RU2486192C1 - Method of producing organochlorosilanes by gas-phase thermal condensation and reactor for realising said method - Google Patents
Method of producing organochlorosilanes by gas-phase thermal condensation and reactor for realising said method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2486192C1 RU2486192C1 RU2012105288/04A RU2012105288A RU2486192C1 RU 2486192 C1 RU2486192 C1 RU 2486192C1 RU 2012105288/04 A RU2012105288/04 A RU 2012105288/04A RU 2012105288 A RU2012105288 A RU 2012105288A RU 2486192 C1 RU2486192 C1 RU 2486192C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reaction
- reactor
- temperature
- zone
- mixing zone
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к технологии получения органохлорсиланов - кремнийорганических хлорсодержащих соединений общей формулыThe invention relates to a technology for producing organochlorosilanes - organosilicon chlorine-containing compounds of the General formula
R1R2SiCl2,R 1 R 2 SiCl 2 ,
где R1=С6Н5, C4H3S или СН2=СН; R2=Cl или СН3.where R 1 = C 6 H 5 , C 4 H 3 S or CH 2 = CH; R 2 = Cl or CH 3 .
А именно к промышленным способам производства фенил-, метилфенил-, тиенил- и метилтиенилдихлорсиланов, используемых в синтезе кремнийорганических полимерных материалов: силиконовых лаков, смол, смазок, эластомеров и т.д.Namely, to industrial methods for the production of phenyl-, methylphenyl-, thienyl- and methylthienyl dichlorosilanes used in the synthesis of organosilicon polymer materials: silicone varnishes, resins, lubricants, elastomers, etc.
В промышленном производстве этих органохлорсиланов главенствующее место занимает метод газофазной термической конденсации (ГТК) из-за доступности исходных реагентов, высокой степени конверсии, удовлетворительных выходов целевых продуктов и сравнительной простоты аппаратурного оформления.In the industrial production of these organochlorosilanes, the method of gas-phase thermal condensation (SCC) is dominant because of the availability of starting reagents, a high degree of conversion, satisfactory yields of the target products, and the comparative simplicity of the hardware design.
Процесс проводят при повышенной температуре (А.с. СССР №1542012, МПК C07F 7/12, 1987) при атмосферном или повышенном давлении без инициаторов или в присутствии галогенсодержащих инициирующих добавок.The process is carried out at elevated temperature (AS USSR No. 1542012, IPC C07F 7/12, 1987) at atmospheric or elevated pressure without initiators or in the presence of halogen-containing initiating additives.
В реакторе идеального вытеснения жидкую смесь исходных реагентов сначала нагревают, затем испаряют и продолжают нагревать пары до начала реакции. По мере продвижения по реактору температуре реакционной смеси поддерживают на определенном оптимальном уровне, чтобы избежать ее локального перегрева за счет тепла экзотермических реакций. Прореагировавшую парогазовую смесь продуктов реакции выводят из реактора и направляют на дальнейшую переработку с целью выделения целевых продуктов.In the ideal displacement reactor, the liquid mixture of the starting reagents is first heated, then evaporated and the vapors continue to be heated until the reaction begins. As you move through the reactor, the temperature of the reaction mixture is maintained at a certain optimal level to avoid its local overheating due to the heat of exothermic reactions. The reacted vapor-gas mixture of the reaction products is removed from the reactor and sent for further processing in order to isolate the target products.
В качестве реактора используют полую трубу большой протяженности в виде змеевика, помещенного в печь. В качестве внешнего источника тепловой энергии в таких трубчатых печах обычно используют тепло дымовых газов, образующихся при сжигании газообразного топлива.A long hollow tube in the form of a coil placed in a furnace is used as a reactor. As an external source of thermal energy in such tube furnaces, the heat of the flue gases generated during the combustion of gaseous fuels is usually used.
Недостатком описанного в А.с. СССР №1542012 технического решения является следующее:The disadvantage described in A.S. USSR No. 1542012 technical solution is as follows:
- низкая эффективность использования собственного тепла экзотермических реакций. В печном агрегате трудно создать и поддерживать оптимальный температурный профиль по длине трубчатого реактора, что приводит к нежелательному перегреву реакционной смеси на отдельных участках реактора. При этом опасны локальные перегревы материала змеевика в зоне экзотермических реакций, что может привести к нарушению прочности и катастрофическому разрушению реактора и всего печного агрегата. Это обстоятельство вынуждает проводить процесс при соотношениях реагентов, существенно отличающихся от стехиометрических, с повышением подачи одного из реагентов. Избыток одного из реагентов равноценен вводу в реакционную зону инерта, существенно влияющего на тепловой баланс реактора и требующего ввода извне дополнительной тепловой энергии, требуемой для нагрева реакционной смеси;- low efficiency of using its own heat of exothermic reactions. In the furnace unit, it is difficult to create and maintain an optimal temperature profile along the length of the tubular reactor, which leads to undesirable overheating of the reaction mixture in separate sections of the reactor. In this case, local overheating of the coil material in the zone of exothermic reactions is dangerous, which can lead to a violation of the strength and catastrophic destruction of the reactor and the entire furnace unit. This circumstance forces the process to be carried out with ratios of reagents substantially different from stoichiometric, with an increase in the supply of one of the reagents. An excess of one of the reagents is equivalent to introducing inert into the reaction zone, which significantly affects the heat balance of the reactor and requires the input of additional thermal energy required from outside to heat the reaction mixture;
- повышенная коррозия материала реактора. При использовании дымовых газов от сгорания углеводородов наружные поверхности реактора контактируют с окислительной средой, имеющей повышенную температуру. Это заставляет применять дорогостоящие материалы реактора и утолщать его стенки, что приводит к значительным градиентам температур, также способствующим коррозионному износу стенок реактора;- increased corrosion of the reactor material. When using flue gases from the combustion of hydrocarbons, the outer surfaces of the reactor are in contact with an oxidizing medium having an elevated temperature. This makes it necessary to use expensive reactor materials and thicken its walls, which leads to significant temperature gradients, which also contribute to the corrosion of the walls of the reactor;
- частые забивки внутренней полости реактора твердыми отложениями. При передачи тепла от дымовых газов к реакционной смеси через стенку реактора, на внутренней его поверхности, за счет большого градиента температур, образуются твердые отложения: продукты пиролиза и осмоления исходных веществ. Кроме прямых потерь сырья на побочные реакции, такие отложения не позволяют эффективно подводить тепло к потоку реагентов и, при значительной величине этих отложений, процесс приходится останавливать и реактор освобождать от них. Такие процедуры по очистке реактора очень трудоемки и опасны своими возможными последствиями;- frequent blockages of the internal cavity of the reactor with solid deposits. During the transfer of heat from flue gases to the reaction mixture through the wall of the reactor, on its inner surface, due to a large temperature gradient, solid deposits are formed: the products of pyrolysis and resins of the starting materials. In addition to direct losses of raw materials for side reactions, such deposits do not allow heat to be effectively supplied to the flow of reagents and, with a significant value of these deposits, the process has to be stopped and the reactor freed from them. Such reactor cleaning procedures are very laborious and dangerous with their possible consequences;
- тепловая эффективность трубчатых реакторов очень невысока, поскольку утилизация тепла крайне затруднена.- the thermal efficiency of tubular reactors is very low, since heat recovery is extremely difficult.
В целом, из-за перечисленных недостатков, эффективность процесса низкая.In general, due to the above disadvantages, the efficiency of the process is low.
В способе получения фенил- и метилхлорсиланов (патент RU №2385869, МПК C07F 7/12, 2010), принятом здесь за прототип, делалась попытка повысить эффективность процесса. Был предложен реактор и схема его теплового обеспечения, которые позволяли решить одну из основных задач: перераспределить тепло реакции таким образом, чтобы создать и поддерживать оптимальный профиль температур по длине реактора.In the method for producing phenyl and methyl chlorosilanes (patent RU No. 2385869, IPC C07F 7/12, 2010), adopted here as a prototype, an attempt was made to increase the efficiency of the process. A reactor and a scheme for its heat supply were proposed, which made it possible to solve one of the main problems: redistribute the reaction heat in such a way as to create and maintain an optimal temperature profile along the length of the reactor.
В описанном способе получения органохлорсиланов методом газофазной термической конденсации гидридсилоксанов с хлорпроизводными олефинов и ароматических углеводородов, включающем подогрев исходных реагентов до температур ниже температуры реакции, подачу реагентов в реакционное пространство и проведение реакции при атмосферном или повышенном давлении, без инициаторов или в присутствии инициирующей добавки, при температуре 450-600°С с последующим выводом из реакционного пространства смеси продуктов реакции, подогревают предварительно перемешенные исходные реагенты. Для создания и поддержания требуемого температурного профиля по длине реактора применяют специальную схему теплового обеспечения реактора с использованием в качестве высокотемпературного теплоносителя расплавов металлов или солей.In the described method for producing organochlorosilanes by gas-phase thermal condensation of hydridosiloxanes with chlorine derivatives of olefins and aromatic hydrocarbons, which involves heating the starting reagents to temperatures below the reaction temperature, feeding the reagents into the reaction space and carrying out the reaction at atmospheric or elevated pressure, without initiators or in the presence of an initiating additive, a temperature of 450-600 ° C, followed by withdrawal from the reaction space of a mixture of reaction products, preheated o mixed starting reagents. To create and maintain the required temperature profile along the length of the reactor, a special scheme of thermal support of the reactor is used using metal melts or salts as a high-temperature coolant.
В предложенном техническом решении поддержание требуемого температурного ноля по длине реактора существенно сокращает опасность локальных перегревов реакционной смеси, снижает скорость образования твердых отложений на внутренних поверхностях реактора, снижает скорость коррозии наружных поверхностей реактора, позволяет легче автоматизировать контроль температур, что повышает эффективность процесса в целом.In the proposed technical solution, maintaining the required temperature zero along the length of the reactor significantly reduces the risk of local overheating of the reaction mixture, reduces the rate of formation of solid deposits on the inner surfaces of the reactor, reduces the corrosion rate of the outer surfaces of the reactor, makes it easier to automate temperature control, which increases the overall efficiency of the process.
Кроме того, вынос теплового агрегата за пределы реактора существенно повышает безопасность процесса, а также его тепловую эффективность.In addition, the removal of the thermal unit outside the reactor significantly increases the safety of the process, as well as its thermal efficiency.
Вместе с тем, данное техническое решение не лишено основных недостатков:However, this technical solution is not without its main disadvantages:
- для подвода тепловой энергии внутрь реактора используется непрямой нагрев (т.е. нагрев через теплопередающую поверхность), который сопровождается большими градиентами температур как в самой стенке, так и с обеих сторон. Наличие таких больших градиентов приводит к повышенной скорости отложений на внутренней поверхности реактора и повышенной скорости коррозии - на внешней;- indirect heat is used to supply thermal energy inside the reactor (i.e., heating through a heat transfer surface), which is accompanied by large temperature gradients both in the wall itself and on both sides. The presence of such large gradients leads to an increased rate of deposits on the inner surface of the reactor and an increased rate of corrosion on the outer;
- испарение и нагревание уже подготовленной смеси реагентов не позволяет локализовать точку «начала реакции» в нужном месте по длине реактора. Малейшие колебания в соотношениях реагирующих компонентов могут привести к смещению точки «начала реакции», изменяя тем самым длину реакционной зоны и время пребывания в зоне реакции. Во избежание такого «смещения» приходится, опять же, применять нестехиометрические соотношения реагентов, которые снижают эффективность использования тепла экзотермических реакций;- evaporation and heating of the already prepared mixture of reagents does not allow to localize the point of "start of the reaction" in the right place along the length of the reactor. The slightest fluctuations in the ratios of the reacting components can lead to a shift in the point of "start of the reaction", thereby changing the length of the reaction zone and the residence time in the reaction zone. In order to avoid such a “bias”, it is necessary, again, to apply non-stoichiometric ratios of the reagents, which reduce the efficiency of the heat of exothermic reactions;
- использование теплового агрегата с расплавами металлов или солей существенно усложняет и удорожает технологию.- the use of a thermal unit with molten metals or salts significantly complicates and increases the cost of technology.
Как результат перечисленных недостатков, описанное выше техническое решение в целом малоэффективно.As a result of these shortcomings, the technical solution described above is generally ineffective.
Задачей предлагаемого технического решения является устранение перечисленных выше недостатков и повышение эффективности процесса. Указанная задача решается тем, что предложен новый способ получения органохлорсиланов методом газофазной термической конденсации гидридхлорсиланов с хлорпроизводными олефинов и ароматических углеводородов, включающий подогрев исходных реагентов до температур ниже температуры реакции, подачу реагентов в реакционное пространство и проведение реакции при атмосферном или повышенном давлении, без инициаторов или в присутствии инициирующей добавки, при температурах 450-600°С с последующим выводом из реакционного пространства смеси продуктов реакции. Предлагаемый способ отличается тем, что реакционное пространство включает в себя зону перемешивания и зону вытеснения, соединенные последовательно, при этом подачу подогретых исходных реагентов ведут в зону перемешивания раздельными потоками в стехиометрическом соотношении, причем подогревают реагенты до температуры на 200-400°С ниже оптимальной температуры реакции, реакцию в зоне перемешивания проводят при оптимальной для данной реакции температуре, в условиях, близких к адиабатическим, а вывод продуктов реакции ведут из зоны вытеснения. Зона перемешивания составляет 25-75% общего объема реакционного пространства. Перемешивание ведут с интенсивностью ввода внешней энергии от 50 до 5000 Вт/м3 объема зоны перемешивания. Перемешивание также могут проводить с использованием энергии потоков подаваемых исходных реагентов. Контроль оптимальной температуры в зоне перемешивания осуществляют путем изменения температуры нагрева исходных реагентов.The objective of the proposed technical solution is to eliminate the above disadvantages and increase the efficiency of the process. This problem is solved by the fact that a new method for producing organochlorosilanes by gas-phase thermal condensation of hydridechlorosilanes with chlorine derivatives of olefins and aromatic hydrocarbons is proposed, which includes heating the starting reagents to temperatures below the reaction temperature, feeding the reagents into the reaction space and carrying out the reaction at atmospheric or elevated pressure, without initiators or in the presence of an initiating additive, at temperatures of 450-600 ° С followed by the withdrawal of a mixture of products kt reaction. The proposed method is characterized in that the reaction space includes a mixing zone and a displacement zone, connected in series, while the feed of the heated starting reagents is conducted into the mixing zone in separate streams in a stoichiometric ratio, and the reagents are heated to a temperature of 200-400 ° C below the optimum temperature reactions, the reaction in the mixing zone is carried out at an optimum temperature for the given reaction, under conditions close to adiabatic, and the withdrawal of reaction products from the zone is forced out tions. The mixing zone is 25-75% of the total reaction space. Mixing is carried out with an input intensity of external energy from 50 to 5000 W / m 3 the volume of the mixing zone. Mixing can also be carried out using the energy flows of the feed reactants. The optimal temperature in the mixing zone is controlled by changing the heating temperature of the starting reagents.
Предложен реактор для получения органохлорсиланов, содержащий корпус и патрубки для ввода реагирующих компонентов и отбора образующейся парогазовой смеси продуктов реакции, отличающийся тем, что корпус представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат емкостного типа, объем реактора разделен горизонтальной диафрагмой с центральным отверстием на две зоны: верхнюю - зону перемешивания, содержащую патрубки для ввода реагирующих компонентов и имеющую снаружи слой теплоизоляции; и нижнюю зону - зону вытеснения, снабженную патрубком для вывода парогазовой смеси продуктов реакции и разделенную на секции горизонтальными диафрагмами с центральными отверстиями, при этом под каждым центральным отверстием прочно закреплен отбойник-распределитель, выполненный в виде горизонтального сплошного диска, перекрывающего в плане площадь сечения отверстия диафрагмы. По оси зоны перемешивания с зазором к корпусу неподвижно закреплена цилиндрическая обечайка и механическое перемешивающее устройство в виде лопастной мешалки, размещенной внутри обечайки. Диафрагмы имеют профиль тела вращения конической или эллиптической формы, своей выпуклой частью обращенные вниз.A reactor for producing organochlorosilanes is proposed, comprising a housing and nozzles for introducing reactive components and selecting the resulting vapor-gas mixture of reaction products, characterized in that the housing is a vertical cylindrical apparatus of the capacitive type, the reactor volume is divided into two zones by a horizontal diaphragm with a central opening: the upper - zone mixing containing nozzles for introducing reacting components and having an outer layer of thermal insulation; and the lower zone — the displacement zone, equipped with a nozzle for discharging a vapor-gas mixture of reaction products and divided into sections by horizontal diaphragms with central holes, while under each central hole a baffle-distributor is made that is made in the form of a horizontal solid disk that overlaps the sectional area of the hole aperture. A cylindrical shell and a mechanical mixing device in the form of a paddle mixer located inside the shell are fixedly fixed along the axis of the mixing zone with a gap to the body. The diaphragms have a profile of a body of revolution of a conical or elliptical shape, facing downward with their convex part.
Сущнось предложенного технического решения изложено на примере одного из предпочтительных воплощений, поясняемого рисунком.The essence of the proposed technical solution is set forth as an example of one of the preferred embodiments, illustrated by the figure.
На фигуре 1 изображен реактор по предлагаемому техническому решению.The figure 1 shows the reactor according to the proposed technical solution.
Реактор представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат, состоящий из корпуса 1, разделенного горизонтальной диафрагмой 2 с центральным отверстием 3 на две функциональные зоны. Верхняя зона - зона перемешивания (I) - содержит патрубки 4 и 5 для ввода реагирующих компонентов. Внутри зоны перемешивания неподвижно закреплена обечайка 6, установленная с зазором к корпусу, а также механическое перемешивающее устройство в виде лопастной мешалки 7, приводимой в действие через магнитную муфту 8. Корпус 1 аппарата в зоне перемешивания снаружи имеет усиленную теплоизоляцию 13. В зоне перемешивания установлен датчик температуры 14 для контроля температуры.The reactor is a vertical cylindrical apparatus, consisting of a housing 1, divided by a
Нижняя зона, расположенная под диафрагмой 2, представляет собой зону вытеснения (II), которая, в свою очередь, разделена на секции с помощью горизонтальных диафрагм 9 эллиптического профиля с центральными отверстиями 10. Под каждым отверстием диафрагм 3 и 10 неподвижно закреплен отбойник-распределитель 11, выполненный в виде горизонтального сплошного диска, перекрывающего в плане площадь сечения отверстий. В нижней части корпуса 1 имеется патрубок 12 для вывода продуктов реакции.The lower zone, located below the
Реактор работает следующим образом. Через патрубок 4 в зону перемешивания подают один из реагентов, например хлорбензол, подогретый до температуры на 300°С ниже оптимальной величины температуры реакции (560°С). Одновременно через патрубок 5 в зону перемешивания подают другой реагент, например трихлорсилан, в стехиометрическом соотношении, подогретый до температуры 200°С. Попадая в область интенсивного перемешивания при воздействии лопастной мешалки 7, приводимой в действие через магнитную муфту 8, реагенты смешиваются между собой и с продуктами реакций, протекающих в зоне перемешивания, и циркулирующими по замкнутому контуру, образованному с помощью обечайки 6, установленной с зазором относительно корпуса. Усиленная теплоизоляция 13 корпуса в зоне перемешивания создает условия, близкие к адиабатическим, препятствуя теплообмену с окружающей средой.The reactor operates as follows. One of the reagents, for example, chlorobenzene, heated to a temperature of 300 ° C below the optimum reaction temperature (560 ° C), is fed through the
В результате экзотермических реакций конденсации и восстановления температура смеси в зоне перемешивания поднимается и поддерживается на уровне 560°С - оптимальной температуры для данных условий процесса. Контроль температуры в этой зоне ректора осуществляют путем изменения температуры нагрева одного или обоих подаваемых компонентов.As a result of exothermic condensation and reduction reactions, the temperature of the mixture in the mixing zone rises and is maintained at 560 ° C — the optimum temperature for these process conditions. Temperature control in this zone of the reactor is carried out by changing the heating temperature of one or both of the supplied components.
Далее реагирующий поток парогазовой смеси покидает зону перемешивания через отверстие 3 в диафрагме 2 и попадает в первую, по ходу движения реагирующей смеси, секцию зоны вытеснения. При этом, попадая на отбойник-распределитель 11, вертикальный парогазовый поток изменяет свое направление на горизонтальное и распределяется по периферии корпуса 1. С периферии парогазовый реагирующий поток с помощью установленной ниже диафрагмы 9 собирается к оси аппарата и спускается по отверстию 10 в следующую секцию зоны вытеснения.Next, the reacting flow of the vapor-gas mixture leaves the mixing zone through the
Пройдя, таким образом, последовательно все секции зоны вытеснения, продукты реакции выходят из реактора через патрубок 12 и направляются на дальнейшую переработку (конденсацию, ректификацию…) для выделения целевого продукта.Thus, having passed successively all sections of the displacement zone, the reaction products exit the reactor through
Сущность предлагаемого технического решения поясняется следующими примерами.The essence of the proposed technical solution is illustrated by the following examples.
Пример 1. В теплоизолированный стальной реактор (диаметр 60 мм, длина 120 мм) под давлением 0,4 МПа, через штуцер 4 в зону смешения реактора с температурой 560°С подают 112,5 г/ч хлорбензола и через штуцер 5 подают 135,5 г/ч трихлорсилана с температурой 260°С и 200°С соответственно. Парогазовая смесь с температурой 560°С поступает в зону вытеснения, где процесс продолжается, и с температурой 590°С покидает реактор.Example 1. In a heat-insulated steel reactor (diameter 60 mm, length 120 mm) under a pressure of 0.4 MPa, through
После четырех часов работы получают 887,2 г конденсата, в котором содержится (% масс.): трихлорсилан - 1,8; четыреххлористый кремний - 19,0; бензол - 8,7; хлорбензол - 1,5; фенилтрихлорсилан - 68,5; высококипящие продукты - 0,5.After four hours of operation, 887.2 g of condensate are obtained, which contains (% wt.): Trichlorosilane - 1.8; silicon tetrachloride - 19.0; benzene - 8.7; chlorobenzene - 1.5; phenyltrichlorosilane - 68.5; high boiling products - 0.5.
Выход фенилтрихлорсилана - 71,8%, селективность - 74,0%.The yield of phenyltrichlorosilane is 71.8%, the selectivity is 74.0%.
Пример 2. В реактор, описанный в примере 1, под давлением 0,6 МПа, через штуцер 4 в зону смешения реактора с температурой 555°С подают 168,8 г/ч хлорбензола и 176,2 г/ч смеси 98% метилдихлорсилана и через штуцер 5 подают 2% хлороформа с температурой 220°С и 180°С соответственно. Парогазовая смесь с температурой 555°С поступает в зону вытеснения, где процесс продолжается, и с температурой 580°С покидает реактор.Example 2. In the reactor described in example 1, under a pressure of 0.6 MPa, through
После четырех часов работы получают 1144,2 г конденсата, в котором содержится (% масс.): метилдихлорсилан - 1,7; метилтрихлорсилан - 30,9; бензол - 16,1; хлорбензол - 1,6; метил фенилдихлорсилан - 47,4; высококипящие продукты - 2,3.After four hours of operation, 1144.2 g of condensate is obtained, which contains (% wt.): Methyldichlorosilane - 1.7; methyl trichlorosilane - 30.9; benzene - 16.1; chlorobenzene - 1.6; methyl phenyl dichlorosilane - 47.4; high boiling products - 2.3.
Выход метнлфенилдихлорсилана - 50,8%, селективность - 53,3%.The yield of methnylphenyldichlorosilane is 50.8%, the selectivity is 53.3%.
Пример 3. В реактор, описанный в примере 1, под давлением 0,6 МПа, через штуцер 4 в зону смешения реактора с температурой 545°С подают 118,5 г/ч хлортиофена и через штуцер 5 подают 135,5 г/ч трихлорсилана с температурой 220°С и 180°С соответственно. Парогазовая смесь с температурой 555°С поступает в зону вытеснения, где процесс продолжается, и с температурой 570°С выходит из реактора.Example 3. To the reactor described in example 1, under a pressure of 0.6 MPa, through the
После четырех часов работы получают 886 г конденсата, в котором содержится (% масс.): трихлорсилан - 1,8; четыреххлористый кремний - 4,6; тиофен - 2,4; хлортиофен - 1,6; тиенилтрихлорсилан - 87,4; высококипящие продукты - 2,2.After four hours of operation, 886 g of condensate is obtained, which contains (% wt.): Trichlorosilane - 1.8; silicon tetrachloride - 4.6; thiophene - 2.4; chlorothiophene - 1.6; thienyl trichlorosilane - 87.4; high boiling products - 2.2.
Выход тиенилтрихлорсилана - 89,0%, селективность - 92,3%.The yield of thienyl trichlorosilane is 89.0%, the selectivity is 92.3%.
Пример 4. В реактор, описанный в примере 1, под давлением 0,6 МПа, через штуцер 4 в зону смешения реактора с температурой 540°С подают 62,5 г/ч винилхлорида и через штуцер 5 подают 117,2 г/ч смеси 98% метилдихлорсилана и 2% хлороформа с температурой 210°С и 170°С соответственно. Парогазовая смесь с температурой 540°С поступает в зону вытеснения, где процесс продолжается, и с температурой 570°С покидает реактор.Example 4. To the reactor described in example 1, under a pressure of 0.6 MPa, through
После четырех часов работы получают 544,6 г конденсата, в котором содержится (% масс.): метилдихлорсилан - 1,7; метилтрихлорсилан - 11,8; метилвинилдихлорсилан - 82,6; высококипящие продукты - 3,9.After four hours of operation, 544.6 g of condensate is obtained, which contains (% wt.): Methyldichlorosilane - 1.7; methyl trichlorosilane - 11.8; methyl vinyl dichlorosilane 82.6; high boiling products - 3.9.
Выход метилвинилдихлорсилана - 82,0%, селективность - 83,7%.The yield of methyl vinyl dichlorosilane is 82.0%, the selectivity is 83.7%.
Пример 5. В реактор, описанный в примере 1, под давлением 0,12 МПа, через штуцер 4 в зону смешения реактора с температурой 530°С в течение 3 часов подают 62,5 г/ч винилхлорида и через штуцер 5 подают 135,5 г/ч смеси 98% трихлорсилана и 2% хлороформа с температурой 210°С и 170°С соответственно. Парогазовая смесь с температурой 530°С поступает в зону вытеснения, где процесс продолжается, и с температурой 570°С покидает реактор.Example 5. In the reactor described in example 1, under a pressure of 0.12 MPa, through the
После четырех часов работы получают 544,6 г конденсата, в котором содержится (% масс.): трихлорсилан - 1,7; четыреххлористый кремний - 11,8; винилтрнхлорсилан - 82,6; высококипящие продукты - 3,9.After four hours of operation, 544.6 g of condensate is obtained, which contains (% wt.): Trichlorosilane - 1.7; silicon tetrachloride - 11.8; vinyl trnchlorosilane 82.6; high boiling products - 3.9.
Выход винилтрихлорсилана - 89,9%, селективность - 92,4%.The yield of vinyl trichlorosilane is 89.9%, the selectivity is 92.4%.
Пример 6. В реактор, описанный в примере 1, под давлением 0,2 МПа, через штуцер 4 в зону смешения реактора с температурой 525°С подают 62,5 г/ч винилхлорида и через штуцер 5 подают 117,7 г/ч смеси 98% метилдихлорсилана и 2% хлороформа с температурой 210°С и 170°С соответственно. Парогазовая смесь с температурой 525°С поступает в зону вытеснения, где процесс продолжается, и с температурой 560°С покидает реактор.Example 6. To the reactor described in example 1, under a pressure of 0.2 MPa, through
После четырех часов работы получают 602,4 г конденсата, в котором содержится (% масс.): метилдихлорсилан - 2,4; метилтрихлорсилан - 11,9; метилвинилдихлорсилан - 78,8; высококипящие продукты - 4,4.After four hours of operation, 602.4 g of condensate are obtained, which contains (% wt.): Methyldichlorosilane - 2.4; methyl trichlorosilane - 11.9; methyl vinyl dichlorosilane 78.8; high boiling products - 4.4.
Выход метилвинилдихлорсилана - 70,8%, селективность - 72,3%. В предложенном способе раздел реакционного пространства на зону перемешивания и зону вытеснения, соединенные последовательно, при котором подачу подогретых исходных реагентов ведут в зону перемешивания раздельными потоками в стехиометрическом соотношении, причем подогревают реагенты до температуры на 200-400°С ниже оптимальной температуры проведения реакции в зоне перемешивания в условиях, близким к адиабатическим, и вывод продуктов реакции из зоны вытеснения дает возможность проводить реакцию при стехиометрическом соотношении реагентов, что исключает участие балласта и необходимость дополнительного ввода тепловой энергии в реактор, а также проводить реакцию в условиях наивысших (не разбавленных инертом) концентраций исходных веществ, что приводит в условиях поддержания оптимальной температуры процесса к наибольшей скорости процесса, к наивысшей селективности процесса и максимальному выходу целевого вещества. Все необходимое для достижения требуемых температур тепло может быть взято из тепловых эффектов самих реакций. В этом случае вместо теплопередачи от внешних источников тепловой энергии, неизбежно сопровождаемой температурными градиентами, имеет место тепловыделение в самой реагирующей среде, что в условиях, близких к адиабатическим, и при интенсивном перемешивании характеризуется постоянством температур во всем перемешиваемом объеме. При этом исключается перегрев реакционной массы, исключается пиролиз и осмоление исходных реагентов, устраняется забивка реактора твердыми отложениями и, как результат, эффективность процесса в целом повышается. Устранение необходимости в системе высокотемпературного теплоносителя существенно упрощает и удешевляет процесс.The yield of methyl vinyl dichlorosilane is 70.8%, the selectivity is 72.3%. In the proposed method, the separation of the reaction space into the mixing zone and the displacement zone, connected in series, in which the feed of the heated starting reagents is conducted into the mixing zone in separate streams in a stoichiometric ratio, the reagents being heated to a temperature of 200-400 ° C below the optimum reaction temperature in the zone mixing under conditions close to adiabatic, and the removal of reaction products from the displacement zone makes it possible to carry out the reaction at a stoichiometric ratio of the reaction nt, which eliminates the participation of ballast and the need for additional input of thermal energy into the reactor, as well as carrying out the reaction under the conditions of the highest (not diluted with inert) concentrations of the starting materials, which leads to the highest process speed, the highest process selectivity and maximum, while maintaining the optimum process temperature the yield of the target substance. All the heat necessary to reach the required temperatures can be taken from the thermal effects of the reactions themselves. In this case, instead of heat transfer from external sources of thermal energy, inevitably accompanied by temperature gradients, there is heat release in the reacting medium itself, which under conditions close to adiabatic and with intensive mixing is characterized by the constancy of temperatures in the entire mixed volume. In this case, overheating of the reaction mass is excluded, pyrolysis and gumming of the starting reagents is excluded, clogging of the reactor with solid deposits is eliminated, and, as a result, the efficiency of the process as a whole increases. Eliminating the need for a high-temperature coolant system significantly simplifies and reduces the cost of the process.
Выполнение корпуса реактора в виде вертикального цилиндрического аппарата емкостного типа и разделение реактора горизонтальной диафрагмой с центральным отверстием на две зоны: верхнюю - зону перемешивания, содержащую патрубки для ввода реагирующих компонентов и имеющую снаружи слой теплоизоляции; и нижнюю зону - зону вытеснения, снабженную патрубком для вывода парогазовой смеси продуктов реакции и разделенную на секции горизонтальными диафрагмами с центральными отверстиями, при которых под каждым центральным отверстием прочно закреплен отбойник-распределитель, выполненный в виде горизонтального сплошного диска, перекрывающего в плане площадь сечения отверстия диафрагмы, позволяет наилучшим образом реализовать предложенный способ.The implementation of the reactor vessel in the form of a vertical cylindrical apparatus of a capacitive type and the separation of the reactor with a horizontal diaphragm with a central hole into two zones: the upper one is a mixing zone containing nozzles for introducing reacting components and having an insulation layer on the outside; and the lower zone — the displacement zone, equipped with a nozzle for discharging the vapor-gas mixture of reaction products and divided into sections by horizontal diaphragms with central holes, under which under each central hole the baffle-distributor is made, which is made in the form of a horizontal solid disk, covering the plan section area of the hole aperture, allows you to best implement the proposed method.
Таким образом, совокупность существенных признаков, изложенная в предлагаемом техническом решении, позволяет в значительной степени устранить существующие недостатки, отказаться от использования высокотемпературных теплоносителей, существенно повысить селективность процесса, выход целевого продукта, скорость и эффективность процесса в целом.Thus, the set of essential features set forth in the proposed technical solution can significantly eliminate the existing disadvantages, abandon the use of high-temperature coolants, significantly increase the selectivity of the process, the yield of the target product, the speed and efficiency of the process as a whole.
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012105288/04A RU2486192C1 (en) | 2012-02-16 | 2012-02-16 | Method of producing organochlorosilanes by gas-phase thermal condensation and reactor for realising said method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012105288/04A RU2486192C1 (en) | 2012-02-16 | 2012-02-16 | Method of producing organochlorosilanes by gas-phase thermal condensation and reactor for realising said method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2486192C1 true RU2486192C1 (en) | 2013-06-27 |
Family
ID=48702199
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012105288/04A RU2486192C1 (en) | 2012-02-16 | 2012-02-16 | Method of producing organochlorosilanes by gas-phase thermal condensation and reactor for realising said method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2486192C1 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU319603A1 (en) * | А. Б. Каменский , Н. А. Викторов | Method of producing organochlorosilane | ||
| SU374318A1 (en) * | 1970-12-14 | 1973-03-20 | ALL-UNION I | |
| SU398550A1 (en) * | 1971-12-22 | 1973-09-27 | METHOD OF OBTAINING ARYLCHLOROSILANES | |
| JP2000016996A (en) * | 1998-06-29 | 2000-01-18 | Dow Corning Asia Ltd | Production of aromatic chlorosilane compound by hydrosilylation reaction |
| US6541651B1 (en) * | 2002-04-04 | 2003-04-01 | Dow Corning Corporation | Process for chlorosilane intermediates manufacture |
| RU2385869C1 (en) * | 2009-02-19 | 2010-04-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт химии и технологии элементоорганических соединений" (ФГУП ГНИИХТЭОС) | Method of producing phenyl- or methylphenylchlorosilanes, heat provision scheme and reactor for realising said method |
-
2012
- 2012-02-16 RU RU2012105288/04A patent/RU2486192C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU319603A1 (en) * | А. Б. Каменский , Н. А. Викторов | Method of producing organochlorosilane | ||
| SU374318A1 (en) * | 1970-12-14 | 1973-03-20 | ALL-UNION I | |
| SU398550A1 (en) * | 1971-12-22 | 1973-09-27 | METHOD OF OBTAINING ARYLCHLOROSILANES | |
| JP2000016996A (en) * | 1998-06-29 | 2000-01-18 | Dow Corning Asia Ltd | Production of aromatic chlorosilane compound by hydrosilylation reaction |
| US6541651B1 (en) * | 2002-04-04 | 2003-04-01 | Dow Corning Corporation | Process for chlorosilane intermediates manufacture |
| RU2385869C1 (en) * | 2009-02-19 | 2010-04-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт химии и технологии элементоорганических соединений" (ФГУП ГНИИХТЭОС) | Method of producing phenyl- or methylphenylchlorosilanes, heat provision scheme and reactor for realising said method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6382786B2 (en) | Equipment including adiabatic plug flow reactor | |
| US9222733B2 (en) | Reactor apparatus and methods for reacting compounds | |
| JP5316290B2 (en) | Trichlorosilane production apparatus and production method | |
| EP2485832A2 (en) | Isothermal multitube reactors and process for producing a chlorinated and/or fluorinated propene and higher alkene | |
| US7375223B2 (en) | High pressure method for producing pure melamine in a vertical synthesis reactor | |
| CN102471202B (en) | Manufacture the method for the halogenated precursors of ketenes in the presence of solvent | |
| JP5306231B2 (en) | Reactor and process for producing hydrogen sulfide | |
| KR20110044205A (en) | Reaction vessel and method of use | |
| CN102471201A (en) | Process for the manufacture of halogenated precursors of alkenones under specific conditions | |
| CN1261355A (en) | Process and apparatus for melamine manufacture | |
| RU2486192C1 (en) | Method of producing organochlorosilanes by gas-phase thermal condensation and reactor for realising said method | |
| US9272258B2 (en) | Process for preparing alkenylhalosilanes and reactor suitable therefore | |
| CN105273194A (en) | Equipment for producing methyl vinyl silicone rubber | |
| CN104511262A (en) | Organic silicon monomer synthesis fluidized bed reactor | |
| CN113842858B (en) | Reaction tower with reaction shallow pool and method for preparing ethylene carbonate by using reaction tower | |
| TWI762498B (en) | Process for the production of chlorinated hydrocarbons | |
| CN107837781A (en) | A kind of reactor for strong exothermal reaction | |
| KR101792924B1 (en) | Method for the production of alkenyl halosilanes, and reactor suited therefor | |
| CN104583167B (en) | Method for preparing ketenes | |
| CN111068602A (en) | Device and method for producing phenylchlorosilane | |
| CN105273195A (en) | Raw rubber production device | |
| CN105164050A (en) | Temperature management in chlorination processes and systems related thereto | |
| JP6009557B2 (en) | Method for producing silane in a bubble column | |
| CN111548364A (en) | Synthesis method and device of phenyl chlorosilane | |
| CN100560550C (en) | The synthetic method of p-chloromethyl styrene |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160217 |