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喷雾 蒸发液态原料以制备二 氧化 硅和金属氧化物

阅读：623发布：2023-02-15

专利汇可以提供喷雾蒸发液态原料以制备二氧化硅和金属氧化物专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种用于制备金属氧化物的方法，该方法包括：a)通过将包括至少一种金属化合物的液态原料与气体混合来喷雾该液态原料以形成气溶胶；b)通过将步骤a)中获得的气溶胶完全蒸发而由其形成气态反应混合物；c)在氧气的存在下将步骤b)中获得的气态反应混合物转化为金属氧化物。，下面是喷雾蒸发液态原料以制备二氧化硅和金属氧化物专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种用于制备二氧化硅和/或金属氧化物的方法，
所述方法包括以下步骤：
a)通过将包括至少一种硅化合物和/或金属化合物的液态原料与气体混合来喷雾所述液态原料以形成气溶胶；
b)通过将步骤a)中获得的所述气溶胶完全蒸发而由其形成气态反应混合物；
c)在氧气的存在下将步骤b)中获得的所述气态反应混合物转化为二氧化硅和/或金属氧化物。
2.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，在步骤a)中形成的所述气溶胶包括数值平均粒径不大于2mm的液滴。
3.根据权利要求1或2所述的方法，
其特征在于，在步骤a)和b)中总共使用的以标准立方米计的气体体积与所使用的以千
3
克计的所述液态原料的量的比率为0.1至100m(STP)/kg。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，
其特征在于，
在步骤a)和/或b)中使用的所述气体包含氧气。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，
其特征在于，
在步骤a)的执行之前，将所述液态原料预热至50至500℃的温度。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，
其特征在于，
在步骤a)和/或b)中使用的所述气体被预热至50至400℃的温度。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，
其特征在于，
在步骤a)的执行之前，在步骤a)中使用的所述液态原料具有至少1.5巴的压力，并且在步骤b)中获得的所述气体混合物具有不大于1.2巴的压力。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，
其特征在于，
在步骤c)中使用的所述气态反应混合物的温度比该混合物的露点温度高至少10℃。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，
其特征在于，
所述液态原料是通过至少一个喷嘴来喷雾。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，
其特征在于，
步骤a)和b)同时发生。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，
其特征在于，
在步骤a)至c)中的至少一个中使用气态燃料。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，
其特征在于，所述金属氧化物包括作为金属组分的以下元素中的至少一种：Al、Ce、Fe、Mg、In、Ti、Sn、Y、Zn和/或Zr。
13.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，
其特征在于，使用硅化合物来制备二氧化硅。
14.根据权利要求13所述的方法，
其特征在于，
所述硅化合物是选自由以下组成的组的非卤代化合物：四烷氧基原硅酸酯、硅烷、硅油、聚硅氧烷和环状聚硅氧烷、硅氮烷及其混合物。
15.根据权利要求13所述的方法，
其特征在于，
所述硅化合物是选自由以下组成的组的氯化化合物：四氯化硅、二氯硅烷、三氯硅烷、甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、甲基二氯硅烷、二丁基二氯硅烷、乙基三氯硅烷、丙基三氯硅烷及其混合物。

说明书全文

喷雾蒸发液态原料以制备二 氧化 硅和金属氧化物

[0001] 本发明涉及一种用于由包括金属化合物的液态原料来制备二氧化硅和金属氧化物——尤其是热解二氧化硅——的方法。

[0002] 热解二氧化硅(也称为气相二氧化硅)通常是借助火焰水解或火焰热解法来制备。用于制备二氧化硅的火焰水解是很早就已知的且在工业规模上执行的方法。在该方法中，将气态的可水解卤化硅精细地分布在已通过形成水的含氢燃料和含氧气体的燃烧所形成的火焰中。在此，燃烧火焰为卤化硅的水解提供水，并为水解反应提供足够的热量。使反应尾气中夹带的二氧化硅粉末经过常规冷却和固体分离方法。通常，使用四氯化硅。当使用含碳原料(例如，甲基三氯硅烷或二甲基二氯硅烷)时，此外发生氧化方法以将碳转化为二氧化碳。如果将非卤化的硅化合物(例如，硅氧烷)用作原料，则其转化为二氧化硅的对应热氧化转化被称为火焰热解。

[0003] 由于这两种方法类型而形成的二氧化硅粉末被称为热解二氧化硅或气相二氧化硅。

[0004] 类似地，能够由合适的可蒸发金属化合物来制备各种金属氧化物粉末。例如，EP 1142830 A公开了通过燃烧由溶解在有机溶剂中的有机前体组成的气溶胶来获得金属氧化物粉末。

[0005] 已经描述了将硅或金属化合物引入反应火焰的不同类型。

[0006] WO 2015003873 A1公开了一种用于制备气相二氧化硅的方法，其中可水解和/或可氧化硅化合物的蒸汽流在火焰水解反应中与至少一种燃料和氧气一起反应。为了使各气态组分彼此更好地混合，使用静态混合元件。

[0007] EP 0471139 A2公开了通过火焰热解将气态无卤素硅化合物转化为二氧化硅。例如，这涉及将液态可蒸发环硅氧烷与来自外部储罐容器的气流一起输送到燃烧器中，并且将其转化为二氧化硅。

[0008] 在借助火焰热解来制备二氧化硅时使用气态聚烷基硅氧烷具有以下缺点，即，由于形成凝胶，所以具有较高分子量的物质会阻塞供应线，这可能恶化所得产物的质量。该问题在WO 99/06331 A1中通过以下方式来解决：在制备气相二氧化硅的方法中，精细地分布液态硅氧烷并将其直接进料到火焰中，在该火焰中发生将其转化为二氧化硅的转化。

[0009] WO 2017/001366 A1公开了一种原理上相似的方法，该方法借助火焰喷雾热解来制备金属氧化物粉末，其中将含硅氧烷的气溶胶在反应器中直接引入火焰中，在此将其转化为二氧化硅。在这种情况下，通过借助一个或多个喷嘴使含有金属化合物和雾化气体的溶液联合雾化来获得气溶胶，并且喷雾面积与反应器横截面面积的比率为至少0.2。

[0010] US 2002041963 A1公开了一种通过在燃烧器中在1600至5600℃的绝热火焰温度下氧化燃烧硅氧烷来制备球形非结晶二氧化硅的方法。在这种情况下，硅氧烷可以以液态或气态形式引入火焰。

[0011] WO 2004048261 A2公开了一种通过在火焰之后将液态可蒸发非卤化的二氧化硅前体(例如，八甲基环四硅氧烷)引入气态燃料气流中来制备热解金属氧化物颗粒的方法。后者是通过在氧化剂的存在下燃烧燃料而获得的。

[0012] 现有技术中已知的方法(其中气态金属化合物是在单独的蒸发器中产生并引入火焰中)具有以下缺点，即，随着时间的推移，蒸发器本身或对应的供应线可能容易被较高沸点产物或分解产物堵塞或阻塞。在这种情况下，常常必须中断制备二氧化硅或金属氧化物的连续方法，并且必须在蒸发器上进行费时的清洁操作。这降低了整个生产方法的稳定性和可计划性，并且增加了生产成本。除此之外，在新的生产工厂中安装单独的蒸发器意味着大量的资金成本。

[0013] 同样已知的将液态金属化合物直接引入火焰中的方法通常会使反应物在反应区中的分布较差，并且因此由于其不均匀性而导致产品质量较差。

[0014] 本发明解决的问题是提供一种用于制备二氧化硅或金属氧化物的改进方法，该改进方法确保稳定和良好的产品质量以及不中断的稳健操作。本发明解决的又一问题是提供一种用于制备二氧化硅或金属氧化物的方法，该方法在不使用单独的蒸发器的情况下工作。

[0015] 这些问题是通过用于制备二氧化硅和/或金属氧化物的方法来解决，该方法包括以下步骤：a)通过将包括至少一种硅化合物和/或金属化合物的液态原料与气体混合将该液态原料喷雾以形成气溶胶；b)通过将步骤a)中获得的气溶胶完全蒸发而由其形成气态反应混合物；c)在氧气的存在下将步骤b)中获得的气态反应混合物转化为二氧化硅和/或金属氧化物。

[0016] 在根据本发明的方法的步骤a)中将含有至少一种硅化合物和/或金属化合物的液态原料喷雾，即，将其精细地分布在周围气体中，并且因此使其形成气溶胶——使液滴精细地分布在气体中的两相液/气混合物。

[0017] 在步骤a)中形成的气溶胶优选地包括数值平均粒径不大于2mm、更优选地不大于1mm、最优选地不大于0.5mm的液滴。气溶胶中的液滴的该数值平均粒径可以是例如由本领域的技术人员计算出的并且由所使用的设备的尺寸、对应流速、液体和气体性质以及其他参数得出。可替代地，在步骤a)中形成的气溶胶的数值平均粒径可以是直接借助激光衍射法来测量。所得的测得的液滴大小分布用于将中值d50(其反映了未超过所有颗粒的50％的液滴大小)定义为数值平均粒径。

[0018] 在根据本发明的方法的步骤a)中发生的液体喷雾可以是借助本领域的技术人员已知的用于该目的不同设备和仪器来实现。例如，在此能够使用盘式雾化器、旋转式雾化器、超声雾化器、单相、两相或多相喷嘴以及各种喷射器系统或相似系统。

[0019] 优选地，在根据本发明的方法中，液态原料是通过至少一个喷嘴来喷雾。

[0020] 在根据本发明的方法中使用的液态原料通过喷雾形成气溶胶。液态原料可以在步骤a)中在喷雾的同时与气体混合，或者直接在喷雾之后在步骤b)中与气体混合。最初形成的气溶胶可以进一步在气流中分布并稀释。

[0021] 在步骤a)和b)中使用的以标准立方米计的总气体体积与所使用的以kg计的液态原料的量的比率优选地为0.05至200、更优选地为0.1至100、更优选地为0.5至50m3(STP)/kg。

[0022] 在步骤a)和/或b)中使用的气体优选地包括氧气，优选地是包括氧气和氮气的混合物的形式，特别优选的是在步骤a)中使用空气作为气体。

[0023] 在根据本发明的方法的步骤b)中，由在步骤a)中获得的气溶胶形成气态反应混合物。

[0024] 更优选地，在根据本发明的方法中使用相对容易蒸发的液态硅化合物和/或金属化合物(这些化合物在蒸发时保持稳定，即，不经受热分解)。特别有利的情况是使所使用的硅化合物和/或金属化合物的沸点在10毫巴下小于300℃、更优选地在100毫巴下小于300℃、最优选地在500毫巴下小于300℃。除非另有明确说明，否则关于本发明，总是报告绝对压力的值。

[0025] 为了确保在反应火焰中不必将含有硅化合物和/或金属化合物的液滴转化为二氧化硅或金属氧化物，在根据本发明的方法的步骤b)中发生步骤a)中所获得的气溶胶的所有液态组分的完全蒸发和转化为气相。

[0026] 液态原料在已形成气溶胶之后的这种蒸发可以通过不同的方式来实现。原则上，可以通过适当的热源将附加能量传递至气溶胶，和/或在已形成气溶胶之后可以降低气流中的蒸发液体的分压。因此，可以通过使用预热气体来实现根据本发明的方法的步骤a)和b)的一种可能实施方案。可以将步骤a)和/或b)中使用的气体(优选地是空气)预热至50至400℃、更优选地为80至350℃的温度。液态原料也可以在步骤a)的执行之前被预热。所使用的液态原料也可以过热，即，在标准压力下加热至高于沸点的温度。优选地，在步骤a)的执行之前，将液态原料预热至高达500℃、更优选地100至400℃、更优选地150至350℃的温度。
所使用的原料的预热和可能的过热减少了其蒸发所需要的必须经由预热气体提供的能量的量。

[0027] 液态原料蒸发所需要的能量可以是经由所使用的原料的预热或经由原料喷入其中的预热气体来提供。因此，可以针对相应原料对条件进行优化，并且也能够使用临界原料，例如，具有低分解温度的那些原料。

[0028] 由于根据本发明的方法的步骤c)的执行期间的绝热火焰温度通常达到大于500℃、优选地为1000至2500℃，因此反应混合物的上述预热促进了火焰中的温度梯度的降低以及因此具有均匀大小的二氧化硅和/或金属氧化物颗粒的形成。

[0029] 在本发明的优选实施方式中，在步骤a)的执行之前，步骤a)中所使用的液态原料具有至少1巴、更优选地至少1.5巴、最优选地至少2巴的压力。步骤b)中所获得的气体混合物可以优选地具有不大于1.2巴、优选地不大于1.1巴、更优选地不大于1巴的压力。

[0030] 优选地，在根据本发明的方法的步骤b)中，获得的气态反应混合物的温度高于与该混合物的露点相对应的温度。因此，确保在根据本发明的方法的步骤c)中使用完全气态的反应混合物。优选地，步骤c)中所使用的气态反应混合物的温度比该混合物的露点温度高至少10℃、更优选地至少30℃、最优选地至少50℃。

[0031] 根据本发明的方法的步骤a)和b)可以直接连续地或至少部分同时地发生。优选地，步骤a)和b)至少部分同时地发生，这意味着即使液态原料仍在喷雾中，也至少部分地发生液体的蒸发。

[0032] 可以在步骤a)至c)中的至少一个中供应将硅化合物和/或金属化合物转化为二氧化硅和/或金属氧化物所需要的氧气。在此能够使用氧气，例如，以纯净形式或作为与其他气体(尤其是空气)的混合物。当空气在步骤a)和/或b)的执行期间被引入时，其仍称为一次空气。同样有利的是使得在步骤c)期间附加地使用二次空气。通常，二次空气的量将使得二次空气与一次空气的比率为0.1至10。

[0033] 特别优选的是与反应混合物的可燃成分相比使氧气过量存在。系数λ(lambda)是反应混合物中存在的氧气量除以使反应混合物中所有可燃成分完全燃烧所需要的氧气量(每个氧气量均以mol/h计)的比率。优选地，将λ设定为大于1.2；更优选地，选择1.4至5的λ。

[0034] 在根据本发明的方法的步骤a)至c)中的至少一个期间，可以使用气态燃料。这种燃料的示例包括氢气、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷和/或天然气。

[0035] 用于通过根据本发明的方法将包括至少一种硅化合物和/或金属化合物的液态原料转化为二氧化硅和/或金属氧化物的反应器可以包括至少两个反应器区A和B，至少两个反应器区A和B中的每一个可以是共同反应室的一部分，可以彼此重叠或者可以在空间上彼此隔开。反应室A的功能作用主要是借助至少一种气体将所使用的液态原料转化为气态反应混合物。与之相比，在反应区B中，发生将预先形成的含有硅化合物和/或金属化合物的气体混合物转化为二氧化硅和/或金属氧化物的化学转化。

[0036] 优选地，反应器区A在反应器区B上方。更优选地，将硅化合物和/或金属化合物引入反应器区A的上部。

[0037] 反应器区A可以含有能够改善被引入反应器区A中的液态硅化合物和/或金属化合物与气体的混合的那些元件。例如，反应器区A可以含有各种挡板或静态混合器。

[0038] 下文参照图1详细阐明本发明，图1示出了本发明的特定实施例。该大幅简化的附图意在给出根据本发明的方法步骤的完整概述。以下是对基本反应器部分(A-G)以及对应反应物和产物流(1)至(7)的详细描述(表1)。

[0039] 表1：图1的附图编号/字母和解释

[0040]

[0041] 在图1所示反应器中，如果需要，则在意在用于此目的(D)的设备中预热液态原料——即，包括硅化合物和/或金属化合物的液体。在预热之前和/或之后，可选地能够安装一个或多个过滤器(C)，以使所使用的原料中没有任何固体颗粒。在图1所示特定实施例中，反应器区A和B彼此上下定位。在反应器区A的上部中，经由精细分配器(E)将液态原料(1)引入并使其精细地分布。同样引入反应器区A的上部的一次空气(2)确保含有硅化合物和/或金属化合物的精细分布的液态原料与气体彼此混合，并且在反应器区A中形成进一步变为完全气态的气态反应混合物或气溶胶。气态组分在反应器区A中利用安装在其中的混合元件(F)(例如，静态混合器)实现更好的混合。此外可以将与存在于(1)中的化合物相同的气态硅和/或金属化合物(3)或另一种化合物进料至反应器区A。如果在此使用不同于在(1)中所使用的硅和/或金属化合物，则可以制备作为产物的对应混合氧化物。燃料气体(例如，氢气)可以既被供应至反应器区A(核心燃料4)又被供应至反应器区B(外围燃料5)。在后一种情况下，外围氢可以有助于稳定反应器区B中产生的火焰。可选地，也能够向反应器区B供应附加空气量(二次空气6)，在该区域中发生反应混合物转化为包括二氧化硅和/或金属氧化物的产物混合物(7)的转化。

[0042] 通过根据本发明的方法可获得的金属氧化物优选地含有作为金属组分的以下元素中的至少一种：铝(Al)、铈(Ce)、铁(Fe)、镁(Mg)、铟(In)、钛(Ti)、锡(Sn)、钇(Y)、锌(Zn)和锆(Zr)，更优选地为Al和/或Ti。

[0043] 在本发明的上下文中，金属氧化物还包括混合金属氧化物和掺杂金属氧化物，还包括掺杂有金属氧化物的二氧化硅、掺杂有二氧化硅的金属氧化物或含有金属氧化物和二氧化硅的混合氧化物。

[0044] 混合金属氧化物应理解为是指其中混合氧化物组分在初级颗粒或聚集体水平上发生紧密混合的金属氧化物。在这种情况下，初级颗粒可以具有呈M1-O-M2键的形式的氧桥联的金属组分。此外，在初级颗粒中也能够存在单个氧化物M1O、M2O、M3O......的区域。

[0045] 掺杂金属氧化物应理解为是指其中掺杂组分主要或仅存在于金属氧化物晶格的晶格位置处的氧化物。掺杂组分可以是金属或氧化形式。掺杂金属氧化物的一个示例是铟锡氧化物，其中锡原子占据氧化铟的晶格中的位置。

[0046] 在本发明的上下文中，硅和金属化合物本质上可以是有机金属和/或无机的。无机起始物料的示例尤其可以是四氯化硅、金属氯化物和金属硝酸盐。所使用的有机金属化合物尤其可以是硅醇盐和/或金属醇盐和/或金属羧酸盐。所使用的醇盐可以优选地为乙醇盐、正丙醇盐、异丙醇盐、正丁醇盐和/或叔丁醇盐。所使用的羧酸盐可以是基于以下酸的化合物：乙酸、丙酸、丁酸、己酸、草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、辛酸、2-乙基己酸、戊酸、癸酸和/或月桂酸。特别有利的是，能够使用2-乙基己酸酯和/或月桂酸酯。

[0047] 在根据本发明的方法中使用的硅化合物和/或金属化合物根据其性质可以溶解在例如水或有机溶剂中。因此，在本发明的上下文中，含有硅化合物和/或金属化合物的液态原料可以是硅化合物和/或金属化合物的溶液、或者甚至是固体。术语“液态原料”涉及其在根据本发明的方法的步骤a)中使用的情况的条件下存在的物质状态。

[0048] 有机溶剂或有机溶剂混合物的成分可以优选地为醇(诸如，甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇或叔丁醇)、二醇(诸如，乙二醇、戊二醇、2-甲基戊烷-2,4-二醇)、二烷基醚(诸如，二乙醚、叔丁基甲基醚或四氢呋喃)、C1-C12羧酸(诸如，乙酸、丙酸、丁酸、己酸、草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、辛酸、2-乙基己酸、戊酸、癸酸、月桂酸)。此外，能够使用乙酸乙酯、苯、甲苯、石脑油和/或汽油。优选地能够使用含有C2-C12羧酸(尤其是2-乙基己酸和/或月桂酸)的溶液。

[0049] 优选地，基于溶液的总量，溶液中的C2-C12羧酸的含量小于60重量％、更优选地小于40重量％。

[0050] 在特别优选的实施例中，硅化合物和/或金属化合物的溶液同时含有羧酸盐及其母体羧酸和/或醇盐及其母体醇。更特别地，所使用的起始物料可以是含有2-乙基己酸的溶剂混合物中的2-乙基己酸酯。

[0051] 在根据本发明的方法的特别优选的实施例中，硅化合物用于制备二氧化硅。

[0052] 在根据本发明的方法中使用的硅化合物可以是选自由以下组成的组的非卤代化合物：四烷氧基原硅酸酯、硅烷、硅油、聚硅氧烷和环状聚硅氧烷、硅氮烷及其混合物。所使用的四烷氧基原硅酸酯可以是例如四乙氧基原硅酸酯(TEOS)和四甲氧基原硅酸酯(TMOS)。所使用的硅烷优选地为烷氧基硅烷、烷基烷氧基硅烷、芳基烷基烷氧基硅烷，例如，四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、三甲基甲氧基硅烷、三甲基乙氧基硅烷、二乙基丙基乙氧基硅烷。聚硅氧烷和环状聚硅氧烷(例如，八甲基环四硅氧烷、十甲基环五硅氧烷、十二甲基环六硅氧烷、六甲基环三硅氧烷和硅氮烷(诸如，六甲基二硅氮烷))同样可以在根据本发明的方法中用作硅化合物。特别优选地是使用八甲基环四硅氧烷。

[0053] 在根据本发明的方法中使用的硅化合物同样可以是选自由以下组成的组的氯化化合物：四氯化硅、二氯硅烷、三氯硅烷、甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、甲基二氯硅烷、二丁基二氯硅烷、乙基三氯硅烷、丙基三氯硅烷及其混合物。特别优选地是使用四氯化硅。

[0054] 为了通过根据本发明的方法制备氧化铝，氯化铝特别适合作为对应的金属化合物。氯化铝(在标准条件下为固体的化合物)可以以熔体或在合适溶剂中的溶液的形式使用。

[0055] 为了制备二氧化钛，能够使用例如四氯化钛作为对应的金属化合物。

[0056] 实施例1

[0057] 首先将八甲基环四硅氧烷(D4)装入200升的大桶中，并用齿轮泵以12.5kg/h的恒定输送速率将其输送至用热油加热的盘管中(图1，D)，以将D4预热至150℃。已以这种方式预热的八甲基环四硅氧烷被引导至SCHLICK(空心锥型号121)的单相喷嘴(图1，E)，其内径为0.7mm，在这种情况下，其生成约2.8巴拉的反压。安装在喷嘴上游的过滤器(图1，C)确保喷嘴不会被存在的任何固体颗粒堵塞。借助单相喷嘴精细地分配的预热D4与预热至295℃的空气流混合(图1，2)。将液态八甲基环四硅氧烷喷入该预热的空气中会导致D4在直径为80mm且长度为4.2米的下游管道(燃烧器管)(图1，A)中完全蒸发，并形成气体混合物。在购自Sulzer(带计量添加的Mischer CompaXTM)的下游静态混合器(图1，F)中，将6.25m3(STP)/h的氢气(图1，3)混入(一次氢气(H2))中。所有组分的良好混合会促进原料在下游反应区(图1，B)中的完全且均匀的转化。如此产生的气体混合物被进料至燃烧器，并且在51m/s(在标准条件下)或99m/s(在操作条件下)的计算出口速度下从直径为32mm的燃烧器的嘴(图1，G)离开，进入反应区(图1，B)。为了火焰的稳定，生成所谓的外围火焰。为此，另外3m3(STP)/h的氢气从间隙宽度为1.5mm的同心环形间隙中流出，并在扩散的引燃火焰中燃烧。
用55m3(STP)/h的外部引入空气(图1，6)将热反应产物吸入反应区。将反应后产生的气体/固体混合物冷却至＜200℃，并且然后将其气动地供应至过滤系统。在此将所形成的热解氧化物(10kg/h)从主气流中分离出来并将其输送至料仓。有关该实验性能的其他细节可以在表2中找到。

[0058] 与EP 0471139 A2中描述的用于热解二氧化硅的制备方法相对比，在根据本发明的方法在中，待处理的原料(八甲基环四硅氧烷)不是在外部蒸发器中经由热壁表面处的加热而转化为气相，而是经由喷雾，即，经由预热的精细分布的液体通过与用于此目的的反应器区A中的空气流混合而直接转移到气相中。

[0059] 在此描述的方法可成功运行数月，而不会因固体颗粒或凝胶形式的沉积物而堵塞喷嘴或其他设备。

[0060] 实施例2

[0061] 类似于实施例1，将四氯化硅(四氯硅烷，SiCl4)用作用于制备热解二氧化硅的原料。有关该实验性能的细节可以在表2中找到。

[0062] 实施例3

[0063] 类似于实施例1，将四氯化钛(TiCl4)用作用于制备热解二氧化钛的原料。有关该实验性能的细节可以在表2中找到。

[0064] 表2

[0065] 实施例1 实施例2 实施例3原料 D4 SiCl4 TiCl4
原料沸点[℃] 171-175 57 136
原料进料温度[℃] 150 30 30
原料产量[kg/h] 12.5 80 530
一次空气流量[m3(STP)/h] 128 70 1545
一次空气进料温度[℃] 295 270 230
一次氢气(H2)流量[m3(STP)/h] 6.3 26 180
一次氢气(H2)进料温度[℃] 35 30 30
反应区上游的反应混合物温度[℃] 255 63 138
反应器区上游的压力[毫巴] 995 985 990
单相喷嘴直径[mm](喷嘴数目) 0.7(1) 1.4(1) 2.3(3)
燃烧器管直径[mm] 80 80 200
燃烧器管长度[m] 4.2 4.2 3.0
燃烧器管体积[l] 15 15 377

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喷雾蒸发液态原料以制备二氧化硅和金属氧化物

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