DE102011006111A1 - Verwendung von Siliziumcarbidrohren mit Flansch- oder Bördelenden - Google Patents

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Abstract

Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung von keramischem Rohr aus Siliciumcarbid-Varianten in Verfahren zur Umsetzung von Chlorsilanen, wobei das Rohr zumindest an einem Ende einen Flansch oder eine Bördelung aufweist.

Description

  • Die Erfindung betrifft die Verwendung von Siliziumcarbidrohren mit Flansch- oder Bördelenden in Verfahren zur Umsetzung von Chlorsilanen.
  • Die dem Fachmann bekannten unterschiedlichen Typen von keramischen Rohr, das ganz oder teilweise aus Siliziumcarbid besteht, werden im Rahmen der Erfindung mit „xSiC-Rohr” abgekürzt.
  • Im Stand der Technik sind Siliziumcarbidrohre seit Langem bekannt. In der Prozesstechnik beispielsweise werden Rohre aus solchem Material für Wärmetauscher eingesetzt. Die Rohre enden stumpf mit flachem Rohrquerschnitt. Beim Übergang des xSiC-Rohres auf Metall oder einen anderen Werkstoff wird mit einem Dichtungselement aus Elastomer abgedichtet.
  • 1 zeigt schematisch ein dem Stand der Technik gemäßes xSiC-Rohr (S) mit elastomerer Dichtung (E), die zum Beispiel als O-Ring ausgeführt sein kann, in zwei unterschiedlichen Anordnungen.
  • Weil die Temperaturbeständigkeit elastomerer Dichtungen auf einen Bereich unter etwa 250°C begrenzt ist, werden die Vorteile des xSiC-Werkstoffes nicht in Gänze ausgenutzt.
  • Die vorliegende Erfindung stellt weitere Anwendungsmöglichkeiten für xSiC-Rohre gemäß Verwendungsanspruch 1 bereit.
  • Gegenstand der Erfindung ist demnach die Verwendung von xSiC-Rohr in Verfahren zur Umsetzung von Chlorsilanen, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass das xSiC-Rohr zumindest an einem Ende einen Flansch oder eine Bördelung aufweist.
  • Der verwendungsgemäße Vorteil besteht darin, dass keine elastomere Dichtung mehr eingesetzt werden muss. Anstatt dessen kann auf Dichtungen verzichtet oder können vorzugsweise Flachdichtungen eingesetzt werden.
  • Die Erfindung wird im Folgenden näher erläutert.
  • Die erfindungsgemäße Verwendung von xSiC-Rohr in Verfahren zur Umsetzung von Chlorsilanen zeichnet sich dadurch aus, dass das xSiC-Rohr zumindest an einem Ende einen Flansch oder eine Bördelung aufweist.
  • Erfindungsgemäß kann das xSiC-Rohr bei wesentlich höheren Temperaturen verwendet werden, als keramische Rohre mit elastomeren Dichtungen gemäß Stand der Technik erlauben, beispielsweise bei Temperaturen von 550°C und höher. Ebenfalls ist die erfindungsgemäße Verwendung bei der Umsetzung korrosiver Substanzen möglich. Vorzugsweise halt das erfindungsgemäß verwendete xSiC-Rohr einem Innenüberdruck von 0,2 bis 50 bar, bevorzugt von 0,2 bis 8 bar stand.
  • Mögliche Ausführungen des xSiC-Rohres in der erfindungsgemäßen Verwendung zeigen die 2–4. Alle diese Ausführungen können erfindungsgemäß ohne oder mit einer Dichtung, vorzugsweise mit einer Flachdichtung verwendet werden. Die Verwendung des mit einem Flansch- oder Bördelende versehenen xSiC-Rohres mit einer Flachdichtung ist besonders bevorzugt. Dies ermöglicht seinen Einsatz bei Überdrücken von 0,2 bis 50 bar, besonders bevorzugt bei einem Überdruck von etwa 6 bar.
  • Die Hinweiszeichen bedeuten:
    • F
    Flachdichtung
    S, S1, S2
    xSiC-Rohr
  • Die erfindungsgemäße Verwendung solcher xSiC-Rohre ermöglicht die Umsetzung von Chlorsilanen, vorzugsweise die Hydrierung von Chlorsilanen, weiterhin bevorzugt die Hydrierung von Tetrachlorsilan mittels Wasserstoff zu Trichlorsilan und HCl bei 900°C bis 1100°C, in Gegenwart eines Katalysators oder ohne einen Katalysator, vorzugsweise bei Überdrücken von 0,2 bis 50 bar, besonders bevorzugt bei einem Überdruck von etwa 6 bar.
  • 2 zeigt ein erfindungsgemäß verwendetes xSiC-Rohr, dessen Ende als Flansch ausgebildet ist. Es kann vorteilhaft sein, diese Ausführung mit einer Flachdichtung (F) zu verwenden.
  • 3 zeigt eine Anordnung von Rohren, bei der ein Rohr (S1), das vorzugsweise ein xSiC-Rohr ist, in ein erfindungsgemäß verwendetes xSiC-Rohr (S2) eingepasst oder eingesteckt ist, das ein Flansch- oder Bördelende aufweist. Es kann vorteilhaft sein, diese Ausführung mit einer Flachdichtung (F) zu verwenden.
  • 4 zeigt eine erfindungsgemäße Verwendung von xSiC-Rohren, bei der ein xSiC-Rohr (S1), in ein weiteres xSiC-Rohr (S2) eingepasst oder eingesteckt ist, wobei die Stirnflächen von S1 und S2 in einer Ebene liegen. Vorzugsweise ist somit ein xSiC-Rohr erhalten, das ein bewegliches oder unbewegliches, besonders bevorzugt ein unbewegliches Flanschende aufweist. Es kann vorteilhaft sein, diese Ausführung mit einer Flachdichtung (F) zu verwenden.
  • Eine erfindungsgemäße Verwendung des xSiC-Rohres besteht bei der Umsetzung von Chlorsilanen in ofenbeheizten Rohrreaktoren zur Hydrierung von Chlorsilanen.
  • Weitere Varianten der Anordnung von Bauteilen aus xSiC sind möglich, um zu einer Flansch-/Bördelausführung zu kommen. Diese sind hier nicht allumfassend dargestellt.

Claims (3)

  1. Verwendung von xSiC-Rohr in Verfahren zur Umsetzung von Chlorsilanen, dadurch gekennzeichnet, dass das xSiC-Rohr ganz oder teilweise aus Siliziumkarbid besteht und zumindest an einem Ende einen Flansch oder eine Bördelung aufweist.
  2. Verwendung nach Anspruch 1, wobei das xSiC-Rohr zur Umsetzung von Chlorsilanen in ofenbeheizten Rohrreaktoren verwendet wird.
  3. Verwendung nach Anspruch 1, wobei das keramische Rohr bei Hydrierverfahren zur Umsetzung von Chlorsilanen verwendet wird, vorzugsweise zur Hydrierung von Tetrachlorsilan zu Trichlorsilan, vorzugsweise bei einem Überdruck von 0,2 bis 50 bar und Temperaturen von 900°C bis 1100°C.
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