四乙氧基硅烷的綠色合成工藝研究及設(shè)計(jì).pdf

1、四乙氧基硅烷，俗稱(chēng)正硅酸乙酯，是一種重要的硅有機(jī)化合物。目前，廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)四乙氧基硅烷的生產(chǎn)工藝是四氯化硅法工藝。但此工藝因副產(chǎn)氯化氫氣體，極易造成環(huán)境污染;同時(shí)受四氯化硅的來(lái)源日益減少，價(jià)格上漲等因素的影響，被新工藝替代已成必然趨勢(shì)。
　　本文提出以硅粉為原料，通過(guò)硅粉甲氧基化生成四甲氧基硅烷和四甲氧基硅烷酯交換生產(chǎn)四乙氧基硅烷的新工藝。此工藝不產(chǎn)生副產(chǎn)物，無(wú)毒害，是一種四乙氧基硅烷生產(chǎn)的綠色合成工藝。
　　首先，以甲

2、醇鈉為催化劑實(shí)現(xiàn)硅粉直接甲氧基化反應(yīng)合成四甲氧基硅烷。本文結(jié)合動(dòng)力學(xué)模型研究，通過(guò)實(shí)驗(yàn)探討了不同催化劑配比、甲醇流量、硅粉粒度、溫度等條件對(duì)反應(yīng)的影響。研究表明，乙二醇丁醚與甲醇流量體積比為3.3;甲醇不僅參與反應(yīng)，過(guò)量的甲醇還能蒸發(fā)夾帶出四甲氧基硅烷，以保持反應(yīng)體系的連續(xù)性;小顆粒的硅粉有利于反應(yīng)進(jìn)行。
　　其次，在一定的溫度范圍內(nèi)，進(jìn)行了反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究，建立反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)模型，可以得出升高溫度有利于反應(yīng)的進(jìn)行，并得到k=1.38

3、×1016·e-19964/T
　　本文使用該模型對(duì)四甲氧基硅烷生成量及四甲氧基硅烷在反應(yīng)釜中的累積量進(jìn)行模擬計(jì)算，為反應(yīng)工藝的設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。
　　第三，對(duì)四甲氧基硅烷和乙醇的酯交換平衡反應(yīng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。研究表明，高溫和甲醇鈉催化可以有效促進(jìn)酯交換反應(yīng)的進(jìn)行，平衡是影響酯交換反應(yīng)的關(guān)鍵因素。
　　第四，通過(guò)改變乙醇配比的酯交換實(shí)驗(yàn)，分析并計(jì)算出酯交換反應(yīng)的反應(yīng)平衡常數(shù);獲得酯交換塔釜甲醇含量與產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照表;并