DE102014205001A1 - Process for the preparation of trichlorosilane - Google Patents

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Andreas HIRSCHMANN
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    • 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
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von TCS durch Umsetzung eines Eduktgases enthaltend STC und Wasserstoff bei einer Temperatur von größer oder gleich 900° C, wobei ein Produktgas enthaltend TC S entsteht, dadurch gekennzeichnet, dass während der Umsetzung wenigstens eine kohlenstoffhaltige Verbindung im Eduktgas vorhanden ist, wobei ein Volumenanteil der kohlenstoffhaltigen Verbindungen bezogen auf einen Normvolumenstrom an Wasserstoff 10 vol.-ppm bis 10 vol.-% beträgt, wobei nach Kondensation von Silananteilen im Produktgas gegenüber einer Umsetzung des Eduktgases enthaltend STC und Wasserstoff ohne Zugabe einer kohlenstoffhaltigen Verbindung zum Eduktgas maximal 200 ppmw an zusätzlichen Organochlorsilanen im erhaltenen Produktgemisch enthalten sind.The invention relates to a process for the preparation of TCS by reacting a reactant gas containing STC and hydrogen at a temperature of greater than or equal to 900 ° C, wherein a product gas containing TC S is formed, characterized in that during the reaction at least one carbon-containing compound present in the educt gas is, wherein a volume fraction of the carbonaceous compounds based on a standard volume flow of hydrogen 10 vol.-ppm to 10 vol .-%, wherein after condensation of silane in the product gas over a reaction of the educt gas containing STC and hydrogen without addition of a carbon-containing compound to the educt gas a maximum of 200 ppmw of additional organochlorosilanes are contained in the resulting product mixture.

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Trichlorsilan. The invention relates to a process for the preparation of trichlorosilane.

Trichlorsilan (TCS) wird zur Herstellung von polykristallinem Silicium verwendet. Trichlorosilane (TCS) is used to make polycrystalline silicon.

Die Herstellung von TCS erfolgt üblicherweise in einem Wirbelbettverfahren aus metallurgischem Silicium und Chlorwasserstoff. Um hochreines TCS zu erzeugen, erfolgt anschließend eine Destillation. Dabei fällt als Nebenprodukt auch Siliciumtetrachlorid (STC) an. The production of TCS is usually carried out in a fluidized bed process of metallurgical silicon and hydrogen chloride. In order to produce high-purity TCS, followed by a distillation. As a by-product, silicon tetrachloride (STC) is also produced.

Die größte Menge an STC fällt bei der Abscheidung von polykristallinem Silicium an. The largest amount of STC occurs in the deposition of polycrystalline silicon.

Polykristallines Silicium wird beispielweise mittels des Siemens-Prozesses erzeugt. Dabei wird polykristallines Silicium in einem Reaktor an erhitzten Dünnstäben abgeschieden. Als Prozessgas wird als Silicium enthaltende Komponente ein Halogensilan wie TCS in Anwesenheit von Wasserstoff verwendet. Bei der Umsetzung von TCS (Disproportionierung) in abgeschiedenes Silicium entstehen große Mengen an STC. Polycrystalline silicon is produced, for example, by means of the Siemens process. This polycrystalline silicon is deposited in a reactor on heated thin rods. As the process gas, the silicon-containing component used is a halosilane such as TCS in the presence of hydrogen. The conversion of TCS (disproportionation) into deposited silicon produces large amounts of STC.

Aus STC kann beispielsweise durch Reaktion mit Wasserstoff und Sauerstoff bei hohen Temperaturen in Brennkammern hoch disperse Kieselsäure produziert werden. From STC, for example, by reaction with hydrogen and oxygen at high temperatures in combustion chambers highly disperse silica can be produced.

Die wirtschaftlich interessanteste Verwendung von STC ist jedoch die Konvertierung zu TCS. Diese erfolgt durch Reaktion von STC mit Wasserstoff in TCS und Chlorwasserstoff. Dadurch ist es möglich, aus dem bei der Abscheidung entstehenden Nebenprodukt STC wieder TCS zu erzeugen und jenes TCS wieder dem Abscheideprozess zuzuführen, um elementares Silicium zu erzeugen. However, the most economically interesting use of STC is the conversion to TCS. This is done by reaction of STC with hydrogen in TCS and hydrogen chloride. This makes it possible to generate again TCS from the by-product STC formed during the deposition and to recycle that TCS to the deposition process in order to produce elemental silicon.

Es sind zwei Verfahren zur Konvertierung bekannt: Das erste Verfahren, die sogenannte Niedertemperaturkonvertierung, wird in Anwesenheit eines oder mehrerer Katalysatoren durchgeführt. Allerdings kann die Anwesenheit von Katalysatoren (z.B. Cu) die Reinheit des TCS und damit des daraus abgeschiedenen Siliciums negativ beeinflussen. Ein zweites Verfahren, die sogenannte Hochtemperaturkonvertierung, ist ein endothermer Prozess, wobei die Bildung der Produkte gleichgewichtslimitiert ist. There are two methods of conversion known: The first method, the so-called low-temperature conversion, is carried out in the presence of one or more catalysts. However, the presence of catalysts (e.g., Cu) can adversely affect the purity of the TCS and hence the silicon deposited therefrom. A second method, the so-called high-temperature conversion, is an endothermic process with the formation of products being equilibrium-limited.

Um überhaupt zu einer signifikanten TCS-Erzeugung zu gelangen, müssen im Reaktor sehr hohe Temperaturen angewendet werden (≥ 900° C). In order to achieve significant TCS production at all, very high temperatures must be used in the reactor (≥ 900 ° C).

So beschreibt US 3933985 A die Umsetzung von STC mit Wasserstoff zu TCS bei Temperaturen im Bereich von 900–1200° C und bei einem Molverhältnis H2:SiCl4 von 1:1 bis 3:1. Es werden Ausbeuten von 12–13 % beschrieben. So describes US 3933985 A the conversion of STC with hydrogen to TCS at temperatures in the range of 900-1200 ° C and at a molar ratio H 2 : SiCl 4 of 1: 1 to 3: 1. Yields of 12-13% are described.

Für diese Hochtemperaturverfahren wurde zunächst vor allem Graphit als Konstruktionswerkstoff eingesetzt, aufgrund der vorteilhaften mechanischen und chemischen Eigenschaften. For these high-temperature processes, graphite was first used as the construction material because of its advantageous mechanical and chemical properties.

Allerdings zeigte EP 0 294 047 A1 , dass bei Kontakt von Graphit mit Wasserstoff bei T > 500° C Kohlenwasserstoffe wie Methan und Methy lsilane gebildet werden können. Um diesen unerwünschten Effekt zu vermeiden, wurde vorgeschlagen die Graphitbauteile mit Siliziumkarbid zu beschichten. However, showed EP 0 294 047 A1 in that upon contact of graphite with hydrogen at T> 500 ° C, hydrocarbons such as methane and methylsilanes can be formed. To avoid this undesirable effect, it has been proposed to coat the graphite components with silicon carbide.

Auch EP 1 454 670 B1 beschreibt die Reaktion von Wasserstoff mit kohlenstoffbasierten Konstruktionsmaterialien sowie Graphit bei Temperaturen von 400–1000° C und die daraus resultierende Bildung v on Methan, welches zu Verunreinigungen im Produkt TCS führt. Also EP 1 454 670 B1 describes the reaction of hydrogen with carbon-based construction materials and graphite at temperatures of 400-1000 ° C and the resulting formation of methane, which leads to impurities in the product TCS.

In EP 2 000 434 A2 wird eine Vorrichtung zur Herstellung von TCS aus STC beschrieben, mit welchem bei Reaktionstemperaturen von 800–1400° C gearbeitet werden kann, wobei bei Temperaturen von 1200° C un d höher die Konvertierrate gesteigert wird. Es wird weiterhin berichtet, dass durch die Verwendung eines Reaktionskessels aus SiC-beschichteten Graphit (gegenüber einem Reaktionskessel aus Graphit) bei deutlich höheren Temperaturen gearbeitet werden kann. In EP 2 000 434 A2 describes a device for the production of TCS from STC, which can be used at reaction temperatures of 800-1400 ° C, wherein at temperatures of 1200 ° C and higher the d conversion rate is increased. It is further reported that by using a reaction vessel made of SiC-coated graphite (as opposed to a graphite reaction vessel), it is possible to work at significantly higher temperatures.

Auch EP 2 008 969 A1 und EP 2 014 618 A1 offenbaren Vorrichtungen zur Herstellung von TCS aus STC bei Temperaturen von 800–1400° C. Die Vorrichtungen können aus Kohlenstoff mit SiC-Beschichtung konstruiert werden, was gegenüber einer Bauweise mit unbeschichtetem Kohlenstoff ebenso verminderte Verunreinigungen an Methan, Methylchlorsilanen (MCS) und SiC aus dem Angriff der Chlorsilane, des Wasserstoffs und HCl auf den Kohlenstoff ermöglicht. So kann TCS mit erhöhter Reinheit erzeugt werden. Also EP 2 008 969 A1 and EP 2 014 618 A1 disclose devices for producing TCS from STC at temperatures of 800-1400 ° C. The devices can be constructed of SiC coated carbon, which, as opposed to uncoated carbon construction, also reduces contaminants of methane, methylchlorosilanes (MCS), and SiC from Attack of chlorosilanes, hydrogen and HCl on the carbon allows. Thus, TCS can be produced with increased purity.

SiC beschichtete kohlenstoffbasierte Materialien haben allerdings den Nachteil, dass mit der Zeit Wasserstoff und/oder Chlorsilane die SiC-Schicht durchdringen und zur Schädigung des Graphits bzw. der kohlenstoffbasierten Konstruktionsmaterialien führen können. However, SiC-coated carbon-based materials have the disadvantage that, over time, hydrogen and / or chlorosilanes can penetrate the SiC layer and lead to damage to the graphite or the carbon-based construction materials.

Daher werden in EP 1 454 670 A1 SiC-basierte Materialien und hierbei vor allem SiC und CVD-SiC als Konstruktionsmaterial für Bauteile mit Kontakt zum Reaktionsgas bei hohen Temperaturen beansprucht. Hierdurch wird eine gegenüber den Apparaten aus kohlenstoffbasierten Materialien erhöhte Lebensdauer der Apparate erreicht. Therefore, in EP 1 454 670 A1 SiC-based materials and in particular SiC and CVD SiC claimed as construction material for components with contact to the reaction gas at high temperatures. As a result, compared to the apparatuses made of carbon-based materials increased life of the apparatus is achieved.

US 3250322 A lehrt den Einsatz von Wärmetauschern für korrosive Atmosphären, welche aufgebaut sind aus einem thermisch leitfähigen Grundkörper auf welchen eine gasdichte SiC-Schicht aufgebracht wurde. US 3250322 A teaches the use of heat exchangers for corrosive atmospheres, which are constructed of a thermally conductive base body on which a gas-tight SiC layer was applied.

DE 43 17 905 A1 beansprucht einen Reaktor zur Hydrierung von Chlorsilanen bei Temperaturen > 600 ° C. Bei diesem bestehen die R eaktionskammer sowie die Heizelemente aus SiC-beschichtetem Kohlenstofffaser-Verbundmaterial, wodurch sich höhere Temperaturen erreichen und eine chemische Zerstörung von Kohlenstoff und Graphit des Konstruktionsmaterials vermeiden lassen. Mit SiC beschichteten Kohlenstoff-Verbundmaterialien als Konstruktionsmaterial kann so eine verbesserte Widerstandsfähigkeit gegenüber Brüchen durch Druck- und Temperaturbeanspruchungen und gegenüber einer Zerstörung aufgrund von Reaktionen mit den Beschickungsmaterialien und korrosiven Nebenprodukten erreicht werden. Weiterhin wird gezeigt, dass SiC-beschichtete Kohlenstoffverbundmaterialien in deutlich geringerem Umfang zur Bildung von Nebenprodukten wie z.B. Methan beitragen. DE 43 17 905 A1 claims a reactor for the hydrogenation of chlorosilanes at temperatures> 600 ° C. In this case, the R eaktionskammer and the heating elements of SiC-coated carbon fiber composite material, which can reach higher temperatures and avoid chemical destruction of carbon and graphite of the construction material. Thus, with SiC coated carbon composites as the construction material, improved resistance to fractures can be achieved through pressure and temperature stresses and against destruction due to reactions with the feedstocks and corrosive by-products. Furthermore, it is shown that SiC-coated carbon composite materials contribute significantly less to the formation of by-products such as methane.

In EP 1 775 263 B1 wird ein Verfahren zur Hydrierung von Chlorsilanen vorgestellt, welches eine in situ Bildung von SiC auf der Oberfläche der Reaktionskammer sowie der Heizelemente gestattet und dadurch einen Eintrag von Verunreinigungen in die Reaktion und letztlich in das Produkt vermeidet. Es zeigte sich, dass die in situ beschichteten Heizelemente trotz erhöhten Temperaturen eine wesentlich längere Standzeit aufweisen als bekannte Heizelemente. Analytische Untersuchungen offenbaren eine stark verringerte Korrosion des Graphits und es wurden auch deutlich reduzierte Anteile an Nebenprodukten aus der Reaktion mit Graphit aufgefunden, z. B. Methyltrichlorsilan (MTCS) In EP 1 775 263 B1 A method for the hydrogenation of chlorosilanes is presented, which allows an in situ formation of SiC on the surface of the reaction chamber and the heating elements and thereby avoids an entry of impurities in the reaction and ultimately in the product. It was found that the heating elements coated in situ, despite increased temperatures, have a significantly longer service life than known heating elements. Analytical studies reveal a greatly reduced corrosion of the graphite and also significantly reduced levels of by-products from the reaction with graphite were found, for. B. Methyltrichlorosilane (MTCS)

DE 10 2009 047 234 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Methylchlorsilanen und TCS durch Umsetzung von STC mit Gemischen aus Methan und Wasserstoff, wobei 20–95 mol% Methan bezogen auf das Reaktivgas bestehend aus Wasserstoff und Methan eingesetzt wird. Rasches Abkühlen auf eine Temperatur unterhalb von 200° C erweist sich als vorteilhaft, um Rückreaktionen zu unterdrücken. Die Dosierung an Methan ist so zu wählen, dass es zu keiner Feststoffabscheidung kommt. Mit diesem Verfahren können bei Temperaturen von 600–1100° C hohe Ausbeuten sowohl an MCS und TCS erhalten werden. DE 10 2009 047 234 A1 discloses a process for the preparation of methylchlorosilanes and TCS by reacting STC with mixtures of methane and hydrogen using 20-95 mol% of methane relative to the reactive gas consisting of hydrogen and methane. Rapid cooling to a temperature below 200 ° C proves to be beneficial to suppress back reactions. The dosage of methane should be chosen so that there is no separation of solids. With this method, high yields of both MCS and TCS can be obtained at temperatures of 600-1100 ° C.

In DE 10 2011 005 643 A1 wird eine Vorrichtung beansprucht, in welcher wasserstoffhaltige Chlorsilane unter verminderten Si-basierten Feststoffablagerungen während des Betriebs der Vorrichtung erzeugt werden. In der Vorrichtung wird mindestens ein Organochlorsilan (OCS) mit Wasserstoff, mindestens zeitweise umgesetzt, wobei hierbei mindestens zeitweise zusätzliches HCl zugeführt wird. Dieses wird vorzugsweise in einem der Reaktionsräume des Reaktors durch Hydrodehalogenierung von STC mit Wasserstoff erzeugt. In DE 10 2011 005 643 A1 For example, a device is claimed in which hydrogen-containing chlorosilanes are produced under reduced Si-based solid deposits during operation of the device. In the device, at least one organochlorosilane (OCS) is reacted with hydrogen, at least temporarily, in which case additional HCl is added at least temporarily. This is preferably generated in one of the reaction spaces of the reactor by hydrodehalogenation of STC with hydrogen.

CH 430905 A offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Hochtemperaturheizelementen aus SiC. Dabei wird auf das Heizelement eine gasdichte SiC-Schicht aus einem Kohlenstoff- bzw. Silizium-Verbindungen enthaltenden Gas abgeschieden. CH 430905 A discloses a process for producing high temperature SiC heating elements. In this case, a gas-tight SiC layer of a gas containing carbon or silicon compounds is deposited on the heating element.

DE 10 2011 005 647 A1 beansprucht ein Verfahren zur Herstellung mindestens eines wasserstoffhaltigen Chlorsilanes innerhalb eines Verbundsystemes durch Hydrierung mindestens der Edukte STC und MTCS mit Wasserstoff in einem unter Druck betriebenen Reaktor aus Reaktorrohren bestehend aus gasdichtem keramischen Material. Das Verfahren ermöglicht die Herstellung wasserstoffhaltiger Chlorsilane unter effizienter, möglichst ökonomischer Nutzung von STC-haltigen Nebenströmen und MTCS-haltigen Nebenströmen. MTCS entsteht als Nebenprodukt in größeren Mengen insbesondere bei der Müller-Rochow-Synthese zur Herstellung von Dimethyldichlorsilan als wichtigstem Rohstoff für die Gewinnung von Silikonen. DE 10 2011 005 647 A1 claims a process for preparing at least one hydrogen-containing chlorosilane within a composite system by hydrogenating at least the reactants STC and MTCS with hydrogen in a reactor operated under pressure from reactor tubes consisting of gas-tight ceramic material. The process makes it possible to produce hydrogen-containing chlorosilanes with efficient, as economical as possible use of STC-containing secondary streams and secondary streams containing MTCS. MTCS is produced as a by-product in larger quantities, in particular in the Müller-Rochow synthesis, for the production of dimethyldichlorosilane as the most important raw material for the production of silicones.

DE 10 2011 002 436 A1 betrifft ein Verfahren zur Herstellung von TCS durch Umsetzung von mindestens Wasserstoff und einem OCS in einem druckbetriebenen Reaktor aus keramischen Material. Im Gemisch mit dem mindestens einen organischen Chlorsilan kann zusätzlich STC mit Wasserstoff zu Trichlorsilan umgesetzt werden. Bei der Umsetzung können ein wasserstoffhaltiges Eduktgas und ein mindestens ein organisches Chlorsilan enthaltenes Eduktgas sowie optional ein STC-haltiges Eduktgas in einem Reaktor durch Zufuhr von Wärme zur Reaktion gebracht werden unter Bildung eines trichlorsilanhaltigen Produktgases, wobei das OCS-haltige Eduktgas und/oder das wasserstoffhaltige Eduktgas und/oder das STC-haltige Eduktgas als unter Druck stehende Ströme in den druckbetriebenen Reaktor geführt werden und das Produktgas als unter Druck stehender Strom aus dem Reaktor herausgeführt wird. Das molare Verhältnis von Wasserstoff zur Summe aus OCS und STC liegt vorzugsweise in einem Bereich von 1:1 bis 8:1. Die Umsetzung sollte bei einem Druck von 1 bis 10 bar und/oder einer Temperatur im Bereich von 700° C bis 1000° C und/oder einem Gasstrom erfolgen. Bei dieser Umsetzung entstehen jedoch signifikante Stoffmengen an kohlenstoffhaltigen Verunreinigungen im Produkt, so werden bis zu 25 Gew.-% MTCS und bis zu 2 Gew.-% Methyldichlorsilan (MDCS) gefunden, wobei insbesondere letzteres schwer von TCS abzutrennen ist und die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens erheblich mindert. DE 10 2011 002 436 A1 relates to a process for the production of TCS by reacting at least hydrogen and an OCS in a pressure driven reactor of ceramic material. In combination with the at least one organic chlorosilane, STC can additionally be reacted with hydrogen to form trichlorosilane. In the reaction, a hydrogen-containing reactant gas and a reactant gas containing at least one organic chlorosilane and optionally an STC-containing educt gas can be reacted in a reactor by supplying heat to form a trichlorosilane-containing product gas, wherein the OCS-containing educt gas and / or the hydrogen-containing Feedstock gas and / or the STC-containing educt gas are fed as pressurized streams in the pressure-operated reactor and the product gas is led out as a pressurized stream from the reactor. The molar ratio of hydrogen to the sum of OCS and STC is preferably in a range of 1: 1 to 8: 1. The reaction should be carried out at a pressure of 1 to 10 bar and / or a temperature in the range of 700 ° C to 1000 ° C and / or a gas stream. In this reaction, however, significant amounts of carbonaceous impurities in the product, so up to 25 wt .-% MTCS and up to 2 wt .-% methyldichlorosilane (MDCS) are found, in particular the latter is difficult to separate from TCS and the economy of the process significantly reduces.

Im Stand der Technik ist bekannt, dass bei einer Hydrierung von Chlorsilanen bei hohen Reaktortemperaturen, bei denen mit einem chemischen Angriff der Reaktionsgase (z.B. TCS, HCl, H2, STC) zu rechnen ist, keramische Materialien oder Graphit, ggf. mit SiC beschichtet, Quarzglas oder SiC eingesetzt werden sollten. It is known in the prior art that in the case of hydrogenation of chlorosilanes at high reactor temperatures at which a chemical attack of the reaction gases (eg TCS, HCl, H 2, STC) is to be expected, ceramic materials or graphite, optionally coated with SiC, Quartz glass or SiC should be used.

Jedoch unterliegen auch diese Materialien bei Temperaturen ab 900° C, bei welchen die Konvertierung mit besonders hohen Ausbeuten verläuft, der Korrosion, wodurch die Standzeiten der Reaktoren stark reduziert werden. However, these materials are subject to corrosion at temperatures above 900 ° C, in which the conversion proceeds with very high yields, which greatly reduces the service life of the reactors.

DE 19949936 A1 beschreibt ein Verfahren zum Schutz von Bauteilen aus Graphit- und Kohlenstoffmaterialien bei ihrem Einsatz in Wasserstoffatmosphären bei Temperaturen oberhalb 400° C, gekennzeichnet dadur ch, dass den Wasserstoffatmosphären in Abhängigkeit von der vorherrschenden Temperatur und vom Druck Methan im Verhältnis des stöchiometrischen Gleichgewichtes zwischen Wasserstoff und Methan beigemischt wird. Die Versuche werden bei einem Druck von 10 bar und einer Ofentemperatur von 1100° C durchg eführt. Unter diesen Bedingungen liegt das stöchiometrische Gleichgewicht bei 95% Wasserstoff zu 5% Methan. Allerdings liegen bei einer Konvertierungsreaktion neben Wasserstoff auch Chlorsilane und HCl vor, welche ebenfalls einen korrodierenden Effekt haben. DE 19949936 A1 describes a method for protecting components from graphite and carbon materials when used in hydrogen atmospheres at temperatures above 400 ° C, characterized in that the hydrogen atmospheres depending on the prevailing temperature and the pressure of methane in the ratio of the stoichiometric equilibrium between hydrogen and methane is added. The experiments are carried out at a pressure of 10 bar and an oven temperature of 1100 ° C durchg. Under these conditions, the stoichiometric equilibrium is 95% hydrogen to 5% methane. However, in addition to hydrogen, chlorosilanes and HCl, which also have a corrosive effect, are present in a conversion reaction.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von TCS mittels thermischer Hydrierung eines Eduktgases enthaltend STC zur Verfügung zu stellen, welches eine hohe TCS-Ausbeute mit einer im Vergleich zum Stand der Technik erhöhten Wirtschaftlichkeit ermöglicht, indem gleichzeitig die Korrosion des Reaktormaterials vermindert wird. The object of the present invention is to provide a process for the production of TCS by means of thermal hydrogenation of a reactant gas containing STC, which enables a high yield of TCS with an increased cost-efficiency compared to the prior art, by simultaneously reducing the corrosion of the reactor material becomes.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung von TCS durch Umsetzung eines Eduktgases enthaltend STC und Wasserstoff bei einer Temperatur von größer oder gleich 900° C, wobei ein Produktg as enthaltend TCS entsteht, dadurch gekennzeichnet, dass während der Umsetzung wenigstens eine kohlenstoffhaltige Verbindung im Eduktgas vorhanden ist, wobei ein Volumenanteil der kohlenstoffhaltigen Verbindungen bezogen auf einen Normvolumenstrom an Wasserstoff 10 vol.-ppm bis 10 vol.-% beträgt, wobei nach Kondensation von Silananteilen im Produktgas gegenüber einer Umsetzung des Eduktgases enthaltend STC und Wasserstoff ohne Zugabe einer kohlenstoffhaltigen Verbindung zum Eduktgas maximal 200 ppmw an zusätzlichen Organochlorsilanen im erhaltenen Produktgemisch enthalten sind. The object is achieved by a method for the production of TCS by reacting a reactant gas comprising STC and hydrogen at a temperature of greater than or equal to 900 ° C, wherein a Produktg as containing TCS arises, characterized in that during the reaction at least one carbon-containing compound in the Reactant gas is present, wherein a volume fraction of the carbonaceous compounds based on a standard volume flow of hydrogen 10 vol.-ppm to 10 vol .-%, wherein after condensation of silane in the product gas over a reaction of the educt gas containing STC and hydrogen without the addition of a carbonaceous compound to the reactant gas a maximum of 200 ppmw of additional organochlorosilanes are contained in the resulting product mixture.

Bei der Umsetzung ergibt sich ein Produktgas enthaltend TCS, Organohalogensilane, nicht umgesetzte STC und Wasserstoff sowie HCl. Bei der Kondensation werden Silananteile und Wasserstoff / HCl getrennt. Es ergibt sich ein Kondensat enthaltend Chlorsilane und Organochlorsilane, wobei gegenüber einer Umsetzung des Eduktgases enthaltend STC und Wasserstoff ohne Zugabe einer kohlenstoffhaltigen Verbindung zum Eduktgas maximal 200 ppmw an zusätzlichen Organochlorsilanen im Produktgemisch (Kondensat) enthalten sind. The reaction results in a product gas containing TCS, organohalosilanes, unreacted STC and hydrogen, as well as HCl. In the condensation, silane components and hydrogen / HCl are separated. The result is a condensate containing chlorosilanes and organochlorosilanes, wherein compared to a reaction of the educt gas containing STC and hydrogen without addition of a carbon-containing compound to the educt gas a maximum of 200 ppmw of additional organochlorosilanes in the product mixture (condensate) are included.

Die Erfindung sieht eine Konvertierung von STC bei einer hohen Temperatur vor, bei der ein definierter Volumenanteil an einer kohlenstoffhaltigen Verbindung vorliegt. The invention provides for a conversion of STC at a high temperature at which there is a defined volume fraction of a carbon-containing compound.

Die kohlenstoffhaltige Verbindung kann gasförmig sein. Bevorzugt wird eine kohlenstoffhaltige Verbindung verwendet, welche bei Temperaturen von ≤ 200° C im gasförmigen Aggregatzustand vorliegt. Es kann sich aber auch um Kohlenstoff in feinverteilter partikulärer Form z.B. um Kohlenstoffnanopartikel handeln. Auch ist es bevorzugt Kohlenstoff sowohl in gasförmiger als auch in Partikelform zuzugeben. The carbonaceous compound may be gaseous. Preference is given to using a carbon-containing compound which is present at temperatures of ≦ 200 ° C. in the gaseous state of matter. However, it may also be carbon in finely divided particulate form, e.g. to act on carbon nanoparticles. It is also preferable to add carbon both in gaseous and in particulate form.

Wesentlich für das Gelingen der Erfindung ist es, den Anteil kohlenstoffhaltiger Verunreinigungen im Kondensat nicht signifikant zu erhöhen. Daher werden bevorzugt solche kohlenstoffhaltigen Verbindungen eingesetzt, welche nicht zur Bildung neuer Verunreinigungen im Produkt führen (sondern bereits im Produktgemisch ohne Zusätze enthalten wären) und besonders bevorzugt solche, welche sich leicht wieder vom Zielprodukt abtrennen lassen. Essential for the success of the invention is not to increase the proportion of carbonaceous impurities in the condensate significantly. Therefore, it is preferred to use those carbon-containing compounds which do not lead to the formation of new impurities in the product (but would already be present in the product mixture without additives), and particularly preferably those which can easily be separated again from the target product.

Vorzugweise wird die wenigstens eine kohlenstoffhaltige Verbindung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus lineare, verzweigte und zyklische Alkane und Organochlorsilane. Preferably, the at least one carbon-containing compound is selected from the group consisting of linear, branched and cyclic alkanes and organochlorosilanes.

Besonders bevorzugt ist der Einsatz von linearen Alkanen oder OCS. Particularly preferred is the use of linear alkanes or OCS.

Eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens sieht vor, dass die kohlenstoffhaltige Verbindung MTCS oder MDCS enthält. A preferred embodiment of the method provides that the carbon-containing compound contains MTCS or MDCS.

Ganz besonders bevorzugt ist der Einsatz von Methan. Very particularly preferred is the use of methane.

Weiterhin ist es bevorzugt, Methan und ein Organochlorsilan einsusetzen. Furthermore, it is preferred to use methane and an organochlorosilane.

Der Volumenanteil der kohlenstoffhaltige Verbindungen (bezogen auf den Normvolumenstrom an Wasserstoff) von 10 vol.-ppm bis 10 vol.-%, bevorzugt 50 vol.-ppm bis 5 vol.-%, besonders bevorzugt von 100 vol.-ppm bis 1 vol.-% (= 10000 vol.-ppm). Ganz besonders bevorzugt ist ein Volumenanteil von 500 vol.-ppm–7500 vol.-ppm. The volume fraction of the carbonaceous compounds (based on the standard volume flow of hydrogen) from 10 vol. Ppm to 10 vol.%, Preferably 50 vol. Ppm to 5 vol.%, Particularly preferably from 100 vol. Ppm to 1 vol % (= 10000 vol. Ppm). Very particular preference is given to a volume fraction of 500 ppm by volume to 7500 ppm by volume.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beträgt der Massenanteil von Kohlenstoff bezogen auf den Massenstrom an Wasserstoff und kohlenstoffhaltiger Verbindung (gemeint ist hier der Summenmassenstrom aus Wasserstoff und der kohlenstoffhaltigen Verbindung) 60 bis 350.000 ppmw. Vorzugweise beträgt der Massenanteil von Kohlenstoff bezogen auf den Massenstrom an Wasserstoff und kohlenstoffhaltiger Verbindung 300 bis 220.000 ppmw, besonders bevorzugt 600 bis 56.000 ppmw und ganz besonders bevorzugt 3000–42.500 ppmw (ppmw = part per million by weight). In a preferred embodiment of the invention, the mass fraction of carbon based on the mass flow of hydrogen and carbon-containing compound (meaning here the total mass flow of hydrogen and the carbon-containing compound) is 60 to 350,000 ppmw. Preferably, the mass fraction of carbon based on the mass flow of hydrogen and carbonaceous compound is 300 to 220,000 ppmw, more preferably 600 to 56,000 ppmw and most preferably 3000-42,500 ppmw (ppmw = part per million by weight).

Vorzugweise sind im Produktgemisch im Vergleich zu dem bei einer Umsetzung von STC und Wasserstoff, bei der keine zusätzlichen kohlenstoffhaltigen Verbindungen zugeführt werden, entstehenden Produktgemisch weniger als 50 ppmw, besonders bevorzugt weniger als 10 ppmw an zusätzlichen Organochlorsilanen enthalten. Preferably, in the product mixture in comparison to the resulting in a reaction of STC and hydrogen, in which no additional carbonaceous compounds are supplied, resulting product mixture contains less than 50 ppmw, more preferably less than 10 ppmw of additional organochlorosilanes.

Vorzugweise enthält das bei der erfindungsgemäßen Umsetzung und Kondensation der Silananteile entstehende Produktgemisch maximal 500 ppmw, bevorzugt 200 ppmw, besonders bevorzugt maximal 100 ppmw, ganz besonders bevorzugt maximal 50 ppmw an Organochlorsilanen. Preferably, the product mixture formed during the reaction and condensation of the silane components according to the invention contains a maximum of 500 ppmw, preferably 200 ppmw, more preferably at most 100 ppmw, most preferably at most 50 ppmw of organochlorosilanes.

In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Verfahren in einer Vorrichtung, welche komplett aus SiC oder SiC-beschichteten Materialien oder SiC-Verbundmaterialien besteht. Besonders bevorzugt wird eine Vorrichtung komplett aus SiC eingesetzt. In a preferred embodiment, the process takes place in a device which consists entirely of SiC or SiC-coated materials or SiC composite materials. Particularly preferred is a device made entirely of SiC.

Vorzugweise sieht die Vorrichtung einen Wärmetauscher vor, der Eduktgas nach dem Gegenstromprinzip durch Produktgas erwärmt. Zudem sieht die Vorrichtung vorzugweise einen Reaktor mit einer Reaktionszone vor, in der Eduktgas enthaltend STC, Wasserstoff und die kohlenstoffhaltige Verbindung eingebracht wird, wobei die Reaktionszone durch eine außerhalb der Reaktionszone befindliche Heizung erwärmt wird. Reaktor und Wärmetauscher bilden vorzugweise ein einzelnes, gasdichtes Werkstück, wobei das Werkstück aus einem oder mehreren keramischen Materialien ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Siliziumkarbid, Siliziumnitrid, Graphit, mit SiC beschichtetem Graphit und Quarzglas besteht. Preferably, the device provides a heat exchanger, the reactant gas heated by the countercurrent principle by product gas. In addition, the apparatus preferably provides a reactor having a reaction zone in which reactant gas containing STC, hydrogen and the carbonaceous compound is introduced, the reaction zone being heated by a heater located outside the reaction zone. The reactor and heat exchanger preferably form a single, gas-tight workpiece, wherein the workpiece consists of one or more ceramic materials selected from the group consisting of silicon carbide, silicon nitride, graphite, coated with SiC graphite and quartz glass.

Die Vorrichtung umfasst vorzugweise Kanäle oder Kapillaren, wobei in einem Teil der Kapillaren oder Kanäle nur Produktgas und in dem anderen Teil nur Eduktgas fließt. Die Kapillaren können auch in Form eines Rohrbündelwärmetauschers angeordnet werden. In diesem Fall fließt ein Gasstrom durch die Rohre (Kapillaren), während der andere Gasstrom um die Rohre fließt. The device preferably comprises channels or capillaries, with only product gas flowing in one part of the capillaries or channels and only educt gas in the other part. The capillaries can also be arranged in the form of a shell-and-tube heat exchanger. In this case, one gas flow flows through the tubes (capillaries) while the other gas flow flows around the tubes.

Vorzugweise hat das Gas in der Reaktionszone (unter der Reaktionszone ist derjenige Bereich zu verstehen, in welchem die Temperatur konstant ist (+–50 ° C) eine kurze hydrodynamische Verweildauer größer oder gleich 0,1 ms und kleiner oder gleich 250 ms, bevorzugt größer oder gleich 0,2 ms und kleiner oder gleich 100 ms, besonders bevorzugt größer oder gleich 0,3 ms und kleiner oder gleich 10 ms, ganz besonders bevorzugt größer oder gleich 0,4 ms und kleiner oder gleich 2 ms beträgt. Preferably, the gas in the reaction zone (under the reaction zone is the region in which the temperature is constant (+ -50 ° C) a short hydrodynamic residence time greater than or equal to 0.1 ms and less than or equal to 250 ms, preferably greater or equal to 0.2 ms and less than or equal to 100 ms, more preferably greater than or equal to 0.3 ms and less than or equal to 10 ms, very particularly preferably greater than or equal to 0.4 ms and less than or equal to 2 ms.

Es ist vorteilhaft, wenn das entstehende Produktgas enthaltend TCS abgekühlt wird, unter der Maßgabe, dass innerhalb von 0,1–35 ms auf eine Temperatur von 700–900° Cabgekühlt wird. It is advantageous if the resulting product gas containing TCS is cooled, provided that it is cooled to a temperature of 700-900 ° C. within 0.1-35 ms.

Überraschenderweise kann durch den Zusatz der kohlenstoffhaltigen Verbindung das Ausmaß der Korrosion in Vorrichtungen aus Kohlenstoff- und Graphitmaterialien, Kohlenstofffaser-Verbundmaterialien, SiC-beschichteten Kohlenstofffaser-Verbundmaterialien, SiC-basierten Materialien (beinhaltet ist aber nicht beschränkt auf: CMC (ceramic matrix composite,), keramisches SiC, CVD-SiC) stark herabgesetzt werden, ohne den Anteil an OCS im Kondensat signifikant zu erhöhen. Surprisingly, by the addition of the carbonaceous compound, the extent of corrosion in devices made of carbon and graphite materials, carbon fiber composites, SiC coated carbon fiber composites, SiC based materials (including but not limited to: CMC (ceramic matrix composite)). , ceramic SiC, CVD-SiC) can be greatly reduced without significantly increasing the proportion of OCS in the condensate.

Besonders bevorzugt wird das Verfahren so umgesetzt, dass die Zusätze der kohlenstoffhaltigen Verbindung keinen Einfluss auf den Anteil an gebildetem TCS zeigen (Änderung kleiner als 0,5 Gew.-% im Kondensat). Particularly preferably, the method is implemented so that the additives of the carbonaceous compound have no influence on the proportion of TCS formed (change less than 0.5 wt .-% in the condensate).

Die Erfindung ermöglicht es, die Stabilität des Reaktormaterials (und damit die Standzeit des Reaktors) bei hohen Temperaturen signifikant, nämlich um mindestens 10%, zu verlängern, wodurch hohe Gleichgewichtsumsätze bei langen Standzeiten und hoher Produktqualität eine erhöhte Wirtschaftlichkeit des Verfahrens ermöglichen. The invention makes it possible to significantly increase the stability of the reactor material (and thus the service life of the reactor) at high temperatures, namely by at least 10%, whereby high equilibrium conversions combined with long service life and high product quality enable increased economy of the process.

In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird die Hydrierung von STC in einem Stoffverbund durchgeführt. Hierbei kann der zur Hydrierung eingesetzte Wasserstoff aus einem anderen Verfahren stammen, beispielsweise aber nicht beschränkt auf Wasserstoff aus der Synthese von TCS ausgehend von Silicium. In a further particularly preferred embodiment of the process, the hydrogenation of STC is carried out in a composite. Here, the hydrogen used for the hydrogenation can come from another process, for example but not limited to hydrogen from the synthesis of TCS starting from silicon.

Vorzugweise ist die erforderliche kohlenstoffhaltige Verbindung ganz oder teilweise in Form von Methan in einem Stoffverbund bereits im Kreislauf-Wasserstoff und/oder in Form von Organochlorsilanen bereits im Kreislauf-STC enthalten. Preferably, the required carbonaceous compound is already contained in the circulation STC wholly or partly in the form of methane in a composite already in the cycle hydrogen and / or in the form of organochlorosilanes.

STC-haltige Nebenströme können bei der Herstellung von TCS aus metallurgischem Silicium anfallen. Signifikante Mengen an STC als Nebenprodukt können auch bei der Abscheidung von polykristallinem Silicium aus TCS in einem Siemens-Reaktor anfallen. STC aus solchen Nebenströmen kann nach Aufarbeitung mittels Kondensation und nachfolgender Destillation dem Stoffverbund, insbesondere der Konvertierung zu TCS, zugeführt werden (Kreislauf-STC). STC-containing secondary streams can be produced during the production of TCS from metallurgical silicon. Significant amounts of by-product STC can also be found in the deposition of polycrystalline silicon from TCS in a Siemens reactor attack. STC from such secondary streams, after workup by condensation and subsequent distillation of the composite, in particular the conversion to TCS, are fed (circuit STC).

Als weiteres Nebenprodukt entsteht bei der Herstellung von TCS aus metallurgischem Silicium Wasserstoff, der mittels nachfolgender Kondensation abgetrennt und der Konvertierung im Verbundverfahren als Edukt zugeführt werden kann. Bei der Abscheidung von polykristallinem Silicium aus TCS in einem Siemens-Reaktor fällt nicht umgesetzter Wasserstoff an. Auch dieser kann nach Kondensation dem Stoffverbund (Kreislauf-Wasserstoff) zugeführt werden. As a further by-product is formed in the production of TCS from metallurgical silicon hydrogen, which can be separated by subsequent condensation and the conversion in the composite process can be supplied as starting material. The deposition of polycrystalline silicon from TCS in a Siemens reactor produces unreacted hydrogen. This can also be supplied to the composite (circulation hydrogen) after condensation.

Die Erfindung wird bevorzugt bei Verfahren unter erhöhtem Druck eingesetzt, bevorzugt bei einem Auslassdruck von größer oder gleich 5 bar, besonders bevorzugt bei einem Auslassdruck von größer oder gleich 6 bar, ganz besonders bevorzugt bei einem Auslassdruck von größer oder gleich 10 bar. The invention is preferably used in processes under elevated pressure, preferably at an outlet pressure of greater than or equal to 5 bar, more preferably at an outlet pressure greater than or equal to 6 bar, most preferably at an outlet pressure of greater than or equal to 10 bar.

Die Reaktionstemperatur beträgt vorzugweise größer oder gleich 1000° C, besonders bevorzugt größer oder gleich 1200° C und ganz beso nders bevorzugt größer oder gleich 1300° C. The reaction temperature is preferably greater than or equal to 1000 ° C., particularly preferably greater than or equal to 1200 ° C., and very particularly preferably greater than or equal to 1300 ° C.

Es kommt zu keiner Abscheidung von Feststoffen und/oder Flüssigkeiten im Reaktor. Insbesondere kommt es zu keiner SiC-Abscheidung. Damit kann ausgeschlossen werden, dass es zum Verstopfen von z.B. Wärmetauschern kommen kann. There is no separation of solids and / or liquids in the reactor. In particular, there is no SiC deposition. Thus, it can be ruled out that it may cause clogging of e.g. Heat exchangers can come.

Beispiel und Vergleichsbeispiel Die Korrosion an SiC-Reaktoren äußert sich in einer Reduktion des Druckverlustes über die Reaktoren (Vergrößerung des hydraulischen Durchmessers). Dieser lässt sich messen. Example and Comparative Example The corrosion on SiC reactors manifests itself in a reduction in the pressure loss across the reactors (increase in the hydraulic diameter). This can be measured.

Zusätzlich wurden Röntgentomographien an den SiC-Reaktoren durchgeführt, welche die Korrosion im Reaktor eindeutig belegen können. In addition, X-ray tomographs were performed on the SiC reactors, which can clearly prove the corrosion in the reactor.

Bei Beispiel und Vergleichsbeispiel erfolgte jeweils eine Konvertierung bei 1325° C, wobei die gleichen Mengen an STC und Wasserstoff aus dem Stoffkreislauf eingespeist wurden. In each case, a conversion was carried out at 1325 ° C. in the example and comparative example, with the same amounts of STC and hydrogen being fed from the material cycle.

Vergleichsbeispiel Comparative example

Die Konvertierung wurde bei 1325° C in einem SiC-R eaktor durchgeführt, in den eine Mischung aus 676 Nml/h STC und 264 Nl/h (Nl: Normliter) Wasserstoff eingespeist wurde. The conversion was carried out at 1325 ° C in a SiC reactor in which a mixture of 676 Nml / h STC and 264 Nl / h (Nl: standard liters) of hydrogen was fed.

Es wurde ohne weitere Zusätze wie Methan gearbeitet. It was worked without further additives such as methane.

Über eine Betriebsdauer von 48 h kam es zu einer Reduktion des Druckverlustes um 11,0 %, der Anteil an MCS im Kondensat betrug etwa 5 Gew.-ppm. Over a period of operation of 48 hours, the pressure loss was reduced by 11.0% and the MCS content in the condensate was about 5 ppm by weight.

Beispiel example

Die Konvertierung wurde bei 1325° C in einem SiC-R eaktor durchgeführt, in den eine Mischung aus 676 Nml/h STC und 264 Nl/h (Nl: Normliter) Wasserstoff eingespeist wurde. The conversion was carried out at 1325 ° C in a SiC reactor in which a mixture of 676 Nml / h STC and 264 Nl / h (Nl: standard liters) of hydrogen was fed.

Es wurde ein Zusatz von 1500 vol.-ppm (bezogen auf den Wasserstoffnormvolumenstrom) Methan mit in den Reaktor geführt. An addition of 1500 ppm by volume (based on the hydrogen standard volume flow) of methane was fed into the reactor.

Über eine Betriebsdauer von 340 h kam es zu einer Reduktion des Druckverlustes um 0,8 %, der Anteil an MCS im Kondensat betrug etwa 7 Gew.-ppm. Over a service life of 340 h, the pressure loss was reduced by 0.8%, and the MCS content in the condensate was about 7 ppm by weight.

Gegenüber dem Vergleichsbeispiel kam es somit nur zu einer Erhöhung des MCS-Anteils im Produktgas von nur etwa 2 Gew.-ppm. Compared to the comparative example, there was thus only an increase in the MCS content in the product gas of only about 2 ppm by weight.

Auch nach 7-facher Betriebsdauer (340 h gg. 48 h) ist keine merkliche Reduktion des Druckverlustes feststellbar, was den Effekt der Methan-Zugabe zum Eduktgas untermauert.Even after a 7-fold operating time (340 h vs. 48 h), no noticeable reduction in the pressure loss can be detected, which underpins the effect of adding methane to the educt gas.

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Claims (14)

Verfahren zur Herstellung von TCS durch Umsetzung eines Eduktgases enthaltend STC und Wasserstoff bei einer Temperatur von größer oder gleich 900°C, wobei ein Produktgas enthaltend TCS entsteht, dadurch gekennzeichnet, dass während der Umsetzung wenigstens eine kohlenstoffhaltige Verbindung im Eduktgas vorhanden ist, wobei ein Volumenanteil der kohlenstoffhaltigen Verbindungen bezogen auf einen Normvolumenstrom an Wasserstoff 10 vol.-ppm bis 10 vol.-% beträgt, wobei nach Kondensation von Silananteilen im Produktgas gegenüber einer Umsetzung des Eduktgases enthaltend STC und Wasserstoff ohne Zugabe einer kohlenstoffhaltigen Verbindung zum Eduktgas maximal 200 ppmw an zusätzlichen Organochlorsilanen im erhaltenen Produktgemisch enthalten sind. A process for the preparation of TCS by reacting a reactant gas containing STC and hydrogen at a temperature of greater than or equal to 900 ° C, wherein a product gas containing TCS is formed, characterized in that during the reaction at least one carbon-containing compound is present in the educt gas, wherein a volume fraction The carbon-containing compounds based on a standard volume of hydrogen at 10 vol.-ppm to 10 vol .-%, wherein after condensation of silane in the product gas over a reaction of the educt gas containing STC and hydrogen without addition of a carbon-containing compound to the educt gas a maximum of 200 ppmw of additional Organochlorosilanes are contained in the resulting product mixture. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die kohlenstoffhaltige Verbindung bei einer Temperatur von kleiner oder gleich 200° C gasförmi g ist oder wobei sie in Partikelform vorliegt.  The method of claim 1, wherein the carbonaceous compound is gaseous at a temperature of less than or equal to 200 ° C or in particulate form. Verfahren nach Anspruch 1 oder nach Anspruch 2, wobei die kohlenstoffhaltige Verbindung ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus Alkane und Organochlorsilane.  The method of claim 1 or claim 2, wherein the carbonaceous compound is selected from the group consisting of alkanes and organochlorosilanes. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die kohlenstoffhaltige Verbindung MTCS oder MDCS enthält.  A method according to any one of claims 1 to 3, wherein the carbonaceous compound contains MTCS or MDCS. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die kohlenstoffhaltige Verbindung Methan enthält.  A method according to any one of claims 1 to 4, wherein the carbonaceous compound contains methane. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Umsetzung bei einem Auslassdruck von größer oder gleich 5 bar, vorzugweise größer oder gleich 6 bar und besonders bevorzugt größer oder gleich 10 bar erfolgt.  Method according to one of claims 1 to 5, wherein the reaction at an outlet pressure of greater than or equal to 5 bar, preferably greater than or equal to 6 bar and more preferably greater than or equal to 10 bar. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Volumenanteil der kohlenstoffhaltige Verbindungen bezogen auf den Normvolumenstrom an Wasserstoff 50 vol.-ppm bis 5 vol.-%, vorzugweise 100 vol.-ppm bis 1 vol.-% und besonders bevorzugt 500 vol.-ppm–7500 vol.-ppm beträgt. Method according to one of claims 1 to 6, wherein the volume fraction of the carbonaceous compounds based on the standard volume flow of hydrogen 50 vol. Ppm to 5 vol .-%, preferably 100 vol. Ppm to 1 vol .-% and particularly preferably 500 vol . ppm-7500 vol. ppm. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei ein Massenanteil von Kohlenstoff bezogen auf einen Massenstrom von Wasserstoff und der kohlenstoffhaltiger Verbindung 60 bis 350.000 ppmw, vorzugweise 300–220.000 ppmw, besonders bevorzugt 600–56.000 ppmw und ganz besonders bevorzugt 3000–42.500 ppmw beträgt.  A method according to any one of claims 1 to 7, wherein a mass fraction of carbon based on a mass flow of hydrogen and the carbonaceous compound is 60 to 350,000 ppmw, preferably 300-220,000 ppmw, more preferably 600-56,000 ppmw and most preferably 3000-42,500 ppmw , Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei im Produktgemisch im Vergleich zu dem bei einer Umsetzung von STC und Wasserstoff, bei der keine zusätzlichen kohlenstoffhaltigen Verbindungen zugeführt werden, entstehenden Produktgemisch weniger als 50 ppmw, vorzugweise weniger als 10 ppmw an zusätzlichen Organochlorsilanen enthalten sind. A process according to any one of claims 1 to 8, wherein less than 50 ppmw, preferably less than 10 ppmw of additional organochlorosilanes are present in the product mixture compared to the product mixture resulting from a reaction of STC and hydrogen in which no additional carbonaceous compounds are added , Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das bei der Umsetzung und nachfolgender Kondensation erhaltene Produktgemisch maximal 200 ppmw, vorzugweise maximal 100 ppmw und besonders bevorzugt maximal 50 ppmw an Organochlorsilanen enthält.. Method according to one of claims 1 to 9, wherein the product mixture obtained in the reaction and subsequent condensation contains not more than 200 ppmw, preferably not more than 100 ppmw and particularly preferably not more than 50 ppmw of organochlorosilanes. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Umsetzung in einer Reaktionszone eines Reaktors erfolgt, wobei die Reaktionszone durch eine außerhalb der Reaktionszone befindliche Heizung erwärmt wird, wobei das Eduktgas mittels eines Wärmetauschers nach dem Gegenstromprinzip durch das Produktgas erwärmt wird, wobei Reaktor und Wärmetauscher ein einzelnes, gasdichtes Werkstück bilden, wobei das Werkstück aus einem oder mehreren keramischen Materialien ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Siliziumkarbid, Siliziumnitrid, Graphit, mit SiC beschichtetem Graphit und Quarzglas besteht.  The process according to any one of claims 1 to 10, wherein the reaction takes place in a reaction zone of a reactor, the reaction zone being heated by a heater located outside the reaction zone, the reactant gas being heated by the countercurrent principle through the product gas by means of a heat exchanger, reactor and Heat exchangers form a single, gas-tight workpiece, wherein the workpiece consists of one or more ceramic materials selected from the group consisting of silicon carbide, silicon nitride, graphite, coated with SiC graphite and quartz glass. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die hydrodynamische Verweildauer von Eduktgas in der Reaktionszone 0,1–250 ms, vorzugsweise 0,2–100 ms, besonders bevorzugt 0,3–10 ms, ganz besonders bevorzugt 0,4–2 ms beträgt. A method according to claim 11, characterized in that the hydrodynamic residence time of educt gas in the reaction zone 0.1-250 ms, preferably 0.2-100 ms, more preferably 0.3-10 ms, most preferably 0.4-2 ms is. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Umsetzung bei einer Temperatur von größer oder gleich 1000° C, vorzugw eise größer oder gleich 1200°C und besonders bevorzugt größer oder gleich 1300° C erfolgt.  Method according to one of claims 1 to 12, wherein the reaction takes place at a temperature of greater than or equal to 1000 ° C, preferably greater than or equal to 1200 ° C and particularly preferably greater than or equal to 1300 ° C. Verfahren nach Anspruch 13, wobei das entstehende Produktgas enthaltend TCS abgekühlt wird, unter der Maßgabe, dass innerhalb von 0,1–35 ms auf eine Temperatur von 700–900° C abgekühlt wird The method of claim 13, wherein the resulting product gas containing TCS is cooled, provided that it is cooled to a temperature of 700-900 ° C within 0.1-35 ms
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