No presente trabalho foi realizado um estudo de alguns aspectos da reação de obtenção de dimetildiclorosilano a partir da reação entre silícios grau químico (SiGQ) ou de elevada pureza (99,999%) e cloreto de metila catalisada por cobre e promotores em reator de leito fluidizado. Foram estudados os efeitos da temperatura sobre o processo de ativação e sobre a reação com o fim de obter um valor aproximado da energia aparente de ativação para cada uma dessas etapas; o efeito do tamanho médio das partículas de silício e do catalisador sobre os parâmetros de desempenho da reação e o de contaminantes usuais do SiGQ, a saber Ca, Fe e Al, sobre silício de elevada pureza (99,999%). Uma discussão sobre o efeito de compensação característico da reação direta foi realizada sendo proposta uma explicação da origem desse efeito, que aparentemente se deve ao caracter anisotrópico da reação, e uma explicação complementar com relação ao papel dos promotores na reação. Os resultados mostraram que a energia aparente de ativação obtida por meio dos experimentos realizados neste estudo encontram-se em valores próximos ao normalmente encontrado na literatura. Aparentemente existe uma variação da seletividade com a variação do tamanho de partícula tanto do silício quanto do catalisador, que se deve ao grau de cobertura da superfície do silício pelo catalisador. Observou-se ainda que os parâmetros de desempenho se correlacionam melhor com a área geométrica do que com a área específica medida pelo método de adsorsão de N2 (BET). Os elementos Ca, Al e Fe, na forma que foram adicionados, mostraram algum efeito sobre os parâmetros de desempenho da reação, porém verificou-se que o efeito das impurezas é maior se estas estiverem presentes originalmente no silício. / Some important aspects of dimethyldichlorosilane direct synthesis from methyl chloride and both chemical grade silicon and high purity silicon (99.999%) catalyzed by copper and promoters in a fluidized bed reactor was studied. The effects of temperature on the activation process and on the reaction were studied to obtain an estimate of the apparent activation energy for each process step. The influence of average particle diameter of silicon and of catalyst and the effect of Ca, Al and Fe additions in the catalyst system were also evaluated. A discussion about the so-called isokinetic compensation behavior which is observed in the direct synthesis is presented. The proposed explanation about the origin of this phenomena is based on the anisotropic character of the reaction. A complementary explanation about the mechanism of promoters action was also proposed. The obtained values of apparent activation energies are within the range reported in the literature. Selectivity and activity showed some variation with both catalyst and silicon particle sizes. This behavior was explained in terms of silicon particle coverage by the catalyst system. The performance parameters show better correlation with the geometric area measured by laser diffraction than with the BET area obtained by N2 adsorption. The promoters Ca, Fe and Al have shown effect over the reaction, however these effects were more proeminent if they are originally present in silicon structure.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:teses.usp.br:tde-20072009-171422 |
| Date | 22 March 2001 |
| Creators | João Guilherme Rocha Poço |
| Contributors | Reinaldo Giudici, Marco Giulietti, Roberto Guardani, Daniel Rodrigues, Martin Schmal |
| Publisher | Universidade de São Paulo, Engenharia Química, USP, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP, instname:Universidade de São Paulo, instacron:USP |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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