JPH0472764B2 - - Google Patents
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- JPH0472764B2 JPH0472764B2 JP27194084A JP27194084A JPH0472764B2 JP H0472764 B2 JPH0472764 B2 JP H0472764B2 JP 27194084 A JP27194084 A JP 27194084A JP 27194084 A JP27194084 A JP 27194084A JP H0472764 B2 JPH0472764 B2 JP H0472764B2
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Landscapes
- Silicon Compounds (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、金属硅素粉末を流動床反応塔によつ
てトリクロルシランを合成し、得られたトリクロ
ルシランから不均斉化反応によりジクロルシラ
ン、モノクロルシラン、モノシラン等のシラン化
合物を連続的に取得するシラン化合物の連続的製
造法に関する。
てトリクロルシランを合成し、得られたトリクロ
ルシランから不均斉化反応によりジクロルシラ
ン、モノクロルシラン、モノシラン等のシラン化
合物を連続的に取得するシラン化合物の連続的製
造法に関する。
例えば、本発明に係るモノシランを製造する反
応式は次のように表わすことができる。
応式は次のように表わすことができる。
トリクロルシランの不均斉化反応で副生する四塩
化硅素は、前工程のトリクロルシラン合成反応工
程で循環される。全工程で、リーク等によりジク
ロルシラン、トリクロルシランあるいは四塩化硅
素等の塩素化硅素のロス分に相当する塩素分は、
塩化水素あるいは四塩化硅素としてトリクロルシ
ラン合成反応工程に補給される。
化硅素は、前工程のトリクロルシラン合成反応工
程で循環される。全工程で、リーク等によりジク
ロルシラン、トリクロルシランあるいは四塩化硅
素等の塩素化硅素のロス分に相当する塩素分は、
塩化水素あるいは四塩化硅素としてトリクロルシ
ラン合成反応工程に補給される。
ジクロルシラン、モノクロルシラン及びモノシ
ラン等は半導体や太陽電池等の素子に使用される
高純度シリコンの原料として益々需要の増加が見
込まれており、特にジクロルシラン及びモノシラ
ンを大量に効率よく製造することが要望されてい
る。
ラン等は半導体や太陽電池等の素子に使用される
高純度シリコンの原料として益々需要の増加が見
込まれており、特にジクロルシラン及びモノシラ
ンを大量に効率よく製造することが要望されてい
る。
（従来の技術）
従来から、クロルシラン類の不均斉化反応は公
知であり、その触媒については種々提案されてい
る。例えば、第３級アミン又は第４級アンモニウ
ムを含む網目状陰イオン交換樹脂、Ｎメチル２ピ
ロリドン、メチルイミダゾール、テトラメチエル
尿素、ジメチルシアナミド、テトラメチルグアニ
ジン、トリメチルシリルイミダゾール、ベンゾチ
アゾール、NNジメチルアセトアミド等があげら
れる。これらの触媒とトリクロルシランとを接触
させると、次の(1)式、(2)式及び(3)式の不均斉化反
応式に従つてジクロルシラン、モノクロルシラン
及びモノシランが生成する。
知であり、その触媒については種々提案されてい
る。例えば、第３級アミン又は第４級アンモニウ
ムを含む網目状陰イオン交換樹脂、Ｎメチル２ピ
ロリドン、メチルイミダゾール、テトラメチエル
尿素、ジメチルシアナミド、テトラメチルグアニ
ジン、トリメチルシリルイミダゾール、ベンゾチ
アゾール、NNジメチルアセトアミド等があげら
れる。これらの触媒とトリクロルシランとを接触
させると、次の(1)式、(2)式及び(3)式の不均斉化反
応式に従つてジクロルシラン、モノクロルシラン
及びモノシランが生成する。
2SiHC3→SiH2Ｃ2＋SiC4 (1)
2SiH2Ｃ2→SiH3Ｃ＋SiHC3 (2)
2SiH3Ｃ→SiH4＋SiH2Ｃ2 (3)
このようにして塩素原子の多い原料水素化塩化
硅素から塩素原子の少ないシラン化合物を取得す
ることができる。
硅素から塩素原子の少ないシラン化合物を取得す
ることができる。
さらに詳しく説明すると、例えば、触媒として
第３級アミンを含む陰イオン交換樹脂を充填した
固定床式の反応塔において、反応温度30〜200℃、
圧力１〜30気圧の条件下で一方の供給口より原料
トリクロルシランを供給すると、他方の排出口よ
りモノシラン、モノクロルシラン、ジクロルシラ
ン、トリクロルシラン及び四塩化硅素からなる反
応生成物が得られる。しかし前記不均斉化反応式
(1)、(2)及び(3)式は平衡反応であるので、例え反応
時間を大きくとつたとしても原料トリクロルシラ
ンの反応率は約10％、モノシラン生成率は約１％
と極めて小さい。従つて、工業的に製造するには
反応生成物を蒸留分離し、それを循環使用する際
に、反応塔および蒸留塔の運転に多大なエネルギ
ーを必要とする欠点があつた。
第３級アミンを含む陰イオン交換樹脂を充填した
固定床式の反応塔において、反応温度30〜200℃、
圧力１〜30気圧の条件下で一方の供給口より原料
トリクロルシランを供給すると、他方の排出口よ
りモノシラン、モノクロルシラン、ジクロルシラ
ン、トリクロルシラン及び四塩化硅素からなる反
応生成物が得られる。しかし前記不均斉化反応式
(1)、(2)及び(3)式は平衡反応であるので、例え反応
時間を大きくとつたとしても原料トリクロルシラ
ンの反応率は約10％、モノシラン生成率は約１％
と極めて小さい。従つて、工業的に製造するには
反応生成物を蒸留分離し、それを循環使用する際
に、反応塔および蒸留塔の運転に多大なエネルギ
ーを必要とする欠点があつた。
（発明が解決しようとする問題点）
本発明は、以上の欠点を解決し、トリクロルシ
ランの原料生産からトリクロルシランよりも水素
原子の多い高純度シラン化合物の取得までの工程
を連続化したプロセスを開発したものである。
ランの原料生産からトリクロルシランよりも水素
原子の多い高純度シラン化合物の取得までの工程
を連続化したプロセスを開発したものである。
（問題点を解決するための手段）
すなわち、本発明は、次の第１〜３工程からな
るシラン化合物の連続的製造法である。
るシラン化合物の連続的製造法である。
第１工程；
金属硅素粉末を充填してなる流動床反応塔に四
塩化硅素と水素の混合ガスを供給してトリクロル
シランを合成する工程。
塩化硅素と水素の混合ガスを供給してトリクロル
シランを合成する工程。
第２工程；
下記一般式で示される第３級脂肪族炭化水素置
換アミンと塩化水素との混合物又は反応生成物か
らなる不均斉化触媒を存在させてなり蒸留機能を
有する第１反応塔に、第１工程で得られたトリク
ロルシランを供給し、不均斉化反応と蒸留を行わ
せながら塔頂成分を取得する工程。
換アミンと塩化水素との混合物又は反応生成物か
らなる不均斉化触媒を存在させてなり蒸留機能を
有する第１反応塔に、第１工程で得られたトリク
ロルシランを供給し、不均斉化反応と蒸留を行わ
せながら塔頂成分を取得する工程。
第３工程；
下記一般式で示される第３級脂肪族炭化水素置
換アミンと塩化水素との混合物又は反応生成物か
らなる不均斉化触媒を存在させてなり蒸留機能を
有する第２反応塔に、第１反応塔で取得された塔
頂成分を供給し、不均斉化反応と蒸留を行わせな
がら塔頂成分を取得する工程。
換アミンと塩化水素との混合物又は反応生成物か
らなる不均斉化触媒を存在させてなり蒸留機能を
有する第２反応塔に、第１反応塔で取得された塔
頂成分を供給し、不均斉化反応と蒸留を行わせな
がら塔頂成分を取得する工程。
（第３級脂肪族炭化水素置換アミンの一般式）
（但し、式中R1、R2、R3は脂肪族炭化水素基、
そのR1、R2及びR3の炭素数の和が10以上であり、
しかもそのR1、R2、R3はそれぞれ同種又は異種
のものである。） 以下さらに本発明を詳しく説明する。
そのR1、R2及びR3の炭素数の和が10以上であり、
しかもそのR1、R2、R3はそれぞれ同種又は異種
のものである。） 以下さらに本発明を詳しく説明する。
本発明の反応工程は、トリクロルシラン合成反
応（第１工程）と生成したトリクロルシランの不
均斉化反応（第２工程）とジクロルシランの不均
斉化反応（第３工程）から成り立つている。この
反応式は、それぞれ、(4)、(5)、(6)式で表わせる。
応（第１工程）と生成したトリクロルシランの不
均斉化反応（第２工程）とジクロルシランの不均
斉化反応（第３工程）から成り立つている。この
反応式は、それぞれ、(4)、(5)、(6)式で表わせる。
3SiC4＋2H2＋Si→4SiHC3 (4)
5SiHC3→3SiH2Ｃ2＋3SiC4 (5)
3SiH2Ｃ2→SiH4＋2SiHC3 (6)
ここで、トリクロルシランの不均斉化反応で副
生する四塩化硅素は、第１工程のトリクロルシラ
ン合成反応に循環し、ジクロルシランの不均斉化
反応で副生するトリクロルシランは第２工程のト
リクロルシランの不均斉化反応に循環するので、
全工程を表わす反応式は(7)で表わされる。
生する四塩化硅素は、第１工程のトリクロルシラ
ン合成反応に循環し、ジクロルシランの不均斉化
反応で副生するトリクロルシランは第２工程のト
リクロルシランの不均斉化反応に循環するので、
全工程を表わす反応式は(7)で表わされる。
Si＋2H2→SiH4 (7)
以下、第１工程、第２工程、第３工程の順に、
さらに詳しく説明する。
さらに詳しく説明する。
第１工程のトリクロルシラン合成反応は、原料
の金属硅素粉末を充填した流動床反応塔に四塩化
硅素と水素の混合ガスを供給することによつて行
われる。
の金属硅素粉末を充填した流動床反応塔に四塩化
硅素と水素の混合ガスを供給することによつて行
われる。
さらに説明すると、流動床反応塔には、粒子径
10〜1000μの金属硅素粉末が充填されており、下
部に設けた多孔板あるいはバルブキヤツプ等のガ
ス分散装置を通して四塩化硅素と水素の混合ガス
を吹込み反応させる。触媒としては、銅又は塩化
銅を使用し、反応温度300〜800℃、圧力０〜100
Kg／cm2Ｇ、反応器内に充填された金属硅素粒と反
応原料ガスとの接触時間は10〜100秒で行われる。
反応で得られた生成ガスを冷却すれば、トリクロ
ルシラン20〜30モル％程度を含むトリクロルシラ
ンと未反応四塩化硅素の混合溶液が得られる。
10〜1000μの金属硅素粉末が充填されており、下
部に設けた多孔板あるいはバルブキヤツプ等のガ
ス分散装置を通して四塩化硅素と水素の混合ガス
を吹込み反応させる。触媒としては、銅又は塩化
銅を使用し、反応温度300〜800℃、圧力０〜100
Kg／cm2Ｇ、反応器内に充填された金属硅素粒と反
応原料ガスとの接触時間は10〜100秒で行われる。
反応で得られた生成ガスを冷却すれば、トリクロ
ルシラン20〜30モル％程度を含むトリクロルシラ
ンと未反応四塩化硅素の混合溶液が得られる。
トリクロルシランと未反応四塩化硅素の混合溶
液は、蒸留塔でトリクロルシランを分離して第２
工程に供給される。なお分離された四塩化硅素は
トリクロルシラン合成反応に再使用される。
液は、蒸留塔でトリクロルシランを分離して第２
工程に供給される。なお分離された四塩化硅素は
トリクロルシラン合成反応に再使用される。
第２工程は、第１反応塔にトリクロルシランを
供給し不均斉化反応と蒸留を同時に行わせ、塔頂
からはトリクロルシランよりも水素原子の多いジ
クロルシランを主成分とする水素化塩化硅素を取
得する一方、塔底からは未反応トリクロルシラ
ン、四塩化硅素及び触媒の混合物を抜き取る工程
である。
供給し不均斉化反応と蒸留を同時に行わせ、塔頂
からはトリクロルシランよりも水素原子の多いジ
クロルシランを主成分とする水素化塩化硅素を取
得する一方、塔底からは未反応トリクロルシラ
ン、四塩化硅素及び触媒の混合物を抜き取る工程
である。
触媒としては、前記一般式で表わせる第３級脂
肪族炭化水素置換アミンと塩化水素ととの混合物
又は反応生成物を使用する。このような触媒は、
シラン化合物の不均斉化反応速度を大とし、か
つ、従来の触媒のように、シラン化合物と反応し
て系内を詰らせることも少ない。前記一般式で示
される第３級脂肪族炭化水素置換アミンを塩化水
素の割合は、前者98〜20モル％に対し後者２〜80
モル％とするのが望ましい。使用量はシラン化合
物に対して２〜50モル％程度である。以上の触媒
については、特願昭59−67488号明細書に詳述さ
れている。
肪族炭化水素置換アミンと塩化水素ととの混合物
又は反応生成物を使用する。このような触媒は、
シラン化合物の不均斉化反応速度を大とし、か
つ、従来の触媒のように、シラン化合物と反応し
て系内を詰らせることも少ない。前記一般式で示
される第３級脂肪族炭化水素置換アミンを塩化水
素の割合は、前者98〜20モル％に対し後者２〜80
モル％とするのが望ましい。使用量はシラン化合
物に対して２〜50モル％程度である。以上の触媒
については、特願昭59−67488号明細書に詳述さ
れている。
第１反応塔は、蒸留塔形式であり、例えば、シ
ーブトレイやバブルキヤツプトレイ等で仕切られ
た段等、あるいはラシヒリングやポールリング等
の充填物を充填した充填塔である。これら蒸留機
能を有する反応塔であればどんな構造のものでも
よいが、本発明に係わるシラン化合物の不均斉化
反応が液相反応であるので、液ホールドアツプの
大きい反応塔が好ましい。
ーブトレイやバブルキヤツプトレイ等で仕切られ
た段等、あるいはラシヒリングやポールリング等
の充填物を充填した充填塔である。これら蒸留機
能を有する反応塔であればどんな構造のものでも
よいが、本発明に係わるシラン化合物の不均斉化
反応が液相反応であるので、液ホールドアツプの
大きい反応塔が好ましい。
反応温度は20〜300℃の範囲で行われる。20℃
未満では反応速度が低く不均斉化反応が実質的に
進行せず、また300℃をこえると第３級脂肪族炭
化水素置換アミンの熱分解が生じ易くなり好まし
くない。なお、本反応は沸騰状態で操作されるの
で上記反応温度に保つためには加圧する必要があ
り、ゲージ圧力で０〜40Kg／cm2Ｇ程度となる。
未満では反応速度が低く不均斉化反応が実質的に
進行せず、また300℃をこえると第３級脂肪族炭
化水素置換アミンの熱分解が生じ易くなり好まし
くない。なお、本反応は沸騰状態で操作されるの
で上記反応温度に保つためには加圧する必要があ
り、ゲージ圧力で０〜40Kg／cm2Ｇ程度となる。
第１反応塔の塔頂からは、ジクロルシランを主
成分とする水素化塩化硅素が得られる。一方、塔
底からは、未反応トリクロルシラン、四塩化硅素
及び触媒を含む混合物が抜き取られ、蒸発器で触
媒が分離される。分離された触媒は、第１反応塔
頂部に循環される。未反応トリクロルシラン及び
四塩化硅素等のシラン化合物はトリクロルシラン
蒸留塔でトリクロルシランと四塩化硅素に分離さ
れ、トリクロルシランは第１反応塔に循環され、
四塩化硅素はトリクロルシラン合成反応に循環さ
れる。
成分とする水素化塩化硅素が得られる。一方、塔
底からは、未反応トリクロルシラン、四塩化硅素
及び触媒を含む混合物が抜き取られ、蒸発器で触
媒が分離される。分離された触媒は、第１反応塔
頂部に循環される。未反応トリクロルシラン及び
四塩化硅素等のシラン化合物はトリクロルシラン
蒸留塔でトリクロルシランと四塩化硅素に分離さ
れ、トリクロルシランは第１反応塔に循環され、
四塩化硅素はトリクロルシラン合成反応に循環さ
れる。
第３工程は、第１反応塔の塔頂より取得された
ジクロルシランを主成分とする水素化塩化硅素を
第２反応塔に供給し、不均斉化反応と蒸留を行わ
せ、塔頂成分として、モノシランを主成分とする
シラン化合物を取得する一方、塔底からは、未反
応ジクロルシラン、副生したトリクロルシラン等
の水素化塩化硅素と触媒を含む混合物を抜き取る
工程である。
ジクロルシランを主成分とする水素化塩化硅素を
第２反応塔に供給し、不均斉化反応と蒸留を行わ
せ、塔頂成分として、モノシランを主成分とする
シラン化合物を取得する一方、塔底からは、未反
応ジクロルシラン、副生したトリクロルシラン等
の水素化塩化硅素と触媒を含む混合物を抜き取る
工程である。
触媒と第２反応塔の形式については、前述した
ものが使用される。反応温度は20〜300℃の範囲
で行われる。
ものが使用される。反応温度は20〜300℃の範囲
で行われる。
第２反応塔の塔頂からはモノシランを主成分と
するシラン化合物が連続的に取得される。一方、
塔底からは、未反応ジクロルシラン及び副生した
トリクロルシラン、モノクロルシランを含む水素
化塩化硅素と触媒の混合物が抜き取られるが、そ
れらは蒸留塔で分離され、触媒は第２反応塔頂部
に、また、ジクロルシラン及びトリクロルシラン
等の水素化塩化硅素は第１反応塔にそれぞれ循環
される。
するシラン化合物が連続的に取得される。一方、
塔底からは、未反応ジクロルシラン及び副生した
トリクロルシラン、モノクロルシランを含む水素
化塩化硅素と触媒の混合物が抜き取られるが、そ
れらは蒸留塔で分離され、触媒は第２反応塔頂部
に、また、ジクロルシラン及びトリクロルシラン
等の水素化塩化硅素は第１反応塔にそれぞれ循環
される。
なお、第１反応塔より得られたジクロルシラン
を主成分とする水素化塩化硅素を直接第２反応塔
に供給せず、中間に未反応トリクロルシランを分
離する蒸留塔を設置し、トリクロルシランを除去
してから供給することもできる。
を主成分とする水素化塩化硅素を直接第２反応塔
に供給せず、中間に未反応トリクロルシランを分
離する蒸留塔を設置し、トリクロルシランを除去
してから供給することもできる。
以下、図面に従つてさらに説明する。
図面は、本発明の実施例の製造工程を説明する
ブロツク図である。
ブロツク図である。
硅素含量98.5重量％の金属硅素を粉砕して粒子
径100〜1000μの粉末としそれを配管１０よりト
リクロルシラン合成塔１に供給する。トリクロル
シラン合成塔１は、内径305mm、高さ4000mm、材
質インコロイ800の流動床反応塔で下部にガス分
散板を付滞しており、また、外部ヒーターにより
加熱出来るようになつている。四塩化硅素と水素
の原料ガスは、配管１６よりトリクロルシラン合
成塔１の下部より分散板を通して金属硅素中に吹
き込まれ、反応温度300〜800℃、圧力０〜100
Kg／cm2Ｇ程度にして運転すると金属硅素と接触反
応してトリクロルシランガス等が生成する。
径100〜1000μの粉末としそれを配管１０よりト
リクロルシラン合成塔１に供給する。トリクロル
シラン合成塔１は、内径305mm、高さ4000mm、材
質インコロイ800の流動床反応塔で下部にガス分
散板を付滞しており、また、外部ヒーターにより
加熱出来るようになつている。四塩化硅素と水素
の原料ガスは、配管１６よりトリクロルシラン合
成塔１の下部より分散板を通して金属硅素中に吹
き込まれ、反応温度300〜800℃、圧力０〜100
Kg／cm2Ｇ程度にして運転すると金属硅素と接触反
応してトリクロルシランガス等が生成する。
このトリクロルシラン及び未反応四塩化硅素と
水素を含む反応生成ガスは、反応塔上部の配管１
３より取り出され、トリクロルシラン回収器２に
送られる。トリクロルシラン回収器２は、伝熱面
積２m2のステンレス製コンデンサー２基から構成
されており、１段目は20℃の冷水、２段目は−20
℃のエチレングリコール冷媒で冷却出来るように
なつている。反応生成ガスに含まれるトリクロル
シラン及び未反応四塩化硅素は凝縮し、液状混合
物として配管１７より回収される。一方、未凝縮
ガスである水素は配管１４より四塩化硅素蒸発器
３に送られる。
水素を含む反応生成ガスは、反応塔上部の配管１
３より取り出され、トリクロルシラン回収器２に
送られる。トリクロルシラン回収器２は、伝熱面
積２m2のステンレス製コンデンサー２基から構成
されており、１段目は20℃の冷水、２段目は−20
℃のエチレングリコール冷媒で冷却出来るように
なつている。反応生成ガスに含まれるトリクロル
シラン及び未反応四塩化硅素は凝縮し、液状混合
物として配管１７より回収される。一方、未凝縮
ガスである水素は配管１４より四塩化硅素蒸発器
３に送られる。
四塩化硅素蒸発器３は、伝熱面積１m2のステン
レス製蒸発器からなり、そのジヤケツトには温水
が循環されており、加温出来るようになつてい
る。そして、下部より水素を吹き込むと、四塩化
硅素は蒸発し、四塩化硅素と水素の混合ガスが得
られるようになつている。この四塩化硅素と水素
との混合比は四塩化硅素蒸発器３のジヤケツト温
度を調節することにより変えることが出来る。こ
の混合ガスに、水素を配管１２より補給し、さら
に塩化水素ガスを配管１１より補給して配管１６
よりトリクロルシラン合成塔１に循環される。
レス製蒸発器からなり、そのジヤケツトには温水
が循環されており、加温出来るようになつてい
る。そして、下部より水素を吹き込むと、四塩化
硅素は蒸発し、四塩化硅素と水素の混合ガスが得
られるようになつている。この四塩化硅素と水素
との混合比は四塩化硅素蒸発器３のジヤケツト温
度を調節することにより変えることが出来る。こ
の混合ガスに、水素を配管１２より補給し、さら
に塩化水素ガスを配管１１より補給して配管１６
よりトリクロルシラン合成塔１に循環される。
トリクロルシラン回収器２より回収されたトリ
クロルシランと四塩化硅素の混合溶液は配管１７
よりトリクロルシラン蒸留塔４に供給される。ト
リクロルシラン蒸留塔４は、段数40段のシーブト
レイ塔で、塔頂よりトリクロルシランが回収さ
れ、塔底より四塩化硅素が分離回収される。この
回収四塩化硅素は配管１９より四塩化硅素蒸発器
３に戻される。トリクロルシラン蒸留塔４の塔頂
から得られたトリクロルシランは配管１８より第
１反応塔５に供給される。
クロルシランと四塩化硅素の混合溶液は配管１７
よりトリクロルシラン蒸留塔４に供給される。ト
リクロルシラン蒸留塔４は、段数40段のシーブト
レイ塔で、塔頂よりトリクロルシランが回収さ
れ、塔底より四塩化硅素が分離回収される。この
回収四塩化硅素は配管１９より四塩化硅素蒸発器
３に戻される。トリクロルシラン蒸留塔４の塔頂
から得られたトリクロルシランは配管１８より第
１反応塔５に供給される。
第１反応塔５は、径５インチ、段数12段のシー
ブトレイ塔で、塔の中央部にトリクロルシランが
供給され、塔頂より触媒が配管２２により循環さ
れる。
ブトレイ塔で、塔の中央部にトリクロルシランが
供給され、塔頂より触媒が配管２２により循環さ
れる。
第１反応塔５では、不均斉化反応と蒸留による
分離が同時に起こり、不均斉化反応で生じたジク
ロルシラン等の低沸点成分は、塔頂より取得さ
れ、配管２０により第２反応塔７に供給される。
一方、不均斉化反応で副生した四塩化硅素及び未
反応トリクロルシランは塔底に移行し、塔底に付
設されたリボイラーより触媒と共に配管２１より
触媒分離器６に抜き取られる。
分離が同時に起こり、不均斉化反応で生じたジク
ロルシラン等の低沸点成分は、塔頂より取得さ
れ、配管２０により第２反応塔７に供給される。
一方、不均斉化反応で副生した四塩化硅素及び未
反応トリクロルシランは塔底に移行し、塔底に付
設されたリボイラーより触媒と共に配管２１より
触媒分離器６に抜き取られる。
触媒分離器６は、ジヤケツトを付滞した攪拌槽
であり、ジヤケツトはスチームで加温出来るよう
になつている。トリクロルシラン及び四塩化硅素
は蒸発し、配管２３よりトリクロルシラン蒸留塔
４に循環される。一方、分離された触媒は配管２
２より再び第１反応塔５の塔頂に循環される。
であり、ジヤケツトはスチームで加温出来るよう
になつている。トリクロルシラン及び四塩化硅素
は蒸発し、配管２３よりトリクロルシラン蒸留塔
４に循環される。一方、分離された触媒は配管２
２より再び第１反応塔５の塔頂に循環される。
第１反応塔５の塔頂からは、ジクロルシランを
主成分とするシラン化合物が取得され、配管２０
により第２反応塔７に供給される。
主成分とするシラン化合物が取得され、配管２０
により第２反応塔７に供給される。
第２反応塔７は、径４インチ、段数10段のシー
ブトレイ塔であり、配管２６より触媒が循環され
る。第２反応塔でも不均斉化反応と蒸留による分
離が同時に起こり、不均斉化反応で生じたモノシ
ランを主成分とするシラン化合物は塔頂より取得
され、副生したトリクロルシラン及び未反応ジク
ロルシランは塔底より触媒と共に配管２５より触
媒分離器８に抜き取られる。触媒分離器８でジク
ロルシラン及びトリクロルシランは蒸発し配管２
９より第１反応塔５に循環される。
ブトレイ塔であり、配管２６より触媒が循環され
る。第２反応塔でも不均斉化反応と蒸留による分
離が同時に起こり、不均斉化反応で生じたモノシ
ランを主成分とするシラン化合物は塔頂より取得
され、副生したトリクロルシラン及び未反応ジク
ロルシランは塔底より触媒と共に配管２５より触
媒分離器８に抜き取られる。触媒分離器８でジク
ロルシラン及びトリクロルシランは蒸発し配管２
９より第１反応塔５に循環される。
第２反応塔７の塔頂から得られたモノシラン等
の低沸点成分は配管２４よりモノシラン蒸留塔９
に供給される。モノシラン蒸留塔９は段数100段
のシーブトレイ塔であり、そこで第２反応塔より
同伴されるジクロルシラン、モノクロシラン及び
ジボラン、ホスフイン等の不純物質が蒸留除去さ
れる。これらは配管２８により第２反応等７に循
環される。
の低沸点成分は配管２４よりモノシラン蒸留塔９
に供給される。モノシラン蒸留塔９は段数100段
のシーブトレイ塔であり、そこで第２反応塔より
同伴されるジクロルシラン、モノクロシラン及び
ジボラン、ホスフイン等の不純物質が蒸留除去さ
れる。これらは配管２８により第２反応等７に循
環される。
（実施例）
金属銅粒５重量％を含有してなる粒子径100〜
800μの金属硅素粉末を400ｇ／hrの速度で流動床
トリクロルシラン合成塔１に供給する一方、四塩
化硅素蒸発器３より水素：四塩化硅素のモル比が
２：１である混合ガスを235／minの流量で吹
込み、圧力0.2Kg／cm2Ｇ、温度550℃に保ち、トリ
クロルシランを合成した。トリクロルシラン回収
器２からはトリクロルシラン20.2モル％、未反応
四塩化硅素79.8モル％の混合液が36Kg／hrの流量
で得られた。これをトリクロルシラン蒸留塔４に
供給した。
800μの金属硅素粉末を400ｇ／hrの速度で流動床
トリクロルシラン合成塔１に供給する一方、四塩
化硅素蒸発器３より水素：四塩化硅素のモル比が
２：１である混合ガスを235／minの流量で吹
込み、圧力0.2Kg／cm2Ｇ、温度550℃に保ち、トリ
クロルシランを合成した。トリクロルシラン回収
器２からはトリクロルシラン20.2モル％、未反応
四塩化硅素79.8モル％の混合液が36Kg／hrの流量
で得られた。これをトリクロルシラン蒸留塔４に
供給した。
トリクロルシラン蒸留塔４は圧力１Kg／cm2Ｇ、
塔頂コンデンサーの還流比を３で運転した。塔頂
からは四塩化硅素0.4モル％を含むトリクロルシ
ランが10Kg／hrの速度で取得され、それを第１反
応塔５に供給した。一方、塔底からは、トリクロ
ルシラン0.5モル％を含む四塩化硅素を35.5Kg／
hrの速度で四塩化硅素蒸発器３に抜き取つた。
塔頂コンデンサーの還流比を３で運転した。塔頂
からは四塩化硅素0.4モル％を含むトリクロルシ
ランが10Kg／hrの速度で取得され、それを第１反
応塔５に供給した。一方、塔底からは、トリクロ
ルシラン0.5モル％を含む四塩化硅素を35.5Kg／
hrの速度で四塩化硅素蒸発器３に抜き取つた。
第１反応塔５は、圧力５Kg／cm2Ｇとし、触媒と
して、トリｎオクチルアミン：塩化水素のモル比
80：20のものを2.5／hrの流量で供給し、還流
比５にして運転したところ、モル割合で、モノシ
ラン５％、モノクロルシラン16％、ジクロルシラ
ン48％、トリクロルシラン31％のシラン化合物が
取得され、それを第２反応塔７に供給した。一
方、塔底からは、トリクロルシラン、四塩化硅素
及び触媒の混合液が回収され、それを温度110℃
に保たれた触媒分離器６に抜き取り、トリクロル
シランと四塩化硅素を蒸発回収してトリクロルシ
ラン蒸留塔４に、循環した。触媒分離器６で分離
された触媒は第１反応塔５の塔頂に循環した。
して、トリｎオクチルアミン：塩化水素のモル比
80：20のものを2.5／hrの流量で供給し、還流
比５にして運転したところ、モル割合で、モノシ
ラン５％、モノクロルシラン16％、ジクロルシラ
ン48％、トリクロルシラン31％のシラン化合物が
取得され、それを第２反応塔７に供給した。一
方、塔底からは、トリクロルシラン、四塩化硅素
及び触媒の混合液が回収され、それを温度110℃
に保たれた触媒分離器６に抜き取り、トリクロル
シランと四塩化硅素を蒸発回収してトリクロルシ
ラン蒸留塔４に、循環した。触媒分離器６で分離
された触媒は第１反応塔５の塔頂に循環した。
第２反応塔７は、圧力５Kg／cm2Ｇとし、触媒
は、第１反応塔で使用したものと同一なものを２
／hrの流量で循環し、還流比５で運転したとこ
ろ、モル割合で、モノシラン76％、モノクロルシ
ラン13％、ジクロルシラン11％のシラン化合物が
670ｇ／hrで取得され、それをモノシラン蒸留塔
９に供給した。一方、塔底からは、高沸点シラン
化合物と触媒の混合液が回収され、触媒分離器８
で触媒を分離して塔頂に戻すと共に、モノクロル
シラン、ジクロルシラン、トリクロルシランの高
沸点シラン化合物は、第１反応塔に循環した。
は、第１反応塔で使用したものと同一なものを２
／hrの流量で循環し、還流比５で運転したとこ
ろ、モル割合で、モノシラン76％、モノクロルシ
ラン13％、ジクロルシラン11％のシラン化合物が
670ｇ／hrで取得され、それをモノシラン蒸留塔
９に供給した。一方、塔底からは、高沸点シラン
化合物と触媒の混合液が回収され、触媒分離器８
で触媒を分離して塔頂に戻すと共に、モノクロル
シラン、ジクロルシラン、トリクロルシランの高
沸点シラン化合物は、第１反応塔に循環した。
モノシラン蒸留塔９は、圧力30Kg／cm2Ｇ、還流
比10で運転したところ、モノシラン100％の高純
度モノシランが370ｇ／hr（トリクロルシランに対
するモノシラン生成率は約15％である）の割合で
得られた。
比10で運転したところ、モノシラン100％の高純
度モノシランが370ｇ／hr（トリクロルシランに対
するモノシラン生成率は約15％である）の割合で
得られた。
なお、補給水素と補給塩化水素は、それぞれ
6.5／minと11／minの割合で、配管１２と１
１により供給した。
6.5／minと11／minの割合で、配管１２と１
１により供給した。
（発明の効果）
本発明によれば、金属硅素からシラン化合物が
収率よく、しかもエネルギーの消費が少なく低コ
ストで連続的に製造することができる。
収率よく、しかもエネルギーの消費が少なく低コ
ストで連続的に製造することができる。
図面は本発明の実施例の製造工程を説明するブ
ロツク図である。 符号、１……トリクロルシラン合成塔、２……
トリクロルシラン回収器、３……四塩化硅素蒸発
器、４……トリクロルシラン蒸留塔、５……第１
反応塔、６……触媒分離器、７……第２反応塔、
８……触媒分離器、９……モノシラン蒸留塔。
ロツク図である。 符号、１……トリクロルシラン合成塔、２……
トリクロルシラン回収器、３……四塩化硅素蒸発
器、４……トリクロルシラン蒸留塔、５……第１
反応塔、６……触媒分離器、７……第２反応塔、
８……触媒分離器、９……モノシラン蒸留塔。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 次の第１〜３工程からなるシラン化合物の連
続的製造法。 第１工程； 金属硅素粉末を充填してなる流動床反応塔に四
塩化硅素と水素の混合ガスを供給してトリクロル
シランを合成する工程。 第２工程； 下記一般式で示される第３級脂肪族炭化水素置
換アミンと塩化水素との混合物又は反応生成物か
らなる不均斉化触媒を存在させてなり蒸留機能を
有する第１反応塔に、第１工程で得られたトリク
ロルシランを供給し、不均斉化反応と蒸留を行わ
せながら塔頂成分を取得する工程。 第３工程； 下記一般式で示される第３級脂肪族炭化水素置
換アミンと塩化水素との混合物又は反応生成物か
らなる不均斉化触媒を存在させてなり蒸留機能を
有する第２反応塔に、第１反応塔で取得された塔
頂成分を供給し、不均斉化反応と蒸留を行わせな
がら塔頂成分を取得する工程。 （第３級脂肪族炭化水素置換アミンの一般式） （但し、式中R1、R2、R3は脂肪族炭化水素基、
そのR1、R2及びR3の炭素数の和が10以上であり、
しかもそのR1、R2、R3はそれぞれ同種又は異種
のものである。）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27194084A JPS61151017A (ja) | 1984-12-25 | 1984-12-25 | シラン化合物の連続的製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27194084A JPS61151017A (ja) | 1984-12-25 | 1984-12-25 | シラン化合物の連続的製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61151017A JPS61151017A (ja) | 1986-07-09 |
| JPH0472764B2 true JPH0472764B2 (ja) | 1992-11-19 |
Family
ID=17506955
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27194084A Granted JPS61151017A (ja) | 1984-12-25 | 1984-12-25 | シラン化合物の連続的製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61151017A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102004045245B4 (de) * | 2004-09-17 | 2007-11-15 | Degussa Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von Silanen |
| DE102007028254A1 (de) * | 2007-06-20 | 2008-12-24 | Wacker Chemie Ag | Verfahren zur Herstellung von SiH-haltigen Silanen |
| JP5444839B2 (ja) * | 2008-05-28 | 2014-03-19 | 三菱マテリアル株式会社 | トリクロロシラン製造装置及び製造方法 |
| CN102092720B (zh) * | 2009-02-13 | 2013-03-27 | 李明成 | 高纯硅烷气体连续制备装置 |
| EP2426088A1 (en) * | 2010-09-03 | 2012-03-07 | L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Process for producing monosilane from dichlorosilane |
-
1984
- 1984-12-25 JP JP27194084A patent/JPS61151017A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61151017A (ja) | 1986-07-09 |
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