[发明专利]用于流化铜硅化物的方法及使用该方法制备卤代硅烷的方法

说明书

本发明公开了一种可用于在流化床设备中保持均匀流化床的方法。所述方法包括以下步骤：将包含铜硅化物颗粒和流化添加剂颗粒的颗粒的混合物充载在流化床设备中，以及在所述流化床设备中在至少400℃的温度下使颗粒均匀流化。

各种卤代硅烷可用于不同行业。二有机二卤代硅烷诸如二甲基二氯硅烷可用作生产各种聚有机硅氧烷诸如聚二有机硅氧烷的原料。氢化卤代硅烷诸如三氯硅烷(HSiCl₃)可用作生产多晶硅的原料。卤代硅烷的商业规模生产有利地在流化床反应器中进行。

流化床设备包括含有固体颗粒和流化气体或蒸汽的流化床。流化床是表现出类似流体性质的流体-固体异质混合物。在流化床中，固体颗粒和流化气体或蒸汽的接触与固体和固定床或填充床中的气体或蒸汽的接触相比大大增强。流化床用于需要蒸汽和/或气体与固体之间高水平接触的方法中，例如制造卤代硅烷的方法。流化床中的颗粒可分为四个Geldart组，其通过在固体-流体密度差和粒度的图表的它们的位置定义。可基于待流化颗粒的Geldart分组设计流化床。最小的致密颗粒被分类为Geldart组C，其表示通常小于20微米(μm)的粒度。Geldart组A是指粒度通常在20μm至100μm的致密颗粒。Geldart组B是指粒度通常在100μm至500μm的范围内。Geldart组D具有最高的粒度。D组致密颗粒通常具有大于500μm的粒度。然而，每个组的这些粒度将根据颗粒的密度和用于使它们流化的气体而变化。

可用于制备卤代硅烷的方法中的铜硅化物颗粒具有A、B和/或C、或者A和/或B的Geldart组分类。因此，工业上需要使这些颗粒流化以在流化床反应器方法中使用它们制造卤代硅烷。

发明内容

在流化床设备中保持均匀流化床的方法包括：

(A)在流化床设备中，在至少400℃的温度下加热包含大于80％至小于100％铜硅化物颗粒和大于0％至20％流化添加剂颗粒的颗粒的混合物，以及

(B)以足以保持均匀流化的速度将流体进料到流化床设备中。流体可以是气体/蒸汽或液体；或气体、蒸汽和液体中的两种或更多种的混合物。

具体实施方式

不希望受理论束缚，认为为了对流化床的流化行为进行分类，测量跨床的高度的压降并且与表面流体速度进行比较。颗粒可装载到流化床设备中，并且流体流过其中的颗粒床。在低流体速度下，床处于固定状态。在将速度提高到特定床的最小流化速度时，床离开固定状态并进入流化状态。当床处于固定状态时，由于表观流速的增加，压降跨床的高度几乎线性增加；直到达到最小流化速度。当达到最小流体速度时，床的整个重量由流体支承并且床处于流化状态。当流化床处于鼓泡床状态时，跨流化床的压降通常保持恒定在最小流体速度和更高的流体速度。如果压降随着流体速度的增加而继续增加，这表示一种腾涌状态，其中颗粒在不均匀塞子的床上向上移动。如果流化床中的压降随着速度的增加而呈现下降趋势，则表明喷出床状况。期望保持鼓泡床流化状态，即当在实施本文所述的方法期间床被流化时，希望床处于鼓泡床状态。带有腾涌、喷出或沟流的流化条件(这导致压降显着小于颗粒的床的重量除以流化床设备的横截面积，因为通过床的路径允许流体通过太容易，从而导致脱流化)是不均匀的、要避免的不需要的条件。当压降等于颗粒的床的重量除以床横截面积(例如，流化床设备的横截面面积)时，流化被认为是均匀的。为了保持，在处理过程中必须保持均匀流化有效，同时避免形成通道和/或停止支承颗粒的床的趋势，例如，在流化床反应器中执行的反应过程中必须实现均匀的流化。