|
Si + 3CH
3
OH → SiH(OCH
3
)
3
+ H
2
(1.4)
Маълумки,
R
радикалдаги углеродлар сони ошгани сари, спиртларнинг
реакцияга киришиш қобилияти пасаяди. Шу сабабли, этил спирти
иштирокидаги реакцияларни яхшиловчи техник ечимлар метил спирти
ишлатилган жараёнларда ҳам яхши самара беради.
Металлургик кремний ва спиртларнинг бевосита реакцияси индукцион
даври мавжудлиги алкоксисилан усулини кенг қўллашга асосий тўсиқ бўлиб
келган. Индукцион давр мавжудлиги оқибатида реакциялар энг яхши
ҳолларда циклик
-
тўхтовсиз режимда ва паст тезликда амалга оширилган,
бирлик маҳсулот ишлаб чиқариш учун кўп энергия сарфланган.
Маълумки, индукцион давр
бир неча соатдан ўнлаб соатгача давом
этиши мумкин. Индукцион даврнинг асосий сабаби кремний сиртида унинг
атмосферадаги кислород билан таъсирлашиши оқибатида ҳосил бўлувчи
оксид қатлам мавжудлигидир. Индукцион даврни қисқартириш мақсадида
алкоксисиланлар синтези жараёнига қўшимча фаоллаштириш босқичини
киритиш
ва бундай фаоллаштиришни 400°Сгача ҳароратда ўтказиш, хамда
фаолаштирувчи агент сифатида водород ва азот газларидан фойдаланиш
таклиф қилинган
[
US5783720]. Шу билан бирга муаллифлар ўзлари бундай
фаоллатириш жараёни 5 соат 10 соатгача
-
анчагина узоқ муддат давом
этиши кераклигини ва бу эса технология эффективлигига салбий таъсир
ўтказишини такидлашган. Индукцион даврни қисқартириш учун кукун
кўринишигача майдаланган кремнийни оксид қатламини йўқотиш мақсадида
фторводород кислотаси билан ишлов бериш хам таклиф қилинган
[
JP511692,
US5177234].
Аммо бундай ишлов қўшимча мураккабликлар келтириб
чиқаради, чунки фторводород кислотаси билан ишлов берилгандан сўнг
кремний кукунини ювиш ва қуритиш зарурияти келиб чиқади, бу эса синтез
жараёнини жуда мураккаблаштириб юборади. Бир қанча ишларда реагентлар
массасини фаоллаштириш учун уни юқори ҳароратда инерт газлар: азот,
аргон ва бошқалар муҳитида ушлаш [US5177234,
US4727173], ёки даставвал
кремнийни катализатор билан аралаштириб,
8 соат давомида инерт газ
остида қолдириш таклиф қилинган [US4487949].
Кремнийни фаоллатириш
учун синтез олдидан реакторга хлоралкил, хлорли
водород, хлорли
аммоний
[US5177234]
ва
NH
4
HF
2
[ЕР517398] сингари галоидларни киритиш ҳам
тавсия қилинган. Таъкидлаш лозимки, синтез олдидан реакторга галоидлар
сарасидаги
моддаларни
киритиш
синтез
жараёнининг
асосий
маҳсулотларини тозалашнинг қўшимча босқичларини талаб қилади, бу эса
16
алкоксисиланлар технологиясини мураккаблашувига олиб келади ва
самарадорликни пасайтириб юборади.
Таҳлиллар
шуни кўрсатадики, алкоксисиланлар синтези жараёнидаги
индукцион давр ҳосил бўлиш сабаблари ва табиати тўғрисида аниқ фикр
шаклланмаган ва бу муаммонинг самарали ечими топилмаган. Бундай
ечимни топишга уринишлар, технологик жараёнга қўшимча операциялар
киритилишига, технологиянинг ва унинг аппаратлар тизимининг
мураккаблашувига, хамда олинадиган маҳсулот таннархининг қим
-
матлашувига олиб келган.
Шунингдек маълумки, реакторда асосий реакцияга параллель равишда
олигоалкоксисилоксанлар, сув ва бошқа моддалар ҳосил қилувчи
ёндош
реакциялар бориши мумкин. Бундай моддалар реакция зонасида йиғилиши,
асосий реакцияни секинлаштиришга ёки бутунлай тўхтатишга олиб келади
[US5783720, JP511692, US6090965, US4931578].
Бундай ёндош реакцияларга
металлургик кремний такибида киришма ҳолида мавжуд бўлган металлар
катализатор бўлиб хизмат қилиши мумкин. Ишловдан ўтган реакцион масса
таркиби кремний зарралари қолдиқлари, дастлабки кремний киришма
элементлари, ҳамда турли алкоксисилоксанлардан иборат. Алкоксисиланлар
синтези жараёни одатда эритувчи деб аталувчи махсус суюқлик ичида амалга
оширилгани сабабли, барча ёндош моддалар эритувчи таркибига ўтади ва
уни ифлослантиради. Шунинг сабабли, эритувчини регенерациялаб, жараёнга
қайтариш ҳам муҳим аҳамиятга эга.
Шундай қилиб, алкоксисиланлар синтези жараёнини юқори самарали
амалга ошириш йўлида реакцияни кремний ва спиртга нисбатан юқори
конверсия кўрсаткичларида, реакция маҳсулотлари таркибини бошқариш,
хамда эритувчини кўп маротаба қайта регенерациялаш ва қайта ишлатиш
имкониятларини берувчи усулни яратиш муҳим масаладир. Бу масаланинг
ечишни синтез реакцияси индукцион даврини йўқотиш ёки
минималлаштириш, реакция муҳитини фаоллаштириш, технологияни
соддалаштириш ва алкоксисиланлар синтезининг тўхтовсиз жараёнини
таъминлаш орқали амалга ошириш мумкин.
Диссертация доирасида олиб борилган ишларда реакция индукцион
даврини камайтириш учун эътибор масаланинг асл сабаби, яъни кремний
майдаланиши пайтида янги сиртларда оксид қатламни ҳосил бўлишининг
олдини олишга қаратилган. Металлургик кремнийнинг майдаланиши
эрутувчи суюқлик муҳитида ўтқазилиши, яъни кремний атмосфера
кислороди билан контакти йўл қўйилмай, кремний заррачалари сиртида
табиий оксид SiO
x
ҳосил бўлишининг олди олинишини таъминлайди. Бу
техник ечим баробарида яна бир неча муҳим муаммони ҳал қилиш имконини
беради: 1) кремний чангланиши йўқотилади ва ишлаб чиқариш хавфсизлик
ортади; 2) кремний кукуни гигроскоплилиги оқибатида хаво такибидан
намлик
ютиб олиши ва бундаги сув миқдорининг реакция зонасига ўтиши
олди олинади; 3) кремнийнинг эрутувчи таркибида суспензиясини реакторга
узатиш кескин осонлашади.
17
Олиб борилган ишлар натижасида металлургик кремний ва спиртнинг
(метанол ёки этанол)
бевосита реакцияси асосида алкоксисиланлар синтези
технологияси ишлаб чиқилди ва уни амалга ошириш учун тажриба
технологик қурилмаси яратилди. Алкоксисиланлар синтези жараёни схемаси
1.1-
расмда ва уни амалга ошириш учун яратилган қурилманинг умумий
кўриниши 1.2 расмда келтирилган.
Do'stlaringiz bilan baham: |
