DE10057521B4 - Process for the preparation of silanes - Google Patents
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Abstract
Verfahren
zur Herstellung von Verbindungen der Formel
y für
0, 1 oder 2 steht und
x + y = 4 ist,
umfassend die folgenden
Schritte:
– Bereitstellen
eines Styrol-Divinylbenzol-Copolymerisates und von Phthalimid-Derivaten,
– Umsetzung
der Styrol-Divinylbenzol-Copolymerisate mit den Phthalimid-Derivaten
zu Kondensationsprodukten,
– Hydrolyse der Kondensationsprodukte
zu einem vernetzten primären
Polyvinylbenzylamin,
– Umsetzung
des vernetzten primären
Polyvinylbenzylamins mit Formaldehyd und Ameisensäure zu einem
Katalysator, der ein mit Divinylbenzol vernetztes Polystyrol-Harz mit
tertiären
Amin-Gruppen ist,
– Disproportionierung
eines Hydrochlorsilans der Formel
y für
1, 2 oder 3 steht und
a + b = 4 und
b > y ist,
oder einer Mischung dieser
Hydrochlorsilane in Gegenwart des Katalysators.Process for the preparation of compounds of the formula
y is 0, 1 or 2 and
x + y = 4,
comprising the following steps:
Providing a styrene-divinylbenzene copolymer and phthalimide derivatives,
Reaction of the styrene-divinylbenzene copolymers with the phthalimide derivatives to give condensation products,
Hydrolysis of the condensation products to a crosslinked primary polyvinylbenzylamine,
Reacting the crosslinked primary polyvinylbenzylamine with formaldehyde and formic acid to a catalyst which is a divinylbenzene crosslinked polystyrene resin having tertiary amine groups,
- Disproportionation of a hydrochlorosilane of the formula
y is 1, 2 or 3 and
a + b = 4 and
b> y is,
or a mixture of these hydrochlorosilanes in the presence of the catalyst.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Silanen oder Hydrochlorsilanen durch Disproportionierung von höher chlorierten Hydrochlorsilanen oder Hydrochlorsilangemischen in Gegenwart eines Katalysators, sowie ein Verfahren zur Herstellung von Reinst-Silicium.The The present invention relates to a process for the preparation of Silanes or hydrochlorosilanes by disproportionation of higher chlorinated hydrochlorosilanes or hydrochlorchlorosilane mixtures in the presence of a catalyst, as well a process for producing ultra-pure silicon.
SiH4 ist ein hervorragend geeignetes Ausgangsmaterial, aus dem, gegebenenfalls nach weiterer Reinigung, durch thermische Zersetzung sehr reines Silicium in Halbleiterqualität abgeschieden werden kann. Der Bedarf an Reinst-Silicium wächst stark und damit der Bedarf an reinem Silan, dessen hervorragende Eignung zur Reinst-Silicium-Erzeugung immer mehr erkannt und genutzt wird.SiH 4 is an excellently suitable starting material from which, if appropriate after further purification, very pure silicon in semiconductor quality can be deposited by thermal decomposition. The demand for ultra-pure silicon is growing rapidly and therewith the demand for pure silane, whose outstanding suitability for the purest silicon production is increasingly recognized and used.
Die Herstellung von Silan aus Trichlorsilan durch Disproportionierung ist wirtschaftlich besonders vorteilhaft.The Production of silane from trichlorosilane by disproportionation is economically particularly advantageous.
Die
Herstellung von Dichlorsilan und Silan aus Hydrochlorsilanen durch
Disproportionierung verläuft
im Wesentlichen nach den Brutto-Gleichungen
Um die Silan-Erzeugung auf diesem Weg auch bei tiefen Temperaturen schnell und ohne Bildung von Zersetzungsprodukten durchführen zu können, ist die Anwesenheit von Katalysatoren hilfreich. Besonders bewährt haben sich basische Katalysatoren, darunter sind Amine und Amin-Derivate, z. B. Salze der Amine, Säureamide, Nitrile, N-haltige Heterocyclen und andere Stickstoff enthaltende Stoffe hervorzuheben.Around the silane production on this way even at low temperatures perform quickly and without the formation of decomposition products can, the presence of catalysts is helpful. Have proven especially basic catalysts, including amines and amine derivatives, z. Salts of amines, acid amides, Nitriles, N-containing heterocycles and other nitrogen-containing Emphasize substances.
So
ist aus der
Aus diesen Gründen und der damit verbundenen einfacheren Verfahrensführung werden im technischen Einsatz nur feste, geformte Amine, entweder an Trägern fixiert oder in vernetzte Polymere inkorporiert, als Katalysatoren eingesetzt.Out these reasons and the associated simpler process management in technical use only solid, shaped amines, either fixed to carriers or incorporated into crosslinked polymers, used as catalysts.
In
der Regel wird die Dispropotionierung von Trichlorsilan in mehreren
Schritten, beispielsweise in zwei Schritten durchgeführt. Es
ist jedoch bereits beschrieben worden, die Disproportionierung in
einem Schritt nach dem Prinzip der Reaktivdestallation ablaufen
zu lassen. Die Reaktivdestillation ist durch Kombination von Reaktion
und destillativer Trennung in einem Apparat, insbesondere einer
Kolonne gekennzeichnet. Durch die fortlaufende destillative Entfernung
der jeweils leichtest siedenden Komponente in jedem Raumelement
wird stets ein optimales Gefälle
zwischen Gleichgewichtszustand und tatsächlichem Gehalt an leichter
siedenden Komponenten bzw. leichtest siedender Komponente aufrecht
erhalten, so dass eine maximale Reaktionsgeschwindigkeit resultiert
(
Die Vorteile der Reaktivdestillation lassen sich insbesondere durch die Verknüpfung mit der Katalyse an Feststoffen nutzen. Dies wird dadurch erreicht, dass die Disproportionierung von beispielsweise Trichlorsilan zu Siliciumtetrachlorid und Silan in einer Kolonne ausgeführt wird, deren den Stoffaustausch ermöglichenden Füllungen (Füllkörper, Einbauten etc.) mit den katalytisch wirksamen Feststoffen verbunden sind.The Advantages of the reactive distillation can be particularly by The link using catalysis on solids. This is achieved by that the disproportionation of, for example, trichlorosilane to Silicon tetrachloride and silane are carried out in a column, their fillings enabling the exchange of substances (Packing, internals etc.) are associated with the catalytically active solids.
Die eingesetzten Katalysatoren müssen sich nicht nur durch eine hohe Katalyse-Aktivität, sondern auch durch hohe Durchströmbarkeit des Katalysators, wodurch eine optimale Verteilung der Reaktanden gewährleistet ist, und eine hohe Reinheit auszeichnen.The used catalysts must not only by a high catalytic activity, but also by high through flow of the catalyst, ensuring optimal distribution of the reactants guaranteed is, and a high purity excel.
Es bestand also die Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung von Silan, Monochlorsilan und/oder Dichlorsilan durch Disproportionierung von Hydrochlorsilanen in Gegenwart eines Katalysators anzugeben, wobei sich der Katalysator durch hohe Katalyse-Aktivität, vorteilhaftes fluiddynamisches Verhalten, wie z. B. einen geringen Widerstand gegen Durchströmen mit Flüssigkeiten und/oder Gasen, und eine hohe Reinheit auszeichnet. Unter hoher Reinheit wird dabei verstanden, dass keine Verunreinigungen an die umzusetzenden Hydrochlorsilane bzw. das Produkt abgegeben werden.It So the task was a process for the production of silane, Monochlorosilane and / or dichlorosilane by disproportionation of Specify hydrochlorosilanes in the presence of a catalyst, wherein the catalyst is characterized by high catalytic activity, favorable fluid dynamic Behavior, such as B. a low resistance to flow with liquids and / or gases, and a high purity. Under high purity is understood that no impurities to be reacted Hydrochlorosilane or the product are delivered.
Von entscheidender Bedeutung ist dabei, dass vom Katalysator keine Verunreinigungen beim Kontakt mit Hydrochlorsilanen abgegeben werden, da an die Produkte, insbesondere an Silan und Dichlorsilan äußerst hohe Anforderungen an die Reinheit gestellt werden, so dass Fremdbestandteile höchstens in Mengen von einigen wenigen Teilen pro 1 Milliarde Teilen Produkt toleriert werden können. Da die Reinigung von beispielsweise Silan oder Dichlorsilan auf ein derart niedriges Verunreinigungsniveau aufwendig ist, muss bereits bei der Herstellung der Eintrag von Verunreinigungen vermieden werden. Die Forderung hoher Reinheit gilt auch für das ebenfalls entstehende hochsiedende Endprodukt der Disproportionierung Siliciumtetrachlorid. Nur mit sehr geringen Gehalten an Verunreinigungen ist es zur Weiterverarbeitung zu hochwertigen Produkten, etwa zur Herstellung von Siliciumdioxid für Lichtleitfasern oder für im Elektronikbereich einsetzbare Gefäße verwendbar.Of crucial importance is that the catalyst no impurities are released in contact with hydrochlorosilanes, since the products, in particular silane and dichlorosilane extremely high demands are made on the purity, so that impurities at most in quantities of a few parts per billion Share product can be tolerated. As the purification of, for example, silane or dichlorosilane to such a low level of contamination consuming, must already be avoided in the preparation of the entry of impurities. The requirement of high purity also applies to the resulting high-boiling end product of disproportionation silicon tetrachloride. Only with very low levels of impurities can it be used for further processing into high-grade products, for example for the production of silica for optical fibers or for vessels which can be used in the electronics sector.
Überraschenderweise hat sich nun gezeigt, dass der Gehalt an Verunreinigungen im Produkt deutlich herabgesetzt werden kann, wenn als Katalysator mit Divinylbenzol vernetzte Polystyrol-Harze mit tertiären Amin-Gruppen eingesetzt werden, die auf dem Weg der direkten Aminomethylierung hergestellt wurden.Surprisingly has now been shown that the content of impurities in the product significantly can be reduced when crosslinked as a catalyst with divinylbenzene Polystyrene resins with tertiary Amine groups are used that are on the way to direct aminomethylation were manufactured.
Gegenstand
der Erfindung ist demnach ein Verfahren zur Herstellung von Verbindungen
der Formel
y für
0, 1 oder 2 steht und
x + y = 4 ist,
durch Disproportionierung
eines Hydrochlorsilans der Formel
b für
1, 2 oder 3 steht und
a + b = 4 und
b > y ist,
oder einer Mischung dieser
Hydrochlorsilane in Gegenwart eines Katalysators, wobei als Katalysator
ein mit Divinylbenzol vernetztes Polystyrol-Harz mit tertiären Amin-Gruppen eingesetzt
wird, das durch direkte Aminomethylierung eines Styrol-Divinylbenzol-Copolymerisats
hergestellt wurde.The invention accordingly provides a process for the preparation of compounds of the formula
y is 0, 1 or 2 and
x + y = 4,
by disproportionation of a hydrochlorosilane of the formula
b is 1, 2 or 3 and
a + b = 4 and
b> y is,
or a mixture of these Hydrochlorosilane in the presence of a catalyst, wherein the catalyst used is a divinylbenzene crosslinked polystyrene resin having tertiary amine groups, which was prepared by direct aminomethylation of a styrene-divinylbenzene copolymer.
Erfindungsgemäß werden also Hydrochlorsilane mit einer geringeren Anzahl an Chlorsubstituenten oder Silan ausgehend von höher chlorierten Hydrochlorsilanen erhalten, wobei bedingt durch die Natur der Disproportionierungsreaktion auch immer ein höherchloriertes Koppelprodukt anfällt, das jedoch als Edukt definiert werden kann und in diesem Sinne zu den gewünschten Produkten abreagiert.According to the invention So hydrochlorosilane with a lower number of chlorine substituents or silane starting from higher obtained chlorinated hydro chlorosilanes, due to the nature the disproportionation reaction always a higher chlorinated Co-product arises, which, however, can be defined as starting material and in this sense too the wished Abreacted products.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann diskontinuierlich oder kontinuierlich durchgeführt werden. Bevorzugt ist eine kontinuierliche Reaktionsführung.The inventive method can be carried out batchwise or continuously. Preference is given to a continuous reaction procedure.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich besonders vorteilhaft zur Herstellung von Silan durch Disproportionierung von Trichlorsilan, Dichlorsilan oder deren Gemisch, bevorzugt von Trichlorsilan.The inventive method is particularly advantageous for the production of silane by Disproportionation of trichlorosilane, dichlorosilane or their mixture, preferably trichlorosilane.
Es ist beispielsweise aber auch möglich Dichlorsilan durch Disproportionierung von Trichlorsilan zu erhalten.It is also possible, for example Dichlorosilane obtained by disproportionation of trichlorosilane.
Trichlorsilan und Dichlorsilan können dabei entweder als reine Stoffe oder als Gemische untereinander oder auch als Gemische mit Siliciumtetrachlorid und/oder Monochlorsilan eingesetzt werden.trichlorosilane and dichlorosilane either as pure substances or as mixtures with each other or as mixtures with silicon tetrachloride and / or monochlorosilane be used.
Bevorzugt wird das erfindungsgemäße Disproportionierungs-Verfahren nach dem Prinzip der Reaktivdestillation durchgeführt.Prefers becomes the disproportionation process according to the invention carried out according to the principle of reactive distillation.
Mit Divinylbenzol vernetzte Polystyrol-Harze mit tertiären Amin-Gruppen lassen sich nach verschiedenen Verfahren erhalten, die zu formelmäßig identischen Produkten führen (Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie, 4. Auflage, Band 13, Weinheim 1997, S. 301 bis 303). Die Produkte weisen jedoch je nach Herstellverfahren unterschiedliche Gehalte an störenden Verunreinigungen auf, die mit Hydrochlorsilanen teilweise reagieren oder unter den Reaktionsbedingungen eluiert werden.With Divinylbenzene crosslinked polystyrene resins with tertiary amine groups can be obtained by various methods that are identical in terms of formula Lead products (Ullmann's Encyclopaedia Technical Chemistry, 4th Edition, Volume 13, Weinheim 1997, p. 301 to 303). However, the products have different depending on the manufacturing process Contents of disturbing Impurities that partially react with hydrochlorosilanes or eluted under the reaction conditions.
Gemäß Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie, 4. Auflage, Band 13, Weinheim 1997, S. 301 bis 303 werden mit Divinylbenzol vernetzte Polystyrol-Harze mit tertiären Amin-Gruppen vor allem auf dem Weg der Chlormethylierung und auf dem Weg der direkten Aminomethylierung eines Styrol-Divinylbenzol-Copolymerisats hergestellt. Der Weg der direkten Aminomethylierung wird auch als Phthalimid-Verfahren bezeichnet.According to Ullmanns Encyclopaedia Technical Chemistry, 4th Edition, Volume 13, Weinheim 1997, p. 301 to 303 are divinylbenzene crosslinked polystyrene resins having tertiary amine groups especially on the way of chloromethylation and on the way of direct aminomethylation of a styrene-divinylbenzene copolymer produced. The route of direct aminomethylation is also called the phthalimide process designated.
Es hat sich nun gezeigt, dass der erfindungsgemäße Einsatz der auf dem Weg der direkten Aminomethylierung hergestellten mit Divinylbenzol vernetzten Polystyrol-Harze mit tertiären Amin-Gruppen als Disproportionierungs-Katalysatoren zu einer deutlichen Vereinfachung der gegebenenfalls notwendigen Vorreinigung der Katalysatorpartikel und einer höheren Reinheit der Produkte, insbesondere Silan, Dichlorsilan und auch Siliciumtetrachlorid führt.It has now been shown that the use of the invention along the way of direct aminomethylation crosslinked with divinylbenzene Polystyrene resins with tertiary Amine groups as disproportionation catalysts to a significant Simplification of the possibly necessary pre-cleaning of the catalyst particles and a higher one Purity of the products, especially silane, dichlorosilane and also Silicon tetrachloride leads.
Die Herstellung von mit Divinylbenzol vernetzten Polystyrol-Harzen mit tertiären Amin-Gruppen in der Seitenkette auf dem Weg der direkten Aminomethylierung eines Styrol-Divinylbenzol-Copolymerisats ist in Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie, 4. Auflage, Band 13, Weinheim 1997, S. 301 bis 303 ausführlich beschrieben.The Preparation of divinylbenzene crosslinked polystyrene resins with tertiary Amine groups in the side chain on the way of direct aminomethylation of a styrene-divinylbenzene copolymer is in Ullmann's Encyclopedia of Technical Chemistry, 4th Edition, Volume 13, Weinheim 1997, pp. 301 to 303 in detail described.
Ein auf an und für sich bekannte Weise erhältliches Styrol-Divinylbenzol-Copolymerisat wird dabei beispielsweise mit Derivaten des Phthalimids oder anderer Carbonsäureimide zu Kondensationsprodukten umgesetzt, nach deren Hydrolyse man ein vernetztes primäres Polyvinylbenzylamin erhält. Dieses lässt sich beispielsweise durch Umsetzung mit Formaldehyd und Ameisensäure zum tertiären Aminharz umsetzen.A styrene-divinylbenzene copolymer obtainable in a manner known per se is condensed, for example, with derivatives of phthalimide or of other carboxylic acid imides reacted after hydrolysis to obtain a crosslinked primary polyvinylbenzylamine. This can be implemented, for example, by reaction with formaldehyde and formic acid to form the tertiary amine resin.
Geeignete Phthalimid-Derivate für diesen Syntheseweg sind beispielsweise Chlormethylphthalimid, das in Gegenwart von Zinntetrachlorid mit dem Divinylbenzol-Styrol-Copolymerisat kondensiert wird und Acetoxymethylphthalimid, das mit Schwefelsäure als Katalysator in gleicher Weise umgesetzt werden kann.suitable Phthalimide derivatives for This synthesis route is, for example, chloromethylphthalimide, the in the presence of tin tetrachloride with the divinylbenzene-styrene copolymer is condensed and acetoxymethylphthalimide, with sulfuric acid as Catalyst can be implemented in the same way.
Bevorzugt wird als Katalysator ein mit Divinylbenzol vernetztes Polystyrol-Harz mit Dialkylaminomethylen-Gruppen eingesetzt, wobei die Dialkylaminomethylen-Gruppen an die Phenylreste des Divinylbenzol-Styrol-Copolymerisats gebunden sind.Prefers becomes a catalyst with a divinylbenzene crosslinked polystyrene resin used with dialkylaminomethylene groups, wherein the dialkylaminomethylene groups on the phenyl radicals of the divinylbenzene-styrene copolymer are bound.
Besonders bevorzugt handelt es sich bei den Dialkylaminomethylen-Gruppen um Dimethylaminomethylen- oder Diethylaminomethylen-Gruppen.Especially Preferably, the dialkylaminomethylene groups are Dimethylaminomethylene or diethylaminomethylene groups.
Insbesondere bevorzugt liegt der Katalysator in Form monodisperser Partikel vor. Monodisperse Katalysatorpartikel im Sinne der vorliegenden Erfindung zeichnen sich durch eine enge Partikelgrößenverteilung aus, wobei mind. 90% der Partikel einen Partikeldurchmesser aufweisen, der maximal ±8% vom mittleren Partikeldurchmesser abweicht.Especially Preferably, the catalyst is in the form of monodisperse particles. Monodisperse catalyst particles in the context of the present invention are characterized by a narrow particle size distribution, with min. 90% of the particles have a particle diameter which is ± 8% of the maximum deviates in average particle diameter.
Der mittlere Partikeldurchmesser wird dabei mittels Bildanalyse ermittelt. Dabei wird eine photographische Aufnahme der Partikel (on-line aus der an einer Kamera vorbeiströmenden Partikelsuspension oder off-line aus einer dem Produkt entnommenen Probe) mit einem kommerziellen elektronischen Bildanalysensystem untersucht und die tatsächlichen Partikeldurchmesser der sphärischen Teilchen als Histogramm in Durchmesserklassen dargestellt. Aus diesem werden mittlerer Durchmesser und Streubreite abgelesen. Der Prozentwert der Teilchen, die in den Größenbereich des mittleren Durchmessers ±8% fallen, wird definitionsgemäß als Monodispersitätsgrad bezeichnet.Of the mean particle diameter is determined by image analysis. In this case, a photograph of the particles (on-line from the passing of a camera Particle suspension or off-line from a sample taken from the product) examined with a commercial electronic image analysis system and the actual particle diameter the spherical one Particles shown as histogram in diameter classes. For this The mean diameter and spread are read off. The percentage the particles that are in the size range average diameter ± 8% by definition is defined as the degree of monodispersibility.
Setzt man einen Katalysator mit einem mittleren Partikeldurchmesser von 0,4 mm ein, so fallen mindestens 90% der Partikel in den Größenbereich 0,38 bis 0,44 mm, während nur in Summe 10% der Partikel kleiner als 0,38 und größer als 0,44 mm sind.Puts a catalyst having a mean particle diameter of 0.4 mm, at least 90% of the particles fall in the size range 0.38 to 0.44 mm while only a total of 10% of the particles smaller than 0.38 and larger than 0.44 mm are.
Vor seiner Verwendung im erfindungsgemäßen Verfahren zur Disproportionierung von Hydrochlorsilanen kann der Katalysator einer Vorbehandlung unterzogen werden. Beispielsweise kann der Katalysator einer thermischen Trocknung unterzogen werden, gegebenenfalls mit Unterstützung durch Anlegen eines Vakuums oder durch Strippen mit einem gegebenenfalls erwärmten Inertgas wie Stickstoff, Edelgase oder Wasserstoff oder mit gegebenenfalls erwärmter Luft. Der Katalysator kann auch einem Lösemittelaustausch oder einer Wäsche mit einem oder nacheinander mehreren Lösemitteln und gewünschtenfalls anschließender Entfernung der Lösemittelreste unterworfen werden und/oder einem chemischen Trocknungsprozess, beispielsweise mit Phosgen oder Thionylchlorid. Vorzugsweise wird der Katalysator mehrstufig zunächst mit hochreinem Wasser und danach mit Methanol, vorzugsweise mit siedendem Methanol ausgewaschen und anschließend von Methanol-Resten durch Evakuieren, Beheizen oder Strippen mit einem Inertgas oder Wasserstoff befreit.In front its use in the disproportionation process of the invention of hydrochlorosilanes, the catalyst may be subjected to a pretreatment become. For example, the catalyst may be subjected to thermal drying optionally with the assistance of a vacuum or by stripping with an optionally heated inert gas such as nitrogen, noble gases or hydrogen or optionally heated air. The catalyst can also be a solvent exchange or a wash with one or more solvents in succession, and if desired followed by Removal of solvent residues subjected to and / or a chemical drying process, for example with phosgene or thionyl chloride. Preferably the catalyst in several stages initially with ultrapure water and then with methanol, preferably with Washed boiling methanol and then by methanol residues by Evacuate, heat or strip with an inert gas or hydrogen freed.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann beispielsweise eingesetzt werden in Prozessen zur Herstellung von Dichlorsilan und Silan und als Teilschritt von Prozessen zur Herstellung von Reinst-Silicium aus Silan.The inventive method For example, it can be used in manufacturing processes of dichlorosilane and silane and as a partial step of processes to Production of high-purity silicon from silane.
Demnach betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur Herstellung von Reinst-Silicium ausgehend von Silan, das nach dem oben beschriebenen Verfahren erhalten wird.Therefore The invention also relates to a process for producing high-purity silicon of silane obtained by the method described above.
Bevorzugt wird das erfindungsgemäße Verfahren in ein Gesamtverfahren zur Herstellung von Silan und/oder Reinst-Silicium integriert.Prefers becomes the method according to the invention in an overall process for the production of silane and / or ultra-pure silicon integrated.
Besonders bevorzugt wird das erfindungsgemäße Verfahren in ein Verfahren zur Herstellung von Silan und/oder Reinst-Silicium integriert, das aus folgenden Schritten besteht:
- 1. Trichlorsilan-Synthese aus Silicium, Siliciumtetrachlorid, Wasserstoff und ggf. einer weiteren Chlorquelle in einem Wirbelschicht-Reaktor unter Druck mit anschließender destillativer Isolierung des erzeugten Trichlorsilans und Rückführung des nicht umgesetzten Siliciumtetrachlorids und gewünschtenfalls des nicht umgesetzten Wasserstoffs.
- 2. Disproportionierung des Trichlorsilans zu Silan und Siliciumtetrachlorid über die Zwischenstufen Dichlorsilan und Monochlorsilan nach dem erfindungsgemäßen Verfahren an basischen Katalysatoren, vorzugsweise Amingruppen enthaltenden Katalysatoren, in apparativ zweistufiger oder einstufiger Ausführung und Rückführung des erzeugten, als Schwersieder anfallenden Siliciumtetrachlorids in die erste Verfahrensstufe.
- 3. Verwendung des Silans in der im vorangehenden Schritt anfallenden Reinheit oder Reinigung des Silans auf die vom weiteren Verwendungszweck geforderte Reinheit, vorzugsweise durch Destillation, besonders bevorzugt durch Destillation unter Druck. und gegebenenfalls
- 4. Thermische Zersetzung des Silans zu Reinst-Silicium, üblicherweise oberhalb 500°C.
- 1. trichlorosilane synthesis of silicon, silicon tetrachloride, hydrogen and optionally another source of chlorine in a fluidized bed reactor under pressure with subsequent isolation by distillation of the trichlorosilane produced and recycling of the unreacted silicon tetrachloride and, if desired, the unreacted hydrogen.
- 2. Disproportionation of trichlorosilane to silane and silicon tetrachloride via the intermediates dichlorosilane and monochlorosilane by the novel process of basic catalysts, preferably amine-containing catalysts, in apparativ two-stage or single-stage design and recycling of the generated as high boiler silicon tetrachloride in the first stage.
- 3. Use of the silane in the purity or purification of the silane obtained in the preceding step to the purity required by the further intended use, preferably by distillation, more preferably by distillation under pressure. and optionally
- 4. Thermal decomposition of the silane to ultrapure silicon, usually above 500 ° C.
Neben der thermischen Zersetzung an elektrisch beheizten Reinst-Silicium-Stäben ist dazu die thermische Zersetzung in einem Wirbelbett aus Reinst-Silicium-Partikeln geeignet, besonders wenn die Herstellung von solar grade Reinst-Silicium angestrebt ist. Zu diesem Zweck kann das Silan mit Wasserstoff und/oder mit Inertgasen im Mol-Verhältnis 1:0 bis 1:10 gemischt werden.Next the thermal decomposition of electrically heated ultra-pure silicon rods to the thermal decomposition in a fluidized bed of ultra-pure silicon particles suitable, especially if the production of solar grade ultra-pure silicon is sought. For this purpose, the silane with hydrogen and / or with inert gases in the molar ratio 1: 0 be mixed until 1:10.
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Non-Patent Citations (2)
| Title |
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| Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie 4. Au fl., Bd. 13 1974, S. 301-303 |
| Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie 4. Aufl., Bd. 13 … 1974, S. 301-303 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE10057521A1 (en) | 2002-05-23 |
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