NO20100358A1

NO20100358A1 - Process for the preparation of trichlorosilane from silicon, hydrogen and silicon tetrachloride

Info

Publication number: NO20100358A1
Application number: NO20100358A
Authority: NO
Inventors: Harry Morten Rong; Torbjorn Roe; Jan-Otto Hoel; Henning Kjonli; Bodil Eik-Nes
Original assignee: Elkem As
Priority date: 2010-03-12
Filing date: 2010-03-12
Publication date: 2011-09-13
Also published as: WO2011112097A1

Abstract

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for fremstilling av triklorsilan ved reaksjon av silisium med silisiumtetrakloridgass og hydrogengass ved en temperatur mellom 300°C og 800°C og ved et absolutt trykk mellom 0,5 og 40 atm i en fluidisert sengreaktor, i en omrørt sengreaktor eller i en fastsengreaktor, hvor silisium som tilføres til reaktoren inneholder mellom 50 og 10000 ppm krom. Oppfinnelsen vedrører videre en fremgangsmåte for fremstilling av triklorsilan ved reaksjon av silisium med silisiumtetrakloridgass og hydrogengass hvor krominnholdet i reaktoren opprettholdes mellom 100 og 50000 ppm.The present invention relates to a process for the preparation of trichlorosilane by reaction of silicon with silicon tetrachloride gas and hydrogen gas at a temperature between 300 ° C and 800 ° C and at an absolute pressure between 0.5 and 40 atm in a fluidized bed reactor, in a stirred bed reactor. or in a fixed bed reactor, where the silicon supplied to the reactor contains between 50 and 10000 ppm chromium. The invention further relates to a process for the preparation of trichlorosilane by reaction of silicon with silicon tetrachloride gas and hydrogen gas where the chromium content of the reactor is maintained between 100 and 50000 ppm.

Description

Tittel Title

Fremgangsmåte for fremstilling av triklorsilan fra silisium, hydrogen og silisiumtetraklorid. Process for the production of trichlorosilane from silicon, hydrogen and silicon tetrachloride.

Teknisk område Technical area

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for fremstilling av triklorsilan ved reaksjon av silisium med en blanding av silisiumtetraklorid og hydrogengass samt fremstilling av silisium for bruk ved fremstilling av triklorsilan. The present invention relates to a method for the production of trichlorosilane by reaction of silicon with a mixture of silicon tetrachloride and hydrogen gas as well as the production of silicon for use in the production of trichlorosilane.

Teknikkens stilling The position of the technique

Ved fremstilling av triklorsilan (TCS) blir metallurgisk silisium reagert med silisiumtetraklorid (STC) gass og hydrogengass i en fluidisert sengreaktor, fastsengreaktor eller i en omrørt sengreaktor (US patent 4676967). Prosessen blir generelt utført ved en temperatur mellom 400 og 600°C. In the production of trichlorosilane (TCS), metallurgical silicon is reacted with silicon tetrachloride (STC) gas and hydrogen gas in a fluidized bed reactor, fixed bed reactor or in a stirred bed reactor (US patent 4676967). The process is generally carried out at a temperature between 400 and 600°C.

TCS kan også fremstilles ved å reagere metallurgisk silisium med hydrogenklorid (HCL) gass i en fluidisert sengreaktor, i en fastsengreaktor eller i en omrørt sengreaktor. Prosessen utføres generelt ved en temperatur mellom 250 og 1100°C. Ved reaksjonen dannes det også andre flyktige silaner enn TCS, hovedsakelig STC. Mengden av STC er typisk ca. 10-85% avhengig av reaktortemperatur, forurensningsinnhold i det metallurgiske silisium og eventuelle katalysatorer tilsatt til reaktoren. TCS can also be produced by reacting metallurgical silicon with hydrogen chloride (HCL) gas in a fluidized bed reactor, in a fixed bed reactor or in a stirred bed reactor. The process is generally carried out at a temperature between 250 and 1100°C. During the reaction, volatile silanes other than TCS are also formed, mainly STC. The amount of STC is typically approx. 10-85% depending on reactor temperature, impurity content in the metallurgical silicon and any catalysts added to the reactor.

STC fremstilles også i store mengder ved dekomponering av TCS til rent silisium og i redistribusjonsreaksjonen for å fremstille silan (SiH4) fra STC is also produced in large quantities by the decomposition of TCS into pure silicon and in the redistribution reaction to produce silane (SiH4) from

TCS. TCS.

STC blir hovedsakelig benyttet til fremstilling av silisiumdioksid (fumed silica) ved reaksjon av STC med hydrogen og oksygen. Noe STC blir også benyttet til produksjon av optiske fibre eller solgt til andre anvendelser. Generelt er det for mye STC tilgjengelig i markedet og resirkulasjon er nødvendig for å oppnå balanse. STC is mainly used for the production of silicon dioxide (fumed silica) by reaction of STC with hydrogen and oxygen. Some STC is also used for the production of optical fibers or sold for other applications. In general, there is too much STC available in the market and recycling is necessary to achieve balance.

Fordelen med å reagere STC med metallurgisk silisium og hydrogen er at biproduktet fra dekomponeringen eller redistribusjonstrinnene kan resirkuleres til TCS. Resirkulering vil redusere mengden av silisium som er nødvendig for å fremstille polysilisium ettersom silisium som ellers produserer STC vil bli konvertert til polysilisium. Bare deler av STC kan konverteres til TCS i en passering av reaktoren og maksimum konvertering av STC er gitt ved likevektsammensetningen. For fullstendig konvertering av STC trengs det en rekke passeringer gjennom reaktoren og etterfølgende destilleringer for å fjerne TCS. Normalt er konverteringen av STC i en passering gjennom reaktoren lavere enn antatt fra likevektsammensetningen på grunn av at kinetiske reaksjoner er viktige ved disse temperaturene. Tilsats av katalysatorer til reaktoren vil øke konverteringen (nærmere likevektsammensetningen), og velkjente katalysatorer for denne prosessen er kobber (en hvilken som helst kobberkilde vil virke) og/eller jern (en hvilken som helst jernkilde vil virke). Jern vil alltid være tilstede i metallurgisk silisium og vil virke som en katalysator for å øke konverteringen. The advantage of reacting STC with metallurgical silicon and hydrogen is that the by-product from the decomposition or redistribution steps can be recycled to TCS. Recycling will reduce the amount of silicon required to produce polysilicon as silicon that would otherwise produce STC will be converted to polysilicon. Only parts of STC can be converted to TCS in one pass of the reactor and the maximum conversion of STC is given at the equilibrium composition. Complete conversion of STC requires a number of passes through the reactor and subsequent distillations to remove TCS. Normally, the conversion of STC in one pass through the reactor is lower than expected from the equilibrium composition because kinetic reactions are important at these temperatures. Adding catalysts to the reactor will increase conversion (closer to equilibrium composition), and well-known catalysts for this process are copper (any source of copper will work) and/or iron (any source of iron will work). Iron will always be present in metallurgical silicon and will act as a catalyst to increase conversion.

Økende temperatur vil redusere effekten av reaksjonskinetikken, men også redusere likevektsammensetningen av TCS. En miniums-temperatur er nødvendig for å gjøre reaksjonen mulig. Høyere trykk vil favorisere en høyere TCS dannelse. Diagrammer som viser likevektskonvertering av STC som en funksjon av temperatur og trykk er vist på figur 1 og 2. Increasing temperature will reduce the effect of the reaction kinetics, but also reduce the equilibrium composition of TCS. A minium temperature is necessary to make the reaction possible. Higher pressure will favor a higher TCS formation. Diagrams showing the equilibrium conversion of STC as a function of temperature and pressure are shown in Figures 1 and 2.

Metallurgisk silisium inneholder en rekke forurensningselementer som Fe, Ca, Al, Mn, Ni, Zr, O, C, Zn, Ti, B, P og andre. Noen forurensningselementer vil enten være inert i forhold til STC, eller vil danne faste stabile klorider. De stabile metallkloridene vil, avhengig av deres størrelse, enten bli blåst ut av reaktoren sammen med produksjons-gassen eller bli akkumulert i reaktoren. Andre forurensningselementer som Al, Zn, Ti, B og P vil normalt danne flyktige metallklorider som forlater reaktoren sammen med de fremstilte silanene. Metallurgical silicon contains a variety of impurity elements such as Fe, Ca, Al, Mn, Ni, Zr, O, C, Zn, Ti, B, P and others. Some pollutant elements will either be inert in relation to STC, or will form solid stable chlorides. The stable metal chlorides will, depending on their size, either be blown out of the reactor together with the production gas or be accumulated in the reactor. Other contamination elements such as Al, Zn, Ti, B and P will normally form volatile metal chlorides which leave the reactor together with the produced silanes.

O og C er anriket i slaggpartikler i silisiumet som ikke reagerer eller reagerer meget sakte med STC, og tenderer til å akkumuleres i reaktoren. De minste partiklene kan bli blåst ut av reaktoren og fanges opp i filtersystemene. Forbindelser som akkumuleres vil oppta plass I reaktoren og gi mindre plass for silisium og derved redusere den effektive overflaten av silisium. Dette gir en mindre effektiv reaksjon. På denne måten kan en inert kjemisk forbindelse påvirke reaksjonen. O and C are enriched in slag particles in the silicon which do not react or react very slowly with STC, and tend to accumulate in the reactor. The smallest particles can be blown out of the reactor and captured in the filter systems. Compounds that accumulate will take up space in the reactor and give less space for silicon and thereby reduce the effective surface area of silicon. This results in a less efficient reaction. In this way, an inert chemical compound can affect the reaction.

Mange av forurensningene i metallurgisk silisium innvirker på virkningen av silisium ved fremstilling av triklorsilan ved reaksjon av silisium med STC og hydrogen. Many of the impurities in metallurgical silicon affect the action of silicon in the production of trichlorosilane by reaction of silicon with STC and hydrogen.

Beskrivelse av oppfinnelsen Description of the invention

Det er nå blitt funnet at silisium med et forhøyet krominnhold gir en større mengde TCS i produktgassen ved reaksjon av silisium med silisiumtetraklorid gass og hydrogen gass, og derved øker verdien av silisium i prosessen. Det er videre blitt funnet at dersom krominnholdet i reaktoren kontrolleres innen bestemte grenser oppnås det en økt mengde TCS i produktgassen. It has now been found that silicon with an elevated chromium content gives a greater amount of TCS in the product gas by reaction of silicon with silicon tetrachloride gas and hydrogen gas, thereby increasing the value of silicon in the process. It has also been found that if the chromium content in the reactor is controlled within certain limits, an increased amount of TCS is achieved in the product gas.

Den foreliggende oppfinnelsen vedrører således en fremgangsmåte for fremstilling av triklorsilan ved reaksjon av silisium med silisiumtetraklorid gass og hydrogen gass ved en temperatur mellom 300°C og 800°C og ved et trykk mellom 0,5 og 40 atmosfærer i en fluidisert sengreaktor, i en omrørt sengreaktor eller i en fastsengreaktor, hvilken fremgangsmåte er kjennetegnet ved at silisium som tilføres til reaktoren inneholder mellom 50 og 10 000 ppm krom. The present invention thus relates to a method for the production of trichlorosilane by reaction of silicon with silicon tetrachloride gas and hydrogen gas at a temperature between 300°C and 800°C and at a pressure between 0.5 and 40 atmospheres in a fluidized bed reactor, in a stirred bed reactor or in a fixed bed reactor, which method is characterized by the silicon fed to the reactor containing between 50 and 10,000 ppm chromium.

Silisium som tilsettes til reaktoren inneholder fortrinnsvis mellom 75 og 1 500 ppm krom, og helst mellom 100 og 1 000 ppm krom. Silicon added to the reactor preferably contains between 75 and 1,500 ppm chromium, and preferably between 100 and 1,000 ppm chromium.

Krominnholdet er legert med silisium, mekanisk blandet med silisium eller separat tilsatt til reaktoren. The chromium content is alloyed with silicon, mechanically mixed with silicon or separately added to the reactor.

Krom kan enten legeres med silisium i ovnsprosessen for fremstilling av metallurgisk silisium, i raffineringsøse eller under utstøpingstrinnet. Tilsetning av krom til ovnen kan foretas på forskjellige måter. For eksempel ved tilsetning av kromholdige råmaterialer til ovnen, ved bruk av elektroder eller elektrodemantel/ribber som inneholder krom eller ved enhver annen tilsetning av krom til ovnen. Chromium can either be alloyed with silicon in the furnace process for the production of metallurgical silicon, in the refining ladle or during the casting stage. Adding chromium to the furnace can be done in different ways. For example, by adding chromium-containing raw materials to the furnace, by using electrodes or electrode sheaths/ribs that contain chromium or by any other addition of chromium to the furnace.

Krom kan også tilsettes til silisium under tapping av ovnen ved for eksempelvis bruk av kromholdige tappeverktøy eller krominneholdende materialer ved tapping av silisium fra ovnen til raffineringsøse. Chromium can also be added to silicon during tapping from the furnace by, for example, using chromium-containing tapping tools or chromium-containing materials when tapping silicon from the furnace to the refining ladle.

Krom kan også tilsettes til silisium i raffineringsøsen. Enhver kromholdig forbindelse vil bli redusert til metallisk krom som vil danne forskjellige intermetalliske faser når silisium størkner. Forskjellige forhold mellom hovedforurensninger som jern, aluminium og kalsium kan danne intermetalliske faser med krom. Chromium can also be added to silicon in the refining ladle. Any chromium-containing compound will be reduced to metallic chromium which will form various intermetallic phases as the silicon solidifies. Different ratios of main contaminants such as iron, aluminum and calcium can form intermetallic phases with chromium.

Krom kan også tilsettes til silisium under støpeprosessen, for eksempel ved å tilsette en kromholdig forbindelse til det smeltede silisium, ved å bruke kromforbindelser eller krominneholdende silisium i støpeformene eller ved å støpe silisium på en overflate av et materiale inneholdende krom. Chromium can also be added to silicon during the casting process, for example by adding a chromium-containing compound to the molten silicon, by using chromium compounds or chromium-containing silicon in the molds or by casting silicon on a surface of a material containing chromium.

Krom kan også blandes mekanisk med silisium. En foretrukket metode for mekanisk blanding av krom med silisium er å male silisium ved bruk av kromholdige malelegemer, som for eksempel krominneholdende stålkuler. Chromium can also be mechanically mixed with silicon. A preferred method for mechanically mixing chromium with silicon is to grind silicon using chromium-containing grinding bodies, such as, for example, chromium-containing steel balls.

Silisium som benyttes i henhold til den foreliggende oppfinnelse er fremstilt på konvensjonell måte i karbotermiske reduksjonsovner. Krominnholdet i silisium kan enten reguleres og kontrolleres ved valg av råmaterialer, tilsetning av krom til ovnen, bruk av elektroder eller elektrodemantler inneholdende krom eller krom kan tilsettes til smeltet silisium i øsen etter at silisium er blitt tappet fra reduksjonsovnen. Silicon used according to the present invention is produced in a conventional manner in carbothermic reduction furnaces. The chromium content in silicon can either be regulated and controlled by the choice of raw materials, the addition of chromium to the furnace, the use of electrodes or electrode sheaths containing chromium or chromium can be added to molten silicon in the ladle after the silicon has been drained from the reduction furnace.

Det er overraskende blitt funnet at tilsats av krom til silisium forbedrer omsetningen av silisiumtetraklorid i prosessen for fremstilling av triklorsilan ved reaksjon av silisium med silisiumtetraklorid og hydrogengass. It has surprisingly been found that the addition of chromium to silicon improves the turnover of silicon tetrachloride in the process for the production of trichlorosilane by reaction of silicon with silicon tetrachloride and hydrogen gas.

Den foreliggende oppfinnelse vedrører også en fremgangsmåte for fremstilling av triklorsilan ved reaksjon av silisium med silisiumtetraklorid gass og hydrogengass ved en temperatur mellom 300°C og 800°C og ved et absolutt trykk mellom 0,5 og 40 atmosfærer i fluidisert sengreaktor, i en omrørt sengreaktor eller i en fast sengreaktor hvilken fremgangsmåte er kjennetegnet ved at krom eller krominneholdende forbindelser tilsettes til reaktoren i en mengde tilstrekkelig til å kontrollere krominnholdet i reaktoren til mellom 100 ppm og 50 000 ppm basert på vekten av silisium i reaktoren. The present invention also relates to a method for the production of trichlorosilane by reaction of silicon with silicon tetrachloride gas and hydrogen gas at a temperature between 300°C and 800°C and at an absolute pressure between 0.5 and 40 atmospheres in a fluidized bed reactor, in a stirred bed reactor or in a fixed bed reactor which method is characterized in that chromium or chromium-containing compounds are added to the reactor in an amount sufficient to control the chromium content in the reactor to between 100 ppm and 50,000 ppm based on the weight of silicon in the reactor.

Krom tilsettes fortrinnsvis til reaktoren i en mengde tilstrekkelig til å kontrollere krominnholdet i reaktoren til mellom 250 ppm og 25 000 ppm. Chromium is preferably added to the reactor in an amount sufficient to control the chromium content in the reactor to between 250 ppm and 25,000 ppm.

Krom kan tilsettes til reaktoren på en hvilken som helst måte. Krom kan tilsettes til reaktoren legert med silisium, mekanisk blandet med silisium eller kan tilsettes separat til reaktoren. I henhold til en utførelsesform tilsettes kromforbindelser til reaktoren sammen med reaktantgassene. Krom kan også tilsettes til reaktoren sammen med forbindelser som har andre eller ingen innvirkning på triklorsilanprosessen. Chromium can be added to the reactor in any manner. Chromium can be added to the reactor alloyed with silicon, mechanically mixed with silicon or can be added separately to the reactor. According to one embodiment, chromium compounds are added to the reactor together with the reactant gases. Chromium can also be added to the reactor along with compounds that have other or no effect on the trichlorosilane process.

Kort beskrivelse av oppfinnelsen Brief description of the invention

Figur 3 viser et diagram for konvertering av STC til TCS i en kvartsreaktor ved 550°C og 10 bar (absolutt). Silisiumprøven blir blandet med 10 000 ppm (1 vekt %) krom (metallisk) i henhold til oppfinnelsen og sammenlignet med STC konvertert i henhold til kjent teknikk. Figure 3 shows a diagram for the conversion of STC to TCS in a quartz reactor at 550°C and 10 bar (absolute). The silicon sample is mixed with 10,000 ppm (1 wt%) chromium (metallic) according to the invention and compared to the STC converted according to the known technique.

Figur 4 viser et diagram for konvertering av STC til TCS i en kvartsreaktor ved 550°C og 10 bar (absolutt). Silisiumprøven var rent silisium legert med 471 ppm Cr i henhold til oppfinnelsen og sammenlignet med STC konvertering i henhold til kjent teknikk. Figure 4 shows a diagram for the conversion of STC to TCS in a quartz reactor at 550°C and 10 bar (absolute). The silicon sample was pure silicon alloyed with 471 ppm Cr according to the invention and compared with STC conversion according to the known technique.

Detaljert beskrivelse av oppfinnelsen Detailed description of the invention

Det etterfølgende eksempel 1 ble utført i en laboratoriereaktor av fluidisert sengtypen fremstilt fra kvarts og innsatt i en oppvarmet jernblokk. Temperaturen av den oppvarmede blokken ble holdt på 550°C. På grunn av lav AH fra reaksjonen ble temperaturen av reaksjonsmassen antatt også være 550°C. Trykket i reaktoren ble holdt på 10 bara. 10 gram av kommersielt tilgjengelig silisium med en partikkelstørrelse mellom 125 og 180 pm ble blandet med kobberklorid (0,16 g) og krommetall (0,1 g) og tilsatt til reaktoren. En blanding av silisiumtetrakloridgass, hydrogen/gass og argon gass (inert referanse for GC) i mengder av 252 Nl/min STC, 504 Nml/min H2og 84 Nl/min Ar ble tilført til reaktoren. Sammensetningen av produktgassen fra reaktoren ble målt med en GC. STC konverteringen ble målt som % av den tilførte STC som ble konvertert til TCS i reaktoren. Forsøket ble utført kontinuerlig og silisium som reagerte ble erstattet med tilsetning av ny silisium som også inneholdt 10 000 ppm (1 vekt %) i blanding. Konverteringen av silisiumtetraklorid av prøven ble målt som første gjennomgang i reaktoren. Forsøket ble sammenlignet med forsøk med STC konvertering i henhold til kjent teknikk. The following Example 1 was carried out in a fluidized bed type laboratory reactor made from quartz and inserted into a heated iron block. The temperature of the heated block was maintained at 550°C. Due to low AH from the reaction, the temperature of the reaction mass was also assumed to be 550°C. The pressure in the reactor was kept at 10 bara. 10 grams of commercially available silicon with a particle size between 125 and 180 µm was mixed with copper chloride (0.16 g) and chromium metal (0.1 g) and added to the reactor. A mixture of silicon tetrachloride gas, hydrogen/gas and argon gas (inert reference for GC) in quantities of 252 Nl/min STC, 504 Nml/min H2 and 84 Nl/min Ar was fed to the reactor. The composition of the product gas from the reactor was measured with a GC. The STC conversion was measured as % of the supplied STC that was converted to TCS in the reactor. The experiment was carried out continuously and silicon which reacted was replaced by the addition of new silicon which also contained 10,000 ppm (1% by weight) in the mixture. The conversion of silicon tetrachloride of the sample was measured as a first pass in the reactor. The experiment was compared with experiments with STC conversion according to known techniques.

Det etterfølgende eksempel 2 ble utført i en laboratoriereaktor av fluidisert sengtypen fremstilt av kvarts og innsatt i en oppvarmet jernblokk. Temperaturen av den oppvarmede blokken ble holdt på 550°C. På grunn av lav AH for reaksjonen ble temperaturen av reaksjonsmassen antatt å også være 550°C. Trykket i reaktoren ble holdt på 10 bar (absolutt). 10 gram av rent silisium legert med 471 ppm silisium med en partikkelstørrelse mellom 125 og 180 um ble blandet med kobberklorid (0,16 g) og tilsatt til kvartsreaktoren. En blanding av silisiumtetraklorid gass, hydrogen gass og argon gass (inert, referanse for GC) i mengder av 252 Nl/min STC, 504 Nl/min H2og 84 Nl/min Ar ble tilført til reaktoren. Sammensetningen av produktgassen fra reaktoren ble målt med en GC. STC konverteringen ble målt som % av tilført STC konvertert il TCS i reaktoren. Forsøket ble utført kontinuerlig og silisium som reagerte ble erstattet av ny silisium som også var ren silisium legert med 471 ppm silisium. Konverteringen av silisiumtetraklorid av prøven ble målt som første gjennomgang i reaktoren. Forsøket ble sammenlignet med forsøk med STC konvertering i henhold til kjent teknikk. The following Example 2 was carried out in a laboratory fluidized bed type reactor made of quartz and inserted in a heated iron block. The temperature of the heated block was maintained at 550°C. Due to the low AH of the reaction, the temperature of the reaction mass was also assumed to be 550°C. The pressure in the reactor was kept at 10 bar (absolute). 10 grams of pure silicon alloyed with 471 ppm silicon with a particle size between 125 and 180 µm was mixed with copper chloride (0.16 g) and added to the quartz reactor. A mixture of silicon tetrachloride gas, hydrogen gas and argon gas (inert, reference for GC) in quantities of 252 Nl/min STC, 504 Nl/min H2 and 84 Nl/min Ar was supplied to the reactor. The composition of the product gas from the reactor was measured with a GC. The STC conversion was measured as % of supplied STC converted into TCS in the reactor. The experiment was carried out continuously and silicon which reacted was replaced by new silicon which was also pure silicon alloyed with 471 ppm silicon. The conversion of silicon tetrachloride of the sample was measured as a first pass in the reactor. The experiment was compared with experiments with STC conversion according to known techniques.

Eksempel 1 Example 1

Den kjemiske analyse av silisiumprøvene A og B er vist i tabell 1. The chemical analysis of silicon samples A and B is shown in table 1.

Prøve A i henhold til oppfinnelsen inneholdende 10 000 ppm krom ble fremstilt ved å blande prøve B med 10 000 ppm krom. Prøve B er Silgrain® silisium produsert av Elkem AS og siktet til 125-180 um. Prøvene A og B ble benyttet til å fremstille triklorsilan i en laboratoriereaktor av fluidisert sengtype beskrevet ovenfor. Mengden av STC konvertert til TCS fra prøvene A og B er vist på figur 3. Sample A according to the invention containing 10,000 ppm chromium was prepared by mixing sample B with 10,000 ppm chromium. Sample B is Silgrain® silicon produced by Elkem AS and sieved to 125-180 um. Samples A and B were used to prepare trichlorosilane in a laboratory reactor of the fluidized bed type described above. The amount of STC converted to TCS from samples A and B is shown in Figure 3.

Som det vil sees fra figur 3 resulterte tilsetning av 10 000 ppm (1 vekt %) krom til silisiumprøve B i en vesentlig økning av STC konverteringen. As will be seen from Figure 3, the addition of 10,000 ppm (1 wt%) chromium to silicon sample B resulted in a significant increase of the STC conversion.

Eksempel 2 Example 2

Silisium med høy renhet (polysilisium) ble smeltet og legert med krom i en induksjonsovn og støpt i inert atmosfære. Prøven ble knust og siktet til en partikkelstørrelse mellom 125 og 180 pm og benevnt prøve C. High purity silicon (polysilicon) was melted and alloyed with chromium in an induction furnace and cast in an inert atmosphere. The sample was crushed and sieved to a particle size between 125 and 180 pm and named sample C.

Kjemisk analyse av silisiumprøve C er vist i tabell 2. Chemical analysis of silicon sample C is shown in Table 2.

Prøve C i henhold til oppfinnelsen og prøve B i henhold til kjent teknikk ble benyttet til å fremstille triklorsilan i en laboratoriereaktor av fluidisert sengtype som beskrevet ovenfor. Mengden av STC konvertert til TCS fra prøvene C og B er vist i figur 4. Sample C according to the invention and sample B according to known technique were used to produce trichlorosilane in a laboratory reactor of fluidized bed type as described above. The amount of STC converted to TCS from samples C and B is shown in Figure 4.

Som de kan sees fra figur 4 resulterte innlegering av krom i høyrent silisium i en vesentlig økning av STC konverteringen til TCS sammenlignet med standard silisiumprøve B. As can be seen from Figure 4, the alloying of chromium in high-purity silicon resulted in a significant increase of the STC conversion to TCS compared to the standard silicon sample B.

Claims

1. Process for the production of trichlorosilane by reaction of silicon with silicon tetratrichloride gas and hydrogen gas at a temperature between 300°C and 800°C and at an absolute pressure between 0.5 and 40 atm in a fluidized bed reactor, in a stirred bed reactor or in a fixed bed reactor, characterized in that the silicon supplied to the reactor contains between 50 and 10,000 ppm chromium.

2. Method according to claim 1, characterized in that the silicon supplied to the reactor contains between 75 and 1,500 ppm chromium.

3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the silicon supplied to the reactor contains between 100 and 1,000 ppm chromium.

4. Method according to claims 1-3, characterized in that chromium is alloyed with silicon.

5. Method according to claims 1-3, characterized in that chromium is mechanically mixed with silicon before the silicon is fed to the reactor.

6. Method according to claim 5, characterized in that chromium is mixed with silicon by grinding silicon using chrome-containing grinding bodies.

7. Method according to claims 1-3, characterized in that chromium is added to the reactor separately from silicon.

8. Process for the production of trichlorosilane by reaction of silicon with silicon tetrachloride gas and hydrogen gas at a temperature of 300 and 800°C and an absolute pressure of 0.5 and 40 atm in a fluidized bed reactor, in a stirred bed reactor or in a fixed bed reactor, k a r a k characterized in that chromium is supplied to the reactor in an amount sufficient to control the chromium content in the reactor to between 100 and 50,000 ppm based on the weight of silicon in the reactor.

9. Method according to claim 8, characterized in that chromium is supplied to the reactor in an amount sufficient to control the chromium content in the reactor to between 200 and 25,000 ppm.

10. Method according to claim 8 or 9, characterized in that the chromium added to the reactor is alloyed with silicon.

11. Method according to claim 8 or 9, characterized in that chromium which is added to the reactor is mechanically mixed with silicon before the mixture is added to the reactor.

12. Method according to claim 11, characterized in that chromium is mechanically mixed with silicon by grinding silicon using chrome-containing grinding bodies.

13. Method according to claim 8 or 9, characterized in that chromium and silicon are added separately to the reactor.

14. Method according to claim 13, characterized in that chromium compounds are added to the reactor together with the reactant gases.

15. Method according to claim 8 or 9, characterized in that chromium is added to the reactor together with a compound which has a different or no effect on the trichlorosilane process.