[发明专利]一种直接法生产苯基氯硅烷的方法

说明书

本发明涉及一种直接法生产苯基氯硅烷的方法，所述方法包括以下步骤：(一)活化步骤：使用金属氟氢化物对硅粉和铜催化剂进行活化，得到活化的硅铜触体；(二)反应步骤：将所述活化的硅铜触体与氯苯反应，制备苯基氯硅烷。本发明使用金属氟氢化物对硅粉和铜催化剂形成的硅铜触体进行活化，改善氯苯与硅铜触体的接触情况，所述金属氟氢化物在活化温度下分解成氟化氢和金属氟化盐，这两种化合物均对硅粉和铜催化剂均有刻蚀作用，能够对硅粉进行表面修饰，有利于铜催化剂在硅粉上的附着，形成高活性的硅铜触体；同时将硅粉表面的二氧化硅刻蚀掉，促进氯苯与硅粉的反应速率。

技术领域

本发明属于有机硅制备技术领域，具体涉及一种直接法生产苯基氯硅烷的方法。

背景技术

直接法生产苯基氯硅烷是指硅粉、催化剂与氯苯在搅拌床、流化床或回转炉中反应，生成苯基三氯硅烷、二苯基二氯硅烷和三苯基氯硅烷的方法。目前，工业化生产工艺为以氯苯和金属硅粉为原料，使用铜为主催化剂，加入助催化剂四氯化硅或氯化氢，反应温度450-600℃，反应压力为0.2-0.5MPa，铜催化剂用量为触体的30-50％，产物二苯基二氯硅烷与苯基三氯硅烷的比例大概为0.3：1。

专利CN85102880公开的直接法合成苯基氯硅烷，铜催化剂用量占硅-铜触体总量的20-40％，在铜催化剂中加入锌、锡、铅、锑等元素做为助催化剂，二苯基二氯硅烷与苯基三氯硅烷的质量比为5-15：85-95，二苯基二氯硅烷产率较低。

专利CN201210404540.7公开的苯基氯硅烷的制备方法中，铜粉与硅粉的重量比为(3-5):(1-3)，氯苯与四氯化硅比例为(4-8)：1，在510-530℃条件下生产苯基氯硅烷，得到苯基三氯硅烷与二苯基二氯硅烷的摩尔比为(1-3):(6-2)。

专利CN201811551861.3公开的苯基氯硅烷的制备方法，将硅粉、铜催化剂和含钠化合物加入反应器中；再通入硅-铜触体改性剂在300-500℃条件下对硅-铜触体预处理；然后，将预处理过的硅-铜触体与组成为Cu-CuO-Cu₂O-CuCl的四元铜粉催化剂混合，加入反应器中；最后，通入氯苯，控制反应温度400-700℃，反应制备苯基氯硅烷单体，四元铜粉催化剂Cu-CuO-Cu₂O-CuCl与金属硅粉的质量比为1:(3-15)，经分析计算得到氯苯的转化率为57.21-85.69％，苯基氯硅烷的选择性55.89-72.32％，二苯基二氯硅烷与苯基三氯硅烷的质量比(D/T)(1.2-2.5):1，铜催化剂时空收率299.67-420.1g/kg·Cu/h。

目前的直接法生产苯基氯硅烷的方法中，存在以下缺点：(1)作为催化剂的铜粉以及助催化剂的氯化铜、氧化铜的用量较大，一般占触体质量的30-50％；(2)有些方法中降低催化剂用量的条件是需要采用四元铜粉，催化剂在生产配制较为严格，工艺非常复杂，难以应用于工业生产；(3)产物中二苯基二氯硅烷与苯基三氯硅烷的比例普遍不高，且不太稳定。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种直接法生产苯基氯硅烷的方法，所述方法包括以下步骤：

(一)活化步骤：使用金属氟氢化物对硅粉和铜催化剂进行活化，得到活化的硅铜触体；

(二)反应步骤：将所述活化的硅铜触体与氯苯反应，制备苯基氯硅烷。

优选的，所述活化步骤中通入干燥的惰性气体和活性气体，活化温度为280-380℃，活化时间为1-4h。