.0 вторызобретения М ерец, Л, К, Горбатенко Голубцов и Р, А, Турец Заявитель ОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФЕНИЛХЛО АНОВ ния этих контак и окислы ри этом уступает 0% менедостатков предную массу вместо меди в количестконтактная масса ранее известной, аллической меди. Изобретение относится к новому способусинтеза фенилхлорсиланов, важных для промышленности кремнийорганических мономеров,Известен способ получения фенилхлорсиланов прямым синтезом, заключающийся вовзаимодействии при повышенной температурехлорбензола с контактной массой, содержащей кремний и катализатор - металлическуюмедь в количестве 30 - 50 вес, %.Необходимость применения значительныхколичеств металлической меди является недостатком известного способа, В процессе синтеза благодаря высокой температуре (450 -650 С) медь рекристаллизуется, быстро теряет активность и становится балластом процесса. При этом избыток меди оказываетсяне только бесполезным, но и вредным, так какна меди ускоряются процессы пиролиза, ухудшающие выход фенилхлорсиланов. Продуктыпиролиза отлагаются на контактной массе,активность которой быстро падает. Это недает возможности полностью использоватькремний.С целью устранелагается вводить в тметаллической медве 0,1 - 5 вес.%, Ппо активности несодержащей 30 - 5т Помимо экономии меди предлагаемый способимеет следующие преимущества: уменьшаются процессы пиролиза, высокая активностьконтактной массы сохраняется до глубокойстепени использования кремния.Для повышения выхода особенно ценногодифенилдихлорсила на в контактную массувводят промоторы, например окись цинка,окись кадмия, С целью повышения выхода10 фенилтрихлорсилана в газовую фазу совместно с хлорбензолом вводят трихлорсилан плихлористый водород, Окислы меди - легко получаемые, дешевые и недефицитные вещества,хорошая технологичность их (негигроскоппч 15 ность, сыпучесть и т, д.) позволяет вводить ихнепосредственно в зону реакции в небольшихколичествах без остановки процесса, что создает удобные условия для осуществления непрерывного процесса и гибкого регулирова 20 ния и поддержания оптимальных концентраций меди,П р и м е р 1. В вертикальный реактор изнержавеющей стали, представляющий собойтрубку диаметром 40 ллт, с конусным газо 25 распределительным устройством загружают330 г контактной массы, состоящей из механической смеси технического кремния 91% сразмерами частиц 0,5 - 0,025 лл и окислов,%; меди 4,6, кадмия 2,4 и цинка 2,1. Контакт 30 ную массу нагревают в течение 5 кас в пото295433 Предмет изобретения Составитель М. Макаров Техред Е. БорисоваКорректор Е. Михеева Редактор Л. Бердник Заказ 20325 Изд. Юе 884 Тираж 406 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРМосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр. Сапунова, 2 3ке азота до 450 С, после чего в реактор подают пары хлорбензола, нагретые до 200 С, в количестве 65 г/час.Синтез проводят.в кипящем слое при температуре 450 - 470 С. За 15 час синтеза получают 960 г конденсата, в котором содержится 45% хлорбегнзбла, не вступившего в реакцию, Состав смеси продуктов реакции следующий, %: бензол 12,0; фенилтрихлорсилан 15,1; дифенил 1,8; дифенилдихлорсилан 57,6; высококипящие, в том числе и трифенилхлорсилан, остальное.П р и м е р 2. В вертикальный реактор из нержавеющей стали, представляющий собой трубку диаметром 50 млг, с конусным газораспределительным устройством и мешалкой, загружают 200 г порошка, содержащего 3,75 "/о окиси меди, 1,7% окиси цинка, 1,9% окиси кадмия, остальное - кремний. Реактор постепенно нагревают в потоке азота до температуры 480 С, после чего начинают подачу паров хлорбензола. Скорость подачи хлорбензола около 40 г/час.За 8 час синтеза получают 224 г смеси, содержащей 8% бензола, 8% фенилтрихлорсилана, 0,5/о дифенила, 70/, дифенилдихлорсилана, 11/о трифенилхлорсилана и 2,5% кубового остатка.Продолжая синтез до момента снижения активности массы и вводя дополнительно в зону реакции окись меди для поддержания необходимой концентрации активного катализатора, удается получить до 4 кг смеси фенилхлорсилана в расчете на 1 кг контактной массы без существенного ухудшения основных показателей процесса, Это не уступает соответствующим результатам на промотированной кремне-медной массе с содержанием меди порядка 30%.П р и м е р 3. В вертикальный реактор из нержавеющей стали диаметром 60 мм, с конусным газораспределительным устройством загружают послойно 1000 кг порошка технического кремния с размерами частиц 0,5 - 0,24 мм и 40 кг порошка окиси меди марки ч. д. а., компоненты перемешивают током азота в течение 8 час, нагревают до 580 С, после чего в реактор подают пары реакционной смеси в количестве 120 - 150 кг/час и хлористый водород 20 - 24 мз/час. Средний состав реак 4ционной смеси, %: трихлорсилан 1,5, четыреххлористый кремний 24,9, бензол 19,8, хлорбензол 53,8.Синтез проводят в кипящем слое при тем 5 пературе 580 - 620 С. На сорок восьмом часусинтеза догружают 500 кг порошка технического кремния в смеси с 20 кг окиси меди, ипроцесс продолжают без остановки. При общей длительности процесса 164 час бывает10 три таких погрузки, т. е, в общем перерабатывают 2500 кг кремния и 100 кг окиси меди,и по окончании процесса выгружают 120 кготработанной контактной массы.За операцию получают 12245 кг конденса 15 та, расчетный состав которого в пересчете напродукты реакции следующий, %: трихлорсилан 16,38, четыреххлористый кремний 15,04,бензол 12,15, фенилтрихлорсилана 42,14, высококипящие, в том числе дифенил и трифе 20 нилхлорсиланы 14,29.Конверсия хлорбензола за проход составляет около 45/о, Производительность реактора по фенилтрихлорсилану 28,8 кг/час с учетом потерь при ректификации,25 1. Способ получения фенилхлорсилановвзаимодействием хлорбензола с кремнием при Зо нагревании в присутствии катализатора, отличиющийся тем, что, с целью уменьшения процессов пиролиза и сохранения высокой активности контактной массы до глубокой степени использования кремния, в качестве катализа тора применяют окислы меди в количестве0,1 - 5 вес. % в пересчете на медь.2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, сцелью повышения выхода дифенилдихлорсилана, в контактную массу вводят промоторы.40 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, сцелью повышения выхода фенилтрихлорсилана, в газовую фазу вводят трихлорсилан или хлористый водород,4. Способ по пп. 1 - 3, отличающийся 45 тем, что, с целью осуществления непрерывного процесса, окислы меди с промоторами или без них и кремний вводят в реакционную зону периодически или непрерывно по мере выработки кремния и выноса меди и ее соедине ний из зоны реакции.