一種含鋅助催化劑制造技術

一種含鋅助催化劑，用作為有機硅單體合成反應，優選為二甲基二氯硅烷合成反應銅基催化體系中的助催化劑，其中所述鋅均勻分布且結合在載體上，一方面有利于鋅在流化床中與硅等均勻混合，提高反應效率；另一方面減少了工業生產中鋅的不必要損耗。本發明專利技術與現有技術使用顆粒狀金屬鋅粉，或者銅鋅合金粉的形式將鋅加入到流化床反應體系中的方法對比，所述一種含鋅助催化劑，使得鋅組元有害雜質含量低，純度高，用于有機硅單體合成時可將鋅助催化組元均勻添加于合成反應體系中，提高鋅的利用效率，能更好地消除硅粉及觸體表面的氧化膜，以及有利于合成反應活性的改善，提高了流化床的時空產率，降低工業生產的成本，經濟效益顯著。

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】一種含鋅助催化劑，用作為有機硅單體合成反應，優選為二甲基二氯硅烷合成反應銅基催化體系中的助催化劑，其中所述鋅均勻分布且結合在載體上，一方面有利于鋅在流化床中與硅等均勻混合，提高反應效率；另一方面減少了工業生產中鋅的不必要損耗。本專利技術與現有技術使用顆粒狀金屬鋅粉，或者銅鋅合金粉的形式將鋅加入到流化床反應體系中的方法對比，所述一種含鋅助催化劑，使得鋅組元有害雜質含量低，純度高，用于有機硅單體合成時可將鋅助催化組元均勻添加于合成反應體系中，提高鋅的利用效率，能更好地消除硅粉及觸體表面的氧化膜，以及有利于合成反應活性的改善，提高了流化床的時空產率，降低工業生產的成本，經濟效益顯著?！緦＠f明】一種含鋅助催化劑
本專利技術涉及有機硅單體合成反應，特別是二甲基二氯硅烷合成反應中銅基催化體系中的助催化劑領域，更加具體的，涉及一種含鋅助催化劑。
技術介紹
二甲基二氯硅烷，工業上又稱為二甲或M2，是一種最重要的有機硅單體，其用量占到整個單體總量的90%以上，是制備有機硅的下游產品，例如硅油、硅橡膠、硅樹脂以及硅烷偶聯劑等的重要原料。 二甲基二氯硅烷是由金屬硅粉、氯甲烷在加入催化劑(含主催化劑和助催化劑)，并在300°C左右的條件下于流化床中化學合成的，其合成反應屬于氣-固-固多相接觸催化放熱反應，其反應機理復雜，除包含生成二甲的主反應外，還同時存在多種副反應。 二甲基二氯硅烷的合成反應過程的影響因素，包括流化床結構、原料硅粉、氯甲烷、催化劑(含主催化劑及助催化劑)及催化體系、工藝參數(如流化床溫度及溫度均勻性、氣速及流化狀態等)等等。其中，主催化劑和助催化劑的有效搭配使用對單體合成反應二甲的選擇性、硅粉轉化率及時空產率等將會產生重要的影響。 雖然在有機硅單體合成反應中的助催化劑的用量一般都很少，但其對抑制二甲基二氯硅烷合成反應中副反應的發生，提高單體合成反應二甲的選擇性，以及改善反應活性等方面都起著非常重要的作用。 銅基催化體系是有機硅單體合成反應中最常使用的催化劑體系，銅加入反應體系后，在一定的溫度和有氯甲烷存在的條件下會與硅形成有催化作用的硅-銅合金觸體，該硅-銅合金觸體對甲基氯硅烷，特別是二甲的生成起到至關重要的作用。 銅基催化劑體系主要為金屬基片狀純銅粉，例如片狀金屬純銅粉，復合銅粉，例如銅及銅-鋅-錫等合金片狀粉末，以及三元銅粉，例如Cu-Cu2O-CuO三種物相組成的銅氧化物催化劑三類。其中，片狀金屬純銅粉及三元銅粉催化體系中，需另外增加助劑鋅(Zn)、錫(Sn)、磷(P)等助催組元，同樣的，復合銅粉催化劑體系中，也要根據反應的需要添加鋅(Zn)、錫(Sn)、磷(P)等助催組元。 現有技術中，銅基催化劑體系中的助催化劑鋅通常是以單質顆粒狀鋅(Zn)(或稱金屬錫粉)或銅-鋅合金粉(Cu-Zn合金粉)的形式加入到流化床的反應體系中。由于加入到流化床反應體系中添加的鋅(Zn)的量本不多，又因為這些加入到工業化流化床的鋅(Zn)與硅粉(Si)、銅粉(Cu)往往難于實現很均勻的混合，助催化劑鋅組元很難充分發揮助催化作用，造成流化床中的合成反應無法達到最佳的狀態，特別是當硅粉活性欠佳，需加鋅(Zn)來提高觸體活性時更是如此。另外，在工業流化床的狀態出現不穩定時，部分鋅粉，特別是鋅粉中的超細顆粒易于從局部溝流帶出或在床內分布不均勻，這都將使反應無法達到最佳效果，無法充分發揮鋅作為助催化劑的作用。
技術實現思路
本專利技術針對現有技術中，有機硅單體合成反應中添加鋅作為助催化仍然存在的上述具體問題，本專利技術提供了一種含鋅助催化劑。 本專利技術的一種含鋅助催化劑，其中鋅均勻分布且結合在載體上。 對本專利技術作出進一步的限定，如下， 所述載體包括但不限于單質金屬銅與銅氧化物中一種或多種的任意組合，例如Cu, CuO, Cu2O, Cu-CuO, Cu-Cu2O, CuO-Cu2O, Cu-Cu2O-CuO 等等； 所述載體包括但不限于金屬硅粉； 所述載體還包括單質金屬銅與銅氧化物、金屬硅粉的混合物； 根據所述載體中Si的含量，所述一種含鋅助催化劑中主要成分的物相的質量百分比例: (I)當載體中不含Si (系指含Si低于10ppm時)，或者含Si很少時(系指含Si低于100ppm)時，所述一種含鋅助催化劑中: Cu (5?99.0% )，Zn (0.05?90.0% )，含氧(0.05?20.0% )，鉛等有害雜質含量較低，例如:Pb ( 500ppm,Fe ( 100ppm,其他各金屬雜質含量單項< 60ppm,其他各項非金屬雜質單項彡10ppm ； (2)當載體中含Si時，所述一種含鋅助催化劑中: Cu (5 ?99.0% ), Sn (0.05 ?90.0% ),Si(l ~ 99.0% )，含氧 0.05 ?19.0%，鉛等有害雜質含量較低，例如:Pb ( 500ppm, Fe ( 0.5%，其他各金屬雜質含量單項彡500ppm，其他各項非金屬雜質單項< 10ppm ； 根據所述載體的成分，所述一種含鋅助催化劑中主要成分的物相的質量百分比例: (I)載體為金屬銅和/或銅氧化物粉時，如Cu，CuO，Cu20, Cu-CuO，Cu_Cu20，Cu0-Cu20, Cu-Cu20-Cu0時，所述一種含鋅助催化劑中: Cu (5 ?99.0% )，Cu2O(0.05 ?90.0% )，CuO(0.05 ?85.0% )，單質 Zn 和 / 或含 Zn的合金、和/或含Zn化合物0.05?90.0% ; (2)載體為金屬硅(Si)粉時，所述一種含鋅助催化劑中:Si (I?99.0% )，單質Zn和/或含Zn的合金、和/或含Zn化合物0.05?90.0% ; (3)載體為金屬銅和/或銅氧化物粉、金屬硅(Si)粉的混合物時，所述一種含鋅助催化劑中: Cu (5 ?95.0% )，Cu2O (0.05 ?85.0% )，CuO (0.05 ?80.0% ), Si(l ~ 98.0% )，單質Zn和/或含Zn的合金、和/或含Zn化合物0.05?90.0% ; 所述的一種含鋅助催化劑，其中所述鋅可來源于包括但不限于單質金屬鋅、含鋅合金、含鋅化合物中的一種或多種的任意組合，其中所述含鋅的合金包括但不限于銅鋅合金(Cu-Zn)，鋅錫合金(Zn-Sn)，銅-鋅-錫合金(Cu-Zn-Sn)及其他含鋅合金中的一種或多種的任意組合，其中所述含鋅的化合物包括但不限于鋅的氧化物如ZnO，鋅的氫氧化物，鋅的碳酸鹽，鋅的鹵化物如氯化物，鋅的硝酸鹽，鋅的脂肪酸鹽及鋅的有機化合物中的一種或多組的任意組合。 較佳地，所述一種含鋅助催化劑的粒度，其D5tl = I?280 μ m，D9tl = 8?1200 μ m ； 較佳地，所述一種含鋅助催化劑顆粒的表面含有少量處理劑，保護所述顆粒不氧化及分散作用，其質量百分含量在0.05?1.5%之間； 所述一種含鋅助催化劑，其顆粒形貌包括但不限于如不規則形狀、類球狀、球狀、片狀、上述一種或多種顆粒形貌的任意組合。 本專利技術的專利技術點及有益效果在于，鋅均勻分布且結合在載體上，一方面有利于鋅在流化床中與硅等均勻混合，提高反應效率；另一方面本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種含鋅助催化劑，其特征在于鋅均勻分布且結合在載體上。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：張擁軍，莫文劍，楊宏生，
申請(專利權)人：湖南省天心博力科技有限公司，
類型：發明
國別省市：湖南;43