Презентация на тему: Методы, основанные на замещении атомов водорода в гидридхлорсиланах алкильными,

Реклама. Продолжение ниже
Методы, основанные на замещении атомов водорода в гидридхлорсиланах алкильными, алкенильными и арильными радикалами
Получение трихлорсилана в псевдоожиженном слое непрерывным методом
Методы, основанные на замещении атомов водорода в гидридхлорсиланах алкильными,
Метод высокотемпературной конденсации гидридхлорсиланов с хлорпроизводными олефинов и ароматических углеводородов
Получение винилтрихлорсилана непрерывным методом в присутствии катализатора
Получение винилметилдихлорсилана.
Получение фенилтрихлорсилана
Метод дегидрирования гидридхлорсиланов при их взаимодействии с ароматическими углеводородами
Получение метилфенилдихлорсилана
ПОЛУЧЕНИЕ ЭФИРОВ ОРТОКРЕМНЕВОЙ КИСЛОТЫ И ИХ ПРОИЗВОДНЫХ
Получение тетрахлорида кремния
Получение тетрахлорида кремния
Методы, основанные на замещении атомов водорода в гидридхлорсиланах алкильными,
Методы, основанные на замещении атомов водорода в гидридхлорсиланах алкильными,
Получение алкокси(арокси)силанов
Получение алкокси(арокси)силанов
Получение тетраэтоксисилана
Методы, основанные на замещении атомов водорода в гидридхлорсиланах алкильными,
1/18
Средняя оценка: 4.9/5 (всего оценок: 27)
Код скопирован в буфер обмена
Скачать (5824 Кб)
Реклама. Продолжение ниже
1

Первый слайд презентации: Методы, основанные на замещении атомов водорода в гидридхлорсиланах алкильными, алкенильными и арильными радикалами

При получении алкил- и арилхлорсиланов прямым синтезом в довольно больших количествах образуются алкил- и арилхлорсиланы, содержащие атом водорода у атома кремния Методы, основанные на замещении атомов водорода в гидридхлорсиланах алкильными, алкенильными и арильными радикалами, подразделяют на три основные группы: 1) метод, основанный на высокотемпературной конденсации гидридхлорсиланов с хлорпроизводными непредельных или ароматических углеводородов; 2) метод, основанный на дегидрировании гидридхлорсиланов при их взаимодействии с ароматическими углеводородами; 3) метод, основанный на присоединении гидридхлорсиланов к непредельным углеводородам (гидросилилирование).

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
1/4
2

Слайд 2: Получение трихлорсилана в псевдоожиженном слое непрерывным методом

Основная реакция 280—320 °С; отсутствие влаги в сырье и аппаратуре, Псевдоожиженный слой Побочный процесс при повышении температуры сверх 320 °С Дихлорсилан и полихлорсиланы образуются при понижении температуры менее 250°С Исходное сырье—кремний Кр-1 или Кр-2 и хлористый водород. Процесс получения состоит из трех основных стадий: подготовки сырья и аппаратуры; синтеза трихлорсилана; ректификации трихлорсилана. Измельченный кремний перед подачей в реактор подвергают осушке. Осушку можно осуществлять в вакуумной сушильной камере при 100—120°С и остаточном давлении 400— 470 гПа. Хлористый водород получают из водорода и газообразного хлора в печи.

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
1/5
3

Слайд 3

Получение трихлорсилана в псевдоожиженном слое непрерывным методом Схема производства трихлорсилана : 1 -бункер; 2 — вакуумная сушильная камера; 3 —питатель; 4 — реактор; 5 — циклон; 6 — фильтр; 7, 8, 11 — холодильники; 9 — скруббер; 10 — печь; 12 — рессивер; 13, 14, 15, 16 — сборники. Осушка Si тв в камере 2 100-120 о С. Р ост =400-470 гПа Перед началом синтеза В системе создают Избыточное давление 0,1 МПа в течение 0,5 ч. Затем реактор продувают азотом Очищенным от О 2 и Н 2 О в количестве 1-2 м 3 /ч при 200-300 о С Реактор 4 снабжен элетро обогревом и Оборудован пористым металлически фильтром из Ст-3. Si после осушки потоком HCl в реактор 4 через питатель 3 подается в 4. Температура в начале реакции поВышается до 350-360оС а затем снижается до 280-320 о С. Реакционная масса отделяется в циклоне 5 и фильтре 6 от частиц кремния и пыли и конденси- руется в расс. холод. 7 и аммиа. 8. Конденсат собирают в емкости 16. Газ. продукты ( HCl и H 2 ) промывают в скруббере 9 водой и сбрасывается в атмосферу. Состав конденсата: 0,5-1,0% SiH2Cl2 ( Ткип 8,3 о С); 90% ~ SiHCl 3 ( Ткип 31,8 о С) и не более 10% SiCl 4 ( Ткип 57,7 о С). Конденсат направл. на ректификацию. Получают 3 фракции: 1 – до 35 о С ( SiHCl 3 с примесью SiH2Cl2 ); 2-35-36 о С ( SiHCl 3 с примесью SiCl 4 ); 3 – куб- SiCl 4. Из фракции 2 выделяют фр сост. 95-100% SiHCl 3 и до 5% SiCl 4 Проведение реакции в присутвии контактной массы (3-6% Cu) смеси Н2 и НС l получают конденсат 94,5% Трихлорсилана и 5,5 % SiCl 4.

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
4

Слайд 4: Метод высокотемпературной конденсации гидридхлорсиланов с хлорпроизводными олефинов и ароматических углеводородов

Смесь реагентов пропускают при атмосферном давлении через пустотелую трубку, нагретую до 500—650 °С; время контакта 10—100 с. При этом проходят реакции конденсации исходных компонентов с образованием основных продуктов реакции - органохлорсиланов где R и R '—алкильные, - алкенильные или арильные радикалы. наряду с основными продуктами образуются тетрахлорид кремния и алкил(арил)трихлорсиланы Применяя инициатор трет-бутилпероксид или диазометан, можно направить процесс преимущественно по основным реакциям. Метод высокотемпературной конденсации является важным для синтеза непредельных органохлорсиланов, фенилтрихлорсилана и органохлорсиланов с разными радикалами у атома Si.

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
1/5
5

Слайд 5: Получение винилтрихлорсилана непрерывным методом в присутствии катализатора

Схема производства винилтрихлорсилана : 1,3 — цистерны; 2 — испаритель; 4, 5 — ротаметры; 6, 12 — колонны с СаС12; 7 — подогреватель; 8 — реактор; 9 — расширитель; 10, 13 — холодильники; 11 — огнепреградитель; 14 — буферная емкость; 15 — абсорбер; 16 — сборник. Предварительно всю аппаратуру проверяют на герметич­ность, для этого азотом создают избыточное давление до 0,1 МПа и выдерживают его в течение 30 мин. Понижение давления за это время не должно превышать 0,005—0,01 МПа. Затем систему осушают, пропуская азот при 200 °С в течение 2 ч. Винилхлорид поступает на реакцию из цистерны 3 через осушительную колонну 6. Синтез винилтрихлорсилана осуществляется в пустотелом трубчатом реакторе 8, До реактора установлен подогреватель 7. Сначала нагревают подогреватель до, а реактор до 560 °С и только после этого начинают подачу исходных компонентов. Трихлорсилан из цистерны 1, пройдя испаритель 2, через ротаметр 4 в виде паров поступает в подогреватель, где смешивается с парами винилхлорида, подаваемыми из цистерны 3 через колонну 6 и ротаметр 5. Смесь паров трихлорсилана и винилхлорида нагревается до 300 °С и направляется в реактор 8. Побочный продукт сажа состава, 30-75% мас С и 10-15% мас Si. Чистка реактора через 500 ч. Средний состав конденсата, % мас: Л.л-4-5; трихлорсилан – 18-20; тетрахлорид кремния 2-4; Винилтрихлорсилан – 60-65, куб 10-12. Ректификация: 1 фр- трихлорсилан (35оС), 2-фр – тетрахлорид кремния (55-59оС), 3 фр - смесь тетрахлорид кремния с винилтрихлорсиланом (88,5оС), 4 фр –винилтрихлорсилан (88,5-91оС). Исходное сырье: трихлорсилан (фракция 31—35°С, содержащая 78—79% хлора и 0,75—0,78% водорода) и винилхлорид (т. кип. —13,9 °С). Процесс производства винилтрихлор- силана состоит из трех основных стадий: 560— 580 °С, 30c 70 о С СаС12 300 °С СаС12 Рассол -40 о С аммиачн 5% Н2, 12% С2Н4 3% С2Н5 -40оС SiHCl 3 / СН2 = СНС l = 1:1

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
6

Слайд 6: Получение винилметилдихлорсилана

Осуществляют реакцией высокотемпературной конденсации: Наблюдается побочная реакция восстановления с образованием МТХС и этилена винилхлорид при температуре синтеза подвергается пиролизу с образованиемводорода, метана, этана и углерода. Может быть получен по схеме используемой для приготовлениявинил трихлор- силана. Исходное сырье: метилдихлорсилан (не менее 98% фракции 40—44°С, 61,3—62,5% Cl 2 0,86—0,89% активного водорода) и винилхлорид (газ, т. кип. —13,9 °С). Оптимальные условия: 560-580 оС, мольное соотношение CH 3 SiHCl 2 и СН2=СНС1, равное 1:0,8; время контакта 30 с. Состав реакционной массы, % мас.: Л.л -3-5; ТХС – 10-15; МДХС -20-23; ТХК – 4-6; МТХС – 6-10; винилметилдихлорсилан – 30-35, куб -8-12. Разделенние ректификацией: 1 фр. – ТХС (31-35оС); 2 фр. –МДХС (40-44оС); 3 фр –ТХК (55-59оС); 4 фр. МТХС (65-67оС); 5 фр. - винилметилдихлорсилан (90-93,5оС). Применение: Винилметилдихлорсилан применяется для синтеза поливи-нилметилдиметилсилоксановых эластомеров, а также в синтезе различных кремнийорганических полимеров для лаков.

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
1/3
7

Слайд 7: Получение фенилтрихлорсилана

Метод высокотемпературной конденсации оказался удобным и экономичным для получения фенилтрихлорсилана и за последние годы стал одним из основных промышленных методов его синтеза. Как и в случае винилтрихлорсилана, в условиях синтеза (600—640°С) побочно идет восстановление, приводящее к тетрахлориду кремния и бензолу. Температуру синтеза можно снизить до 500—550°С если вести процесс в присутствии инициатора – 5% диазометана. При этом выход ФТХС возрастае в 1,5 раза. Показано, что можно снизить протекание побочных реакций добавлением в реакционную смесь бензола и ТХК, или путем использования 2-х последовательно расположеных реакторов.

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
Реклама. Продолжение ниже
8

Слайд 8: Метод дегидрирования гидридхлорсиланов при их взаимодействии с ароматическими углеводородами

Синтез арил(алкил)хлорсиланов методом дегидрирования основан на взаимодействии гидридхлорсиланов с ароматическими углеводородами: Реакцию ведут в аппарате автоклавного типа при 240—300°С и 1,5—20 МПа в присутствии катализатора. Им могут служить кислоты Льюиса, например А l С l 3, ВС l 3 или В(ОН) 3, в количе­стве 0,1—5%. Выход целевых продуктов 20—40%, метод удобен для получения органохлорсиланов с разными радикалами у атома кремния. Получение метилфенилдихлорсилана Катализатор — раствор борной кислоты в метилфенилдихлорсилане при мольном соотношении исходных реагентов CH 3 SiHCl 2 : С 6 Н 6, равном 1 : 3. Побочные продукты : метилтрихлорсилан и диметилдихлорсилан. Исходное сырье : метилдихлорсилан (не менее 98% основной фракции, 61,3—62,5% хлора); бензол ( d 4 20 =0,8764-0,879); техническая борная кислота. Процесс производства метилфенилдихлорсилана состоит из трех основных стадий: подготовки аппаратуры и приготовления реакционной смеси; синтеза метилфенилдихлорсилана; ректификации метилфенилдихлорсилана. Перед началом синтеза следует проверить автоклав на герметичность. Для этого в аппарате создают ра­бочее давление (10—12 МПа) и выдерживают его в течение 10 мин..

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
1/4
9

Слайд 9: Получение метилфенилдихлорсилана

Схема производства метилфенилдихлорсилана : /, 2, 3, 4 — мерники; 5 — смеситель; 6 — мерник-дозатор; 7 — штуцер; 8 — автоклав; 9, 15, 23 — холодильники; 10 — сепаратор; 11, 18, 19, 27 — сборники; 12, 20 — кубы ректификационных колонн; 13, 21 — ректификационные колонны; 14, 22 — дефлегматоры; 16, 17, 24, 25, 26 — приемники. МДХС МХС 20-30 мин 240+10°С 12 МПа 1,4% мас антифриз -15 оС Фр. МФДХС Более 50%

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
1/4
10

Слайд 10: ПОЛУЧЕНИЕ ЭФИРОВ ОРТОКРЕМНЕВОЙ КИСЛОТЫ И ИХ ПРОИЗВОДНЫХ

Эфиры ортокремневой кислоты и их производные — тетра-алкокси(арокси)силаны и алкил(арил)алкокси(арокси)силаны нашли применение в различных областях тех- ники, но особую ценность имеют как полупродукты для получения важных кремний- органических олигомеров и полимеров. Представляют интерес и замещенные: эфиры ортокремневой кислоты с аминогруппой в органическом радикале. Основным сырьем для синтеза тетраалкокси- и тетраароксисиланов является тетрахлорид кремния.

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
1/3
11

Слайд 11: Получение тетрахлорида кремния

Тетрахлорид кремния-впервые был получен Берцелиусом в 1823 г. действием хлора на кремний при температуре красного каления. В дальнейшем был предложен еще ряд способов получения тетрахлорида кремния: нагрева­ние смеси кремнезема, обугленного крахмала и угля в потоке хлора (Д. И. Менделеев); действие фосгена на кремнезем в присутствии сажи как катализатора при 700—1000 °С; действие хлористого водорода на ферросили­ций при 500 °С. В основу современного процесса производства тетрахлорида кремния заложены исследования Мартина, который в 1914 г. впервые получил тетра­хлорид кремния при хлорировании ферросилиция газообразным хлором: 2 FeSi + 7С l 2 → 2 SiCl 4 + 2 FeCl 3 Механизм образования SiCl 4 заключается в следующем. Молекулы крем­ния, в которых атомы Si связаны силами главных валентностей, при действии хлора хлорируются вначале с разрывом связей Si — Si. При этом атомы хло­ра присоединяются к атомам кремния и образуются линейные молекулы по-лихлорсиланов. Полихлорсиланы при дальнейшем действии хлора расщепля­ются на более низкомолекулярные хлорсиланы: Дальнейшее хлорирование приводит к разрыву всех связей Si-Si и образованию

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
1/3
12

Слайд 12: Получение тетрахлорида кремния

В процессе получения SiCl 4 основным сырьем является ферросилиций сплав железа с кремнием, выплавляемый в шахтных электрических печах. Сырьем для производства электротермического ферросилиция служат кварцит и железная стружка, а в качестве восстановителя используют древесный уголь или кокс (нефтяной или таллургический). В основе процесса лежит эндотермическая реакция восстановления кремнезема углеродом, протекающая при высокой температуре. Отечественная промышленность выпускает ферросилиций нескольких марок, важнейшими из которых являются Си-45, Си-75 и Си-90: Содержание, % (остальное — Fe ) Марка Si Mn Сг Р S Си-45 40—47 0,80 0,50 0,05 0,04 Си-75 74—80 0,70 0,50 0,05 0,04 Си-90 87—95 0,50 0,20 0,04 0,04 В производстве тетрахлорида кремния используют ферросилиций марок Си-75 и Си-90. В качестве исходного сырья применяют также испаренный хлор (не менее 99,6% С l 2, не более 0,02% влаги) и известковое молоко (не менее 100 г СаО в 1 л). Синтез SiCl 4 можно проводить и на смеси, со-,) стоящей из 70% кристаллического кремния марки Кр-1 и 30% ферросилиция марки Си-75. Производство тетрахлорида кремния (рис. 22) состоит из двух основных стадий : хлорирования ферросилиция и ректификации тетрахлорида кремния.

Изображение слайда
1/1
13

Слайд 13

Схема производства тетрахлорида кремния хлорированием ферросилиция : 1 — щековая дробилка; 2 — ковшовый элеватор; 3 — грохот; 4 — шахтный подъемник; 5 — бункер; 6 — печь-хлоратор; 7 — конденсатор; 8 — скруббер; 9 — кипятильник; 10, 14 — холодильники; 11 — отгонный куб; 12 — ректификационная колонна; 13 — дефлегматор; 15 — сборник; 16 — аппарат для разложения твердых хлоридов; 17 — камера гидролиза; 18 —поглотительная колонна. куски 80—120 мм Нсл=0,6м Предварительно высушенный куски 30—80 мм 300—400оС 70—100 м3/ч Поверхность охлаждения печи 7 м2. Диаметр широкой части печи 900 мм, диаметр узкой 480 мм. Общая высота печи 3300 мм 200 оС 700 о С Длительность работы Реактора 8—12 сут до выгрузки огарка (—30 °С)

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
14

Слайд 14

Горизонтальный агрегат для хлорирования ферросилиция :. 1 — печь; 2 — загрузочное устройство; 3 — конденсаторы; 4 — шнеки; 5 — аб шайдер; 6 — труба для вывода твердых хлоридов; 7 — сборник. Производство тетрахлорида кремния по опи- санному способу сопровождается выделением значительного количества тепла,в небольшом объеме, что усложняет теплоотвод. Поэтому приходится ограничиваться контактными реакторами малой производительности (2—2,5 т SiCl4 в сутки), 'вследствие высокой темпера- туры в зоне реакции (до 1200 °С) протекают побочные процессы: при температуре выше 1100 °С тетрахлорид кремния взаимодействует со свободным кремнием, образуя соединения, которые являются энергичными восстановите- лями и восстанавливают FeCl3 до FeCl2 и- Fe. Поэтому осаждаемые в конденсаторах 7 твер- дые вещества представляют собой смесь FeCl 3, FeCl2 и Fe, на поверхности которых адсорбиру- ются пары SiCl4 и небольшие количества поли- хлоридов кремния. Эти вещества на воздухе воспламеняются, поэтому при их выгрузке тре- буется полная герметичность.

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
Реклама. Продолжение ниже
15

Слайд 15: Получение алкокси(арокси)силанов

Из кремнийорганических соединений, не имеющих в молекуле связей Si —С, наибольшее практиче- ское применение получили тетраалкокси(арокси)силаны — эфиры ортокремневой кислоты H 4 Si 0 4. Первый представитель эфиров ортокремневой кислоты — тетраэтоксисилан — был получен еще в 1844 г. Эбельменом при взаимодействии тетрахлорида кремния с этиловым спиртом Для получения тетраэтоксисилана можно использовать не только SiCl 4, но SiBr 4 и SiF 4. Тетраиодид кремния Sil 4 брать не следует, так как в этом случае реакция идет с расщеплением связи Si —ОС 2 Н 5 : Из Sil 4 можно получить тетраэтоксисилан лишь по такой реакции : В дальнейшем был предложен ряд других способов получе­ния тетраалкокси(арокси)силанов : взаимодействие SiCl 4 с эфирами азотистой кислоты: 2) действие метилового спирта на тетраизоцианатсила

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
1/6
16

Слайд 16: Получение алкокси(арокси)силанов

3) реакция тетрааминосиланов со спиртами: 4) обменное взаимодействие тетраароксисиланов с алифатическими спиртами (или тетраалкоксисиланов с фенолами): 5) действие метилового спирта на свободный кремний или на силициды металлов в присутствии катализаторов: 6) взаимодействие спиртов с сульфидом кремния: 7) действие металлического натрия на алкоксихлорсиланы: Тем не менее в производстве тетраалкокси(арокси)силанов в настоящее время применяется лишь один способ — основан­ный на этерификации тетрахлорида кремния спиртам-и или фе­нолами, как наиболее простой и экономичный. Этерификация тетрахлорида кремния безводными спиртами или фенолами идет ступенчато и схематически может быть за­писана так:

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
1/8
17

Слайд 17: Получение тетраэтоксисилана

Получение тетраэтоксисилана основано на этерификации тетрахлорида кремния этиловым спиртом: При этом протекают и побочные процессы, приводящие в конечном счете к образованию этилсиликата:

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
1/5
18

Последний слайд презентации: Методы, основанные на замещении атомов водорода в гидридхлорсиланах алкильными,

Схема производства тетраэтоксисилана и этилсиликата-32 : /, 9, 11,- 15, 16, 19, 25 — холодильники; 2, 3, 4, 14 — мерники-дозаторы; 5, 10, 12, 17 — фазоразделители; 6 — эфиризатор; 7, 18 — сборники; 8 — отгонные кубы; 13 — вакуум-отгонный куб; 20 — отстойник; 21, 28, 29 — хранилища; 22 — куб; 23 — ректификационная колонна; 24 — дефлегматор; 26, 27 — приемники. Исходное сырье: тетрахлорид кремния (фракция 55—59°С, d 4 20 =1,474-1,50, не более 0,00 l % Fe ) и безводный этиловый спирт (не менее 99,8% фракции 78,3—79°С, d 4 20 = 0,7894-0,790 ). Процесс состоит из трех основных стадий: этерификации тетрахлорида кремния этиловым спиртом; вухступенчатой отгонки избыточного спирта и хлористого водорода (при атмосферном давлении и в вакууме); выделения тетраэтоксисилана. SiCl4/ этанол=1/2,2-2,3 30-40 оС

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
Реклама. Продолжение ниже