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毕业论文课题相关文献综述
文 献 综 述
1.研究背景
二甲基二氯硅烷（M2）是有机硅工业的基础和支柱[1-3]，主要合成方法有格氏试剂法、缩合法、歧化法和直接合成法等[4]。工业中常用的生产二甲基二氯硅烷的方法是直接合成法[5]，即硅粉与氯甲烷在铜系催化剂作用下于流化床内直接反应，但由于产物中夹杂有大量的固体颗粒，流化床出口气体需采用一级旋风除尘器回收粒径较大的粉尘返回流化床（如催化剂、硅粉等）、二级旋风除尘器移除细小粉尘（如碳粉等）以及水洗净化，最终得到反应产物。但该方法除尘工艺过程复杂、能耗大、原料利用率低且产生大量的废渣污染环境[6-7]。而陶瓷膜除尘具有工艺简单、除尘效率高、环境污染小等特点，故将陶瓷膜与流化床组合构成膜反应器用于二甲基二氯硅烷的生产。
武军伟等人提出了一种内置式膜反应器，并进行条件优化，对其用于二甲基二氯硅烷的生产。但内置式膜反应器会将副产物碳粉截留在床层内，碳粉随后吸附在活性中心表面从而阻碍反应进行，而且该膜反应器是间歇反应器。根据文献报道，该反应器中硅粉及氯甲烷的转化率不高，而且二甲基二氯硅烷的选择性与工业中也有一定的差距。
2.流化床反应器
固定床、搅拌床以及流化床均能进行甲基氯硅烷的合成反应，但是直接法合成二甲基二氯硅烷为放热反应，并且反应物硅粉导热能力较差，所以若采用固定床，反应器中热量不易移出，导致温度升高进而造成反应物和催化剂表面被碳粉覆盖形成钝化。流化床反应器具有传热性能好、温度分布均匀的特点，因而有机硅工业最多采用的就是流化床反应器。
流化床气体分布装置是保证床层具有良好而稳定的流化状态的重要构件。它的合理设计对于具有不均匀和不稳定性的气-固流态化床显得尤为重要。尽管分布板装置对整个流化床的直接作用范围仅200-300mm，然而它对整个床层流态化质量的好坏却具有决定性的影响。
流化床气体分布板有多种结构型式，如直流式、侧流式和填充式等，无论采用哪种型式，都应满足均匀气流的基本要求。但若气流于床内分布不均匀，则会造成床内某些部位的气流速率偏高，而另一些部位偏低，严重时会产生沟流现象，届时大部分气流将会沿着沟流通道直接流出床层，从而破坏床内的正常流化。此外，为节约能耗，气体分布板的结构还应利于操作压力的降低，以便当风动力供给一定时，床内流化物系可获得更高的流化速率，使得流化过程更为充分和剧烈。可见，流化生产的操作效果与气体分布板的结构尺寸密切相关[8]，故需对后者进行科学、合理地设计。
如图所示，气体由下而上地通过分布板并通过固体颗粒层。气体流速较低时，固体颗粒静止不动，流体从颗粒空隙间通过，处于固定床状态。当流速继续增加，床层空隙率将会增加，固体粒子开始浮游，床层体积开始增大，处于膨胀床状态。气速达到某一值时，床层全部膨胀，这时床层压降相当于固体颗粒重量，开始完全流化状态[9]。
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