RU2499801C2 - Способ получения трихлорсилана и тетрахлорсилана - Google Patents
Способ получения трихлорсилана и тетрахлорсилана Download PDFInfo
- Publication number
- RU2499801C2 RU2499801C2 RU2011118231/04A RU2011118231A RU2499801C2 RU 2499801 C2 RU2499801 C2 RU 2499801C2 RU 2011118231/04 A RU2011118231/04 A RU 2011118231/04A RU 2011118231 A RU2011118231 A RU 2011118231A RU 2499801 C2 RU2499801 C2 RU 2499801C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- polychlorosiloxane
- polychlorosilane
- distillation apparatus
- mixture
- combination
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 27
- ZDHXKXAHOVTTAH-UHFFFAOYSA-N trichlorosilane Chemical compound Cl[SiH](Cl)Cl ZDHXKXAHOVTTAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 11
- 239000005052 trichlorosilane Substances 0.000 title claims abstract description 11
- FDNAPBUWERUEDA-UHFFFAOYSA-N silicon tetrachloride Chemical compound Cl[Si](Cl)(Cl)Cl FDNAPBUWERUEDA-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 23
- -1 polychlorosiloxane Polymers 0.000 claims abstract description 23
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims abstract description 22
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 19
- 238000005336 cracking Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 16
- 239000011856 silicon-based particle Substances 0.000 claims description 7
- QHAHOIWVGZZELU-UHFFFAOYSA-N trichloro(trichlorosilyloxy)silane Chemical compound Cl[Si](Cl)(Cl)O[Si](Cl)(Cl)Cl QHAHOIWVGZZELU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical group [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000004064 recycling Methods 0.000 claims description 5
- CIXGGXXZVDVBBY-UHFFFAOYSA-N trichloro(chlorosilyloxy)silane Chemical compound Cl[SiH2]O[Si](Cl)(Cl)Cl CIXGGXXZVDVBBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- IMYGMRDBUAOCFV-UHFFFAOYSA-N trichloro(dichlorosilyloxy)silane Chemical compound Cl[SiH](Cl)O[Si](Cl)(Cl)Cl IMYGMRDBUAOCFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- LXEXBJXDGVGRAR-UHFFFAOYSA-N trichloro(trichlorosilyl)silane Chemical compound Cl[Si](Cl)(Cl)[Si](Cl)(Cl)Cl LXEXBJXDGVGRAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 3
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000012043 crude product Substances 0.000 claims description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 2
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 2
- XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J titanium tetrachloride Chemical compound Cl[Ti](Cl)(Cl)Cl XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims description 2
- GNFTZDOKVXKIBK-UHFFFAOYSA-N 3-(2-methoxyethoxy)benzohydrazide Chemical compound COCCOC1=CC=CC(C(=O)NN)=C1 GNFTZDOKVXKIBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- VEYJKODKHGEDMC-UHFFFAOYSA-N dichloro(trichlorosilyl)silicon Chemical compound Cl[Si](Cl)[Si](Cl)(Cl)Cl VEYJKODKHGEDMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- VYFXMIAQVGXIIN-UHFFFAOYSA-N trichloro(chlorosilyl)silane Chemical compound Cl[SiH2][Si](Cl)(Cl)Cl VYFXMIAQVGXIIN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- KOPOQZFJUQMUML-UHFFFAOYSA-N chlorosilane Chemical compound Cl[SiH3] KOPOQZFJUQMUML-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 4
- 239000005046 Chlorosilane Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000178 monomer Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000003134 recirculating effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- SLLGVCUQYRMELA-UHFFFAOYSA-N chlorosilicon Chemical compound Cl[Si] SLLGVCUQYRMELA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- 229910003902 SiCl 4 Inorganic materials 0.000 description 20
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 14
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 12
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 description 6
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 4
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N disiloxane Chemical class [SiH3]O[SiH3] KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021626 Tin(II) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021627 Tin(IV) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 1
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FBAFATDZDUQKNH-UHFFFAOYSA-M iron chloride Chemical compound [Cl-].[Fe] FBAFATDZDUQKNH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052762 osmium Inorganic materials 0.000 description 1
- SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N osmium atom Chemical compound [Os] SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011863 silicon-based powder Substances 0.000 description 1
- 235000011150 stannous chloride Nutrition 0.000 description 1
- AXZWODMDQAVCJE-UHFFFAOYSA-L tin(II) chloride (anhydrous) Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Sn+2] AXZWODMDQAVCJE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- HPGGPRDJHPYFRM-UHFFFAOYSA-J tin(iv) chloride Chemical compound Cl[Sn](Cl)(Cl)Cl HPGGPRDJHPYFRM-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- ZWYDDDAMNQQZHD-UHFFFAOYSA-L titanium(ii) chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ti+2] ZWYDDDAMNQQZHD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- YONPGGFAJWQGJC-UHFFFAOYSA-K titanium(iii) chloride Chemical compound Cl[Ti](Cl)Cl YONPGGFAJWQGJC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
- C01B33/08—Compounds containing halogen
- C01B33/107—Halogenated silanes
- C01B33/1071—Tetrachloride, trichlorosilane or silicochloroform, dichlorosilane, monochlorosilane or mixtures thereof
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу крекинга высококипящих полимеров для увеличения выхода и минимизации отходов в процессе получения трихлорсилана. Предложен способ крекинга полихлорсилана и/или полихлорсилоксана, включающий стадии а) получения смеси, содержащей полихлорсилан и/или полихлорсилоксан; б) удаления твердых частиц из этой смеси с получением чистой смеси; и в) рециркуляции полученной чистой смеси в дистилляционный аппарат, и крекинг полихлорсилана и/или полихлорсилоксана в дистилляционном аппарате с получением трихлорсилана, тетрахлорсилана или их комбинации. Технический результат - уменьшение отходов и увеличение выхода хлорсилановых мономеров в процессе получения трихлорсилана. 12 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Данная заявка претендует на приоритет предварительной заявки на патент США №61/119391, поданной 3 декабря 2008 г. Предварительная заявка на патент США №61/119391 включена в данное описание посредством ссылки.
Утверждение, касающееся финансируемых государством научных исследований
Отсутствует.
Предпосылки изобретения
Область техники
Настоящее изобретение относится к способу крекинга высококипящих полимеров для увеличения выхода и минимизации отходов в процессе получения трихлорсилана (HSiCl3). Полимеры включают в себя тетрахлордисилоксан (H2Si2OCl4), пентахлордисилоксан (HSi2OCl5), гексахлордисилоксан (Si2OCl6) и гексахлордисилан (Si2Cl6). В процессе крекинга получают дополнительное количество HSiCl3 и/или тетрахлорсилана (SiCl4), полезных в способе получения поликристаллического кремния.
Решаемая задача
SiCl4 является побочным продуктом, получаемым при осаждении кремния на субстрате в реакторе химического осаждения из паровой фазы (CVD, от англ. Chemical Vapor Deposition), в котором используется поток сырьевого газа, содержащего HSiCl3 и водород (H2). Желательно превращать SiCl4 обратно в HSiCl3, используемый в потоке сырьевого газа. Один из способов превращения SiCl4 обратно в HSiCl3 включает подачу H2 и SiCl4 в реактор с псевдоожиженным слоем (FBR, от англ. Fluidized Bed Reactor), содержащий частицы кремния. FBR работает при высоком давлении и температуре, при этом происходит следующая реакция.
3SiCl4+2H2+Si↔4HSiCl3
Частичная конверсия H2 и SiCl4 в HSiCl3 достигается вследствие равновесных ограничений. H2 отделяют от хлорсиланов и направляют обратно в исходное сырье (рециркулируют). Аналогично, непрореагировавший SiCl4 отгоняют из продукта HSiCl3 и рециркулируют. Продукт HSiCl3 может быть дополнительно подвергнут дистилляции для удаления примесей.
В FBR наряду с целевым продуктом HSiCl3 образуется остаток. Остаток, который является более тяжелым, чем SiCl4, собирается в нижней части дистилляционного аппарата. Остаток обычно содержит полихлорсиланы и/или полихлорсилоксаны, примерами которых являются частично гидрогенизированные соединения, включая тетрахлордисилоксан (H2Si2OCl4) и пентахлордисилоксан (HSiO2OCl5); и другие высококипящие соединения, включая гексахлордисилоксан (Si2OCl6) и гексахлордисилан (Si2Cl6). Остаток также содержит твердые частицы кремния, которые необходимо периодически удалять. Остаток периодически откачивают и удаляют.
Был предложен один подход для превращения полихлорсиланов и полихлорсилоксанов, в котором эти соединения подают обратно в FBR для получения HSiCl3. Однако считают, что данный способ не может использоваться в промышленности из-за ограничений, вызванных кинетикой реакции при характерных температурах реактора, если не выполняется множество циклов рециркуляции. Этот способ также осложняется наложением рециркуляционного потока на гидродинамику в реакторе и на саму реакцию образования целевого HSiCl3.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Способ крекинга полихлорсиланов и/или полихлорсилоксанов включает: рециркуляцию чистой смеси, содержащей полихлорсиланы и/или полихлорсилоксаны, в дистилляционный аппарат, в результате чего получают трихлорсилан, тетрахлорсилан или их комбинации.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
На Фиг.1 представлена блок-схема схема, демонстрирующая способ по настоящему изобретению.
| Условные обозначения | |||
| 101 | Трубопровод для подачи SiCl4 | 111 | Отстойник |
| 102 | Трубопровод для подачи H2 | 113 | Трубопровод для подачи для дистилляции |
| 103 | Реактор с псевдоожиженным слоем | ||
| 115 | Трубопровод для удаления продукта верха колонны | ||
| 105 | Трубопровод для подачи частиц кремния | ||
| 117 | Трубопровод для удаления остатка | ||
| 107 | Трубопровод для неочищенного | ||
| продукта | 119 | Аппарат для удаления твердых частиц | |
| 108 | Аппарат для удаления пыли | ||
| 109 | Трубопровод для рециклинга частиц кремния | 121 | Трубопровод для удаления твердых частиц |
| 110 | Дистилляционная колонна | 123 | Трубопровод для чистой смеси |
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В данной заявке предложен способ крекинга полихлорсиланов и/или полихлорсилоксанов. Способ может включать:
а. получение смеси, содержащей полихлорсилан и/или полихлорсилоксан;
возможно б. удаление твердых частиц из смеси с получением чистой смеси;
в. рециркуляцию чистой смеси в дистилляционный аппарат, в результате чего получают трихлорсилан, тетрахлорсилан или их комбинации.
На Фиг.1 показана блок-схема иллюстративного способа получения HSiCl3. SiCl4 подают через трубопровод 101, и H2 подают через трубопровод 102, в реактор с псевдоожиженным слоем (FBR) 103. Частицы кремния подают в FBR через трубопровод 105, и они образуют псевдоожиженный слой в FBR 103. Поток неочищенного продукта, содержащий HSiCl3, SiCl4, твердые частицы кремния и H2, отводят из верхней части FBR 103 через трубопровод 107. Твердые частицы кремния могут быть удалены с помощью аппарата 108 для удаления пыли, такого как циклон, и возвращены в FBR 103 через трубопровод 109. Полученную выходящую смесь подают отстойник 111 дистилляционной колонны 110 через трубопровод 113.
Отстойник 111 дистилляционной колонны 110 может содержать катализатор, который облегчает крекинг полихлорсилоксановых и полихлорсилановых соединений. Некоторые катализаторы могут по существу образовываться в отстойнике 111 дистилляционной колонны 110 из примесей, таких как олово, титан или алюминий. Примеры таких катализаторов включают, но не ограничиваются этим, дихлорид титана, трихлорид титана, тетрахлорид титана, тетрахлорид олова, дихлорид олова, хлорид железа, AlCl3 и их комбинацию. Количество такого катализатора зависит от различных факторов, включающих то, насколько часто остаток удаляют из дистилляционного аппарата 110, и уровень катализатора, присутствующего в выходящей смеси из FBR 103. Альтернативно, катализатор может быть добавлен в отстойник 111. Могут быть использованы металлические катализаторы платиновой группы, такие как платина, палладий, осмий, иридий, или их гетерогенные соединения. Металлические катализаторы платиновой группы возможно могут быть осаждены на субстратах, таких как углерод или оксид алюминия. Количество катализатора может варьироваться в зависимости от типа катализатора и факторов, описанных выше, однако количество может варьироваться от 0 до 20%, альтернативно, от 0 до 10% остатка. Специалист в данной области техники знает, что различные катализаторы обладают различными каталитическими активностями, и сможет выбрать подходящий катализатор и его количество, основываясь на условиях процесса в дистилляционном аппарате 110 и отстойнике 111.
Смесь, включающую SiCl4, HSiCl3 и H2, удаляют из верхней части дистилляционной колонны 110 через трубопровод 115. SiCl4 и H2 могут быть извлечены и поданы обратно в FBR 103, как описано выше. HSiCl3 возможно может быть использован в качестве сырьевого газа для реактора CDV (не показано) для производства поликристаллического кремния.
Вместе с целевым продуктом HSiCl3 в FBR 103 образуется остаток. Остаток, который тяжелее SiCl4, собирается в отстойнике 111. Остаток периодически удаляют через трубопровод 117. Остаток обычно содержит полихлорсилан и/или полихлорсилоксан. Примерами таких полихлорсиланов и полихлорсилоксанов являются частично гидрогенизованные соединения, включая тетрахлордисилоксан (H2SiO2OCl4) и пентахлордисилоксан (HSi2OCl5); и другие высококипящие соединения, включая гексахлордисилоксан (SiO2OCl6) и гексахлордисилан (Si2Cl6). Точное количество каждого из соединений полихлорсилана и полихлорсилоксана в остатке может варьироваться в зависимости от химии процесса и условий, в которых образуется остаток. Однако остаток может содержать от 0 до 15% H2Si2OCl4, от 5% до 35% HSi2OCl5, от 15% до 25% Si2OCl6 и от 35% до 75% Si2Cl6, из расчета на объединенную массу полихлорсиланов и полихлорсилоксанов в остатке. Остаток также может содержать твердые вещества, который нерастворимы в соединениях, описанных выше. Например, твердые вещества могут представлять собой полихлорсилоксаны, имеющие 4 или более атомов кремния, и полихлорсиланы более высого порядка. Твердые вещества также могут содержать твердые частицы кремния, которые возможно могут быть регенерированы, как описано ниже, и возможно рециркулированы в FBR 103.
Остаток может подаваться в аппарат для удаления твердых частиц 119. Твердые вещества могут быть удалены через трубопровод 121. Чистая смесь (т.е. смесь, содержащая тетрахлордисилоксан, пентахлордисилоксан, гексахлордисилоксан и гексахлордисилан, где твердые частицы удалены) может подаватьсяа через трубопровод 123 обратно в отстойник 111.
Фиг.1 предназначена для иллюстрации изобретения для среднего специалиста в данной области техники и не должна интерпретироваться как ограничивающая объем изобретения, изложенного в формуле изобретения. Средний специалист в данной области техники может осуществить модификации изобретения, проиллюстрированного на Фиг.1, которые по-прежнему способствуют осуществлению данного изобретения. Например, специалист в данной области техники знает, что циклон 108 не является обязательным и что один или более трубопроводов для подачи 101, 102 и 105 возможно могут быть объединены перед вхождением в FBR 103. Специалист в данной области техники знает, что дистилляционная колонна 110 может иметь конфигурацию, отличную от показанной на Фиг.1, например, вместо отстойника 111 может быть использован отдельный ребойлер, в который подают газ из трубопровода 113. Тогда остаток будет накапливаться в ребойлере. Кроме того, может быть использован альтернативный способ получения HSiCl3, например, альтернативный FBR 103, который продуцирует HSiCl3 из HCl и порошкового кремния.
Реакции крекинга соединений полихлорсилана и/или полихлорсилоксана в чистой смеси могут давать мономерные соединения хлорсилана (HSiCl3 и SiCl4) и полимеры силана и силоксана более высокого порядка с каждой последующей реакцией соединений в чистой смеси. Силоксановые полимеры становятся достаточно большими с образованием твердых частиц при длине приблизительно 4 звена. В условиях дистилляционного аппарата полихлорсиланы аналогично подвергаются реакциям крекинга. Частично гидрогенизированные соединения, описанные выше, находятся в равновесии с HSiCl3 и другими (не гидрогенизированными) соединениями, описанными выше, находятся в равновесии с SiCl4 согласно следующим реакциям:
HnSiO2OCl6-n↔Hn-1Si3O2Cl8-n+HSiCl3, где подстрочный индекс n означает число атомов водорода, например, 1 или 2,
Si2OCl6↔Si3O2Cl8+SiCl4.
Когда полихлорсилоксаны достигают степени полимеризации 4 или более, может образовываться твердое вещество, и реакция может стать необратимой, как проиллюстрировано ниже:
HnSi3O2Cl8-n→Hn-1Si4O3Cl10-n (твердое вещество) + HSiCl3, и
Si3O2Cl8→Si4O3C10 (твердое вещество) + SiCl4.
Основываясь на кинетических данных, все вышеуказанные реакции протекают с различными скоростями в отстойнике 111 с возможностью достижения равновесий за время пребывания соединений в отстойнике 111 при рециркулировании чистой смеси. Отстойник 111 может функционировать при температуре от 130°C до 280°C, альтернативно, от 180°C до 240°C, и альтернативно, от 200°C до 220°C, в течение времени пребывания, варьирующемся от 10 суток до 1 часа, при давлении, варьирующемся от 25 бар (2,5 МПа) до 40 бар (4 МПа). Специалист в данной области техники знает, что выбранное время пребывания зависит от различных факторов, включающих температуру и присутствие или отсутствие катализатора. Давление может быть выбрано на основании практических ограничений. Повышенное давление будет увеличивать температуры кипения в дистилляционном аппарате. Диапазон давлений позволяет реакции протекать при подходящих температурах и, следовательно, с достаточной скоростью.
Промышленная применимость
Способ, описанный в данной заявке, приводит к уменьшению отходов и увеличению выхода хлорсилановых мономеров (HSiCl3 и SiCl4), полезных в производстве поликристаллического кремния. Полихлорсиланы и полихлорсилоксаны, которые в противном случае были бы удалены в виде отходов, подвергаются крекингу с получением полезных HSiCl3 и SiCl4.
Claims (13)
1. Способ крекинга полихлорсилана и/или полихлорсилоксана с получением трихлорсилана, тетрахлорсилана или их комбинации, включающий:
а) получение смеси, содержащей полихлорсилан и/или полихлорсилоксан;
б) удаление твердых частиц из этой смеси с получением чистой смеси; и
в) рециркуляцию полученной чистой смеси, содержащей полихлорсилан и/или полихлорсилоксан, в дистилляционный аппарат, и крекинг полихлорсилана и/или полихлорсилоксана в дистилляционном аппарате с получением трихлорсилана, тетрахлорсилана или их комбинации.
а) получение смеси, содержащей полихлорсилан и/или полихлорсилоксан;
б) удаление твердых частиц из этой смеси с получением чистой смеси; и
в) рециркуляцию полученной чистой смеси, содержащей полихлорсилан и/или полихлорсилоксан, в дистилляционный аппарат, и крекинг полихлорсилана и/или полихлорсилоксана в дистилляционном аппарате с получением трихлорсилана, тетрахлорсилана или их комбинации.
2. Способ по п.1, где чистую смесь рециркулируют в отстойник дистилляционного аппарата.
3. Способ по п.1, где чистую смесь рециркулируют в ребойлер дистилляционного аппарата.
4. Способ по п.1, в котором твердые вещества рециркулируют в реактор с псевдоожиженным слоем для получения трихлорсилана.
5. Способ по п.1, где полихлорсилан выбран из группы, состоящей из гексахлордисилана, пентахлордисилана, тетрахлордисилана и их комбинации.
6. Способ по п.1, где полихлорсилоксан выбран из группы, состоящей из тетрахлордисилоксана, пентахлордисилоксана, гексахлордисилоксана и их комбинации.
7. Способ по п.1, где дистилляционный аппарат работает при температуре от 130°C до 280°C, когда время пребывания составляет от 10 суток до 1 ч при давлении от 25 бар (2,5 МПа) до 40 бар (4 МПа).
8. Способ по п.1, дополнительно включающий: г) подачу стока из реактора с псевдоожиженным слоем, производящего трихлорсилан, в дистилляционный аппарат перед стадией а).
9. Способ по п.8, где сток представляет собой поток неочищенного продукта, содержащий тетрахлорсилан, трихлорсилан, твердые частицы кремния и водород.
10. Способ по п.8, дополнительно включающий: д) удаление твердых частиц кремния из стока перед стадией г).
11. Способ по п.3, где ребойлер содержит катализатор.
12. Способ по п.11, где катализатор выбран из группы, состоящей из хлорида титана, олова, алюминия или их комбинации.
13. Способ по п.11, где катализатор содержит металл платиновой группы.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US11939108P | 2008-12-03 | 2008-12-03 | |
| US61/119,391 | 2008-12-03 | ||
| PCT/US2009/064721 WO2010065287A1 (en) | 2008-12-03 | 2009-11-17 | Process for producing trichlorosilane and tetrachlorosilane |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2011118231A RU2011118231A (ru) | 2013-01-10 |
| RU2499801C2 true RU2499801C2 (ru) | 2013-11-27 |
Family
ID=41511057
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011118231/04A RU2499801C2 (ru) | 2008-12-03 | 2009-11-17 | Способ получения трихлорсилана и тетрахлорсилана |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20110250116A1 (ru) |
| EP (1) | EP2367832A1 (ru) |
| KR (1) | KR20110100249A (ru) |
| CN (1) | CN102232080A (ru) |
| CA (1) | CA2743246A1 (ru) |
| RU (1) | RU2499801C2 (ru) |
| TW (1) | TWI466827B (ru) |
| WO (1) | WO2010065287A1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2673664C2 (ru) * | 2014-07-22 | 2018-11-29 | Моументив Перформенс Матириалз Гмбх | Способ расщепления кремний-кремниевых связей и/или хлор-кремниевых связей в моно-, поли- и/или олигосиланах |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101786629A (zh) | 2009-01-22 | 2010-07-28 | 陶氏康宁公司 | 回收高沸点废料的方法 |
| DE102011110040B4 (de) * | 2011-04-14 | 2024-07-11 | Evonik Operations Gmbh | Verfahren zur Herstellung von Chlorsilanen mittels hochsiedender Chlorsilane oder chlorsilanhaltiger Gemische |
| WO2013089014A1 (ja) * | 2011-12-16 | 2013-06-20 | 東亞合成株式会社 | 高純度クロロポリシランの製造方法 |
| CN105314637B (zh) * | 2014-07-30 | 2019-07-12 | 江苏中能硅业科技发展有限公司 | 卤硅聚合物裂解制备卤硅烷的方法及装置 |
| CN105236413A (zh) * | 2015-09-21 | 2016-01-13 | 太仓市金锚新材料科技有限公司 | 一种四氯化硅的制备方法 |
| TWI791547B (zh) * | 2017-07-31 | 2023-02-11 | 中國大陸商南大光電半導體材料有限公司 | 製備五氯二矽烷之方法及包含五氯二矽烷之經純化的反應產物 |
| TWI694863B (zh) * | 2019-04-23 | 2020-06-01 | 行政院原子能委員會核能研究所 | 循環量可控式流體化床反應器及循環量可控式雙流體化床反應系統 |
| CN111348652A (zh) * | 2020-04-29 | 2020-06-30 | 中国恩菲工程技术有限公司 | 氯硅烷高沸物催化裂解反应器和多晶硅装置 |
| CN116986597B (zh) * | 2022-04-26 | 2025-10-14 | 新特能源股份有限公司 | 一种聚氯硅氧烷催化裂解制备氯硅烷的方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2099343C1 (ru) * | 1995-03-24 | 1997-12-20 | Чебоксарское акционерное общество "Химпром" | Способ получения триметилхлорсилана |
| WO2007101789A1 (de) * | 2006-03-03 | 2007-09-13 | Wacker Chemie Ag | Wiederverwertung von hochsiedenden verbindungen innerhalb eines chlorsilanverbundes |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3910980A (en) * | 1973-02-28 | 1975-10-07 | Sagami Chem Res | Process for preparing monosilanes from polysilanes |
| US4585646A (en) * | 1984-06-05 | 1986-04-29 | Gomberg Henry J | Obtaining silicon compounds by radiation chemistry |
| DE3615509A1 (de) * | 1986-05-07 | 1987-11-12 | Dynamit Nobel Ag | Verfahren zur spaltung von chlorsiloxanen |
| DE3941825A1 (de) * | 1989-12-19 | 1991-06-20 | Huels Chemische Werke Ag | Verfahren zur abwasserfreien aufarbeitung von rueckstaenden einer chlorsilandestillation mit calciumcarbonat |
| JP3853894B2 (ja) * | 1996-01-23 | 2006-12-06 | 株式会社トクヤマ | 塩化水素の減少した混合物の製造方法 |
| DE10039172C1 (de) * | 2000-08-10 | 2001-09-13 | Wacker Chemie Gmbh | Verfahren zum Aufarbeiten von Rückständen der Direktsynthese von Organochlorsilanen |
| DE102006009953A1 (de) * | 2006-03-03 | 2007-09-06 | Wacker Chemie Ag | Verfahren zur Wiederverwertung von hochsiedenden Verbindungen innerhalb eines Chlorsilanverbundes |
-
2009
- 2009-11-17 WO PCT/US2009/064721 patent/WO2010065287A1/en not_active Ceased
- 2009-11-17 KR KR1020117015135A patent/KR20110100249A/ko not_active Ceased
- 2009-11-17 EP EP09752997A patent/EP2367832A1/en not_active Withdrawn
- 2009-11-17 US US13/127,987 patent/US20110250116A1/en not_active Abandoned
- 2009-11-17 CA CA2743246A patent/CA2743246A1/en not_active Abandoned
- 2009-11-17 RU RU2011118231/04A patent/RU2499801C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2009-11-17 CN CN2009801483478A patent/CN102232080A/zh active Pending
- 2009-12-03 TW TW98141385A patent/TWI466827B/zh not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2099343C1 (ru) * | 1995-03-24 | 1997-12-20 | Чебоксарское акционерное общество "Химпром" | Способ получения триметилхлорсилана |
| WO2007101789A1 (de) * | 2006-03-03 | 2007-09-13 | Wacker Chemie Ag | Wiederverwertung von hochsiedenden verbindungen innerhalb eines chlorsilanverbundes |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2673664C2 (ru) * | 2014-07-22 | 2018-11-29 | Моументив Перформенс Матириалз Гмбх | Способ расщепления кремний-кремниевых связей и/или хлор-кремниевых связей в моно-, поли- и/или олигосиланах |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2743246A1 (en) | 2010-06-10 |
| TWI466827B (zh) | 2015-01-01 |
| CN102232080A (zh) | 2011-11-02 |
| WO2010065287A1 (en) | 2010-06-10 |
| KR20110100249A (ko) | 2011-09-09 |
| TW201029923A (en) | 2010-08-16 |
| US20110250116A1 (en) | 2011-10-13 |
| EP2367832A1 (en) | 2011-09-28 |
| RU2011118231A (ru) | 2013-01-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2499801C2 (ru) | Способ получения трихлорсилана и тетрахлорсилана | |
| JP5374091B2 (ja) | 多結晶シリコンの製造方法 | |
| TWI602780B (zh) | 受碳化合物污染的氯矽烷或氯矽烷混合物的後處理方法 | |
| AU2011322027B2 (en) | Method for purifying chlorosilanes | |
| US7033561B2 (en) | Process for preparation of polycrystalline silicon | |
| JP5337749B2 (ja) | トリクロロシランの製造方法 | |
| KR101426099B1 (ko) | 다결정 실리콘의 제조 방법 및 다결정 실리콘 제조 설비 | |
| JP5654490B2 (ja) | 高沸点廃棄物の再生プロセス | |
| KR20110031284A (ko) | 할로겐 실란으로부터 붕소 함유 불순물의 제거 방법 및 상기 방법의 수행 장치 | |
| JP5879283B2 (ja) | トリクロロシランの製造方法 | |
| JPH0735386B2 (ja) | メチルクロルシラン合成の高沸点残留物からメチルクロルシランを製出する方法 | |
| CN101378990A (zh) | 在综合氯硅烷设备中回收高沸点化合物 | |
| JP2012158515A (ja) | クロロシランの蒸留による精製方法 | |
| JP4659797B2 (ja) | 多結晶シリコンの製造方法 | |
| CN107867695A (zh) | 三氯硅烷的纯化系统和多晶硅的制造方法 | |
| US10294109B2 (en) | Primary distillation boron reduction | |
| JP2006176357A (ja) | ヘキサクロロジシランの製造方法 | |
| KR20210053336A (ko) | 할로실란 함유 조성물내 보론 화합물의 함량을 감소시키는 방법 | |
| CN101495408A (zh) | 多晶硅的制备方法及多晶硅的制备设备 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20141118 |