DE1270014B - Process for the production of silicon tetrafluoride-water vapor mixtures - Google Patents
Process for the production of silicon tetrafluoride-water vapor mixturesInfo
- Publication number
- DE1270014B DE1270014B DE19651270014 DE1270014A DE1270014B DE 1270014 B DE1270014 B DE 1270014B DE 19651270014 DE19651270014 DE 19651270014 DE 1270014 A DE1270014 A DE 1270014A DE 1270014 B DE1270014 B DE 1270014B
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- silicon tetrafluoride
- water vapor
- sulfuric acid
- production
- hydrogen fluoride
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
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
Description
DEUTSCHESGERMAN
PATENTAMTPATENT OFFICE
AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL
Int. CL:Int. CL:
COIbCOIb
Deutsche Kl.: 12 i-33/08 German class: 12 i-33/08
Nummer: 1270 014Number: 1270 014
Aktenzeichen: P 12 70 014.0-41File number: P 12 70 014.0-41
Anmeldetag: 4. Februar 1965Filing date: February 4, 1965
Auslegetag: 12. Juni 1968Opening day: June 12, 1968
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Siliciumtetrafluorid durch Umsetzung von Fluorwasserstoff und Quarzsand.The invention relates to a method for producing silicon tetrafluoride by reacting hydrogen fluoride and quartz sand.
Beim Verfahren zur Herstellung von extrem feinteiligem Siliciumdioxyd durch Hydrolyse von Siliciumtetrafluorid gemäß der GleichungIn the process for the production of extremely finely divided silicon dioxide by hydrolysis of silicon tetrafluoride according to the equation
SiF4 + 2H2O -> SiO2 + 4 HF (1)SiF 4 + 2H 2 O -> SiO 2 + 4 HF (1)
beispielsweise gemäß den USA.-Patenten 2 535 036 und 2 819151, sind die Kosten des Süiciumtetra- ίο flourids und der Wert des als Nebenprodukt gebildeten Fluorwasserstoffs wesentliche Faktoren. Demgemäß wurden eine Reihe von Verfahren zur Herstellung von Siliciumtetrafluorid durch Umsetzung von billigem Siliciumdioxyd und als Nebenprodukt erhaltenem Fluorwasserstoff gemäß der Gleichungfor example in U.S. Patents 2,535,036 and 2,819,151, the cost of the Siicium tetra- ίο flourids and the value of the hydrogen fluoride formed as a by-product are important factors. Accordingly described a number of processes for the preparation of silicon tetrafluoride by reaction of cheap silica and hydrogen fluoride obtained as a by-product according to the equation
SiO2 + 4HF -^ SiF4 + 2H2OSiO 2 + 4HF - ^ SiF 4 + 2H 2 O
(2)(2)
vorgeschlagen. Die meisten dieser Verfahren sind unwirtschaftlich, umständlich oder haben einen anderen großen Nachteil. So wird in der deutschen Auslegeschrift 1 021 339 ein Verfahren zur Herstellung eines Gemischs aus Siliciumtetrafluorid und Wasserdampf durch Umsetzung von Fluorwasserstoff mit Siliciumdioxyd beschrieben, bei dem das Siliciumdioxyd in einem als Lösungsmittel für Fluorwasserstoff dienenden hygroskopischen mehrwertigen Alkohol, bevorzugt Glycerin, suspendiert wird. Ein solches Verfahren ist wegen des verhältnismäßig hohen Preises der mehrwertigen Alkohole als organische Produkte unwirtschaftlich. suggested. Most of these processes are uneconomical, awkward or have another major disadvantage. This is what the German interpretative document says 1 021 339 a process for the production of a mixture of silicon tetrafluoride and water vapor described by the reaction of hydrogen fluoride with silicon dioxide, in which the silicon dioxide in a hygroscopic polyhydric alcohol serving as a solvent for hydrogen fluoride is preferred Glycerin, is suspended. Such a method is multi-valued because of the relatively high price Alcohols are uneconomical as organic products.
In der deutschen Auslegeschrift 1 022 569 wird ein Verfahren beschrieben, bei dem Kieselfluorwasserstoffsäure, die SiO2 enthält, mit Schwefelsäure zu Siliciumtetrafluorid und Wasser zersetzt wird. Bei diesem Verfahren dient aber die Schwefelsäure als Dehydratisierungsmittel, wobei sie laufend verdünnt und durch die Verdünnung als Dehydratisierungsmittel unwirksam wird. Um diesen Verlust auszugleichen, muß ständig, wenn das Verfahren kontinuierlich gestaltet werden soll, konzentrierte Schwefelsäure zugesetzt werden.German Auslegeschrift 1 022 569 describes a process in which hydrofluoric acid containing SiO 2 is decomposed with sulfuric acid to form silicon tetrafluoride and water. In this process, however, the sulfuric acid serves as a dehydrating agent, whereby it is continuously diluted and becomes ineffective as a dehydrating agent as a result of the dilution. To make up for this loss, if the process is to be made continuous, concentrated sulfuric acid must be added.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Siliciumtetrafluorid-Wasserdampf-Gem'schen durch Umsetzung einer Dispersion von SiO2, insbesondere Quarzsand, mit Fluorwasserstoff bei Temperaturen zwischen dem Siedepunkt des Wassers und dem Siedepunkt des Dispersionsmittels, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man als Dispersionsmittel Schwefelsäure verwendet.The invention relates to a process for the production of silicon tetrafluoride-water vapor mixtures by reacting a dispersion of SiO 2 , in particular quartz sand, with hydrogen fluoride at temperatures between the boiling point of water and the boiling point of the dispersant, which is characterized in that as Dispersing agent used sulfuric acid.
Die Reaktionstemperaturen, die angewendet werden können, sind nicht entscheidend wichtig, da die Reak-Verf
ahren zur Herstellung von
Siliciumtetrafluorid-Wasserdampf-GemischenThe reaction temperatures that can be used are not critically important, as the Reak processes for the preparation of
Silicon tetrafluoride-water vapor mixtures
Anmelder:Applicant:
Cabot Corporation, Boston, Mass. (V. St. A.)Cabot Corporation, Boston, Mass. (V. St. A.)
Vertreter:Representative:
Dr.-Ing. A. v. Kreisler, Dr.-Ing. K. Schönwald,Dr.-Ing. A. v. Kreisler, Dr.-Ing. K. Schönwald,
Dr.-Ing. Th. Meyer und Dr. J. F. Fues,Dr.-Ing. Th. Meyer and Dr. J. F. Fues,
Patentanwälte, 5000 Köln 1, DeichmannhausPatent Attorneys, 5000 Cologne 1, Deichmannhaus
Als Erfinder benannt:Named as inventor:
Robert N. Secord, Wenham, Mass. (V. St. A.)Robert N. Secord, Wenham, Mass. (V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:Claimed priority:
V. St. v. Amerika vom 5. Februar 1964 (342 784)V. St. v. America 5 February 1964 (342 784)
tion zwischen Fluorwasserstoff und Siliciumdioxyd innerhalb eines weiten Bereichs von Temperaturen stattfindet, nämlich zwischen etwa 105 und 315° C. Jedoch wurde festgestellt, daß die Reaktion zwischen dem Fluorwasserstoff und Siliciumdioxyd um so schneller verläuft und demgemäß das Siliciumtetrafluorid um so schneller erhalten wird, je höher die angewendete Temperatur ist. Demgemäß sind Badetemperaturen zwischen etwa 120 und 232° C zu empfehlen. Bei diesen Temperaturen verlaufen die zur Bildung von Siliciumtetrafluorid führenden Reaktionen glatt, und Siliciumtetrafluorid und Wasserdampf werden praktisch kontinuierlich aus dem Bad abgegeben, während der Dampfdruck der Schwefelsäure verhältnismäßig niedrig bleibt.tion between hydrogen fluoride and silicon dioxide over a wide range of temperatures takes place, namely between about 105 and 315 ° C. However, it was found that the reaction between The faster the hydrogen fluoride and silicon dioxide and accordingly the silicon tetrafluoride the faster is obtained, the higher the temperature used. Accordingly, bathing temperatures are recommended between about 120 and 232 ° C. At these temperatures the to Formation of silicon tetrafluoride leading to smooth reactions, and silicon tetrafluoride and water vapor are released practically continuously from the bath, while the vapor pressure of the sulfuric acid remains relatively low.
Bevorzugt wird die Umsetzung bei Temperaturen zwischen 179 und 232°C durchgeführt.The reaction is preferably carried out at temperatures between 179 and 232.degree.
Die Konzentration der Schwefelsäure im Bad kann über einen verhältnismäßig weiten Bereich variiert werden.The concentration of sulfuric acid in the bath can vary over a relatively wide range will.
Vorteilhaft wird mit Schwefelsäurekonzentrationen zwischen etwa 50 und 90 Gewichtsprozent gearbeitet.It is advantageous to work with sulfuric acid concentrations between about 50 and 90 percent by weight.
Die Konzentration des Siliciumdioxyds im Schwefelsäurebad, die in dieses Bad eingeführte Menge an Fluorwasserstoff, der erforderliche Wärmeeinsatz zur Aufrechterhaltung einer bestimmten Temperatur des Bades und andere Reaktionsbedingungen sind unter normalen Umständen nicht entscheidend.The concentration of silicon dioxide in the sulfuric acid bath, the amount of introduced into this bath Hydrogen fluoride, the amount of heat required to maintain a certain temperature of the Baths and other reaction conditions are not critical under normal circumstances.
Die geeigneten Bedingungen lassen sich leicht entsprechend den jeweiligen Gegebenheiten ermitteln.The suitable conditions can easily be determined according to the particular circumstances.
809 559/466809 559/466
In einem typischen Fall ist das Gemisch von SiIiciumtetrafluorid und Wasser, das von der Oberseite des Schwefelsäurebades gewonnen wird, sehr stabil, solange es oberhalb des Taupunktes des Gasgemisches gehalten wird, und kann normalerweise unmittelbar in eine Reaktionskammer eingeführt werden, in der Siliciumdioxyd gemäß Gleichung 1 gebildet wird. Der hier als Nebenprodukt gebildete Fluorwasserstoff wird von der Reaktionskammer nach der Entfernung des größeren Teils des Siliciumdioxyds in das Schwefel-Säurebad zugeführt. Mit Ausnahme der von Fall zu Fall zum Ausgleich der Produktionsverluste vorgenommenen Zugabe von Fluorwasserstoff und/oder Schwefelsäure zum System ist somit das Siliciumdioxyd der einzige Rohstoff, der zur Herstellung von Siliciumdioxyd gemäß Gleichung 1 in kontinuierlicher Arbeitsweise erforderlich ist.In a typical case the mixture is silicon tetrafluoride and water obtained from the top of the sulfuric acid bath is very stable, as long as it is kept above the dew point of the gas mixture, and can normally immediately are introduced into a reaction chamber in which silicon dioxide is formed according to equation 1. The hydrogen fluoride formed here as a by-product is released from the reaction chamber after removal of the greater part of the silicon dioxide is fed into the sulfuric acid bath. Except for on a case-by-case basis Case to compensate for the production losses made addition of hydrogen fluoride and / or Sulfuric acid to the system thus the silicon dioxide is the only raw material that is used to manufacture silicon dioxide according to equation 1 is required in continuous operation.
Es erübrigt sich, festzustellen, daß als Siliciumdioxydquelle Quarzsand verwendet wird, da er billig und in der bevorzugten körnigen Form leicht erhältlich ist. Natürlich können auch andere Formen von Siliciumdioxyd verwendet werden.Needless to say, quartz sand is used as the source of silica since it is inexpensive and is readily available in the preferred granular form. Of course, other forms of silica can also be used be used.
Der Inhalt eines aus Kohle bestehenden Behälters, der 2000 kg 75%ige Schwefelsäure enthält, wird auf etwa 1700C erhitzt, worauf stündlich 100 kg Fluorwasserstoff in einen Gasverteiler eingeführt werden, der am Boden des Behälters angeordnet ist. Gleichzeitig wird Quarzsand in einer Menge von etwa 75 kg pro Stunde in den Reaktor eingeführt. Nach mehreren Stunden kontinuierlichen Betriebes wird das von der Oberseite des Gefäßes abgenommene Gemisch analysiert. Hierbei ergibt sich, das Siliciumtetrafluorid und Wasserdampf in Mengen von stündlich etwa 130 bzw. kg gebildet werden.The contents of a container made of coal and containing 2000 kg of 75% sulfuric acid is heated to about 170 ° C., whereupon 100 kg of hydrogen fluoride are introduced into a gas distributor located at the bottom of the container every hour. At the same time, quartz sand is introduced into the reactor in an amount of about 75 kg per hour. After several hours of continuous operation, the mixture taken from the top of the vessel is analyzed. This shows that silicon tetrafluoride and water vapor are formed in amounts of about 130 and kg, respectively, per hour.
Claims (3)
Deutsche Auslegeschriften Nr. 1 021 339, 1 022 569.Considered publications:
German Auslegeschriften No. 1 021 339, 1 022 569.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US34278464A | 1964-02-05 | 1964-02-05 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1270014B true DE1270014B (en) | 1968-06-12 |
Family
ID=23343262
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19651270014 Pending DE1270014B (en) | 1964-02-05 | 1965-02-04 | Process for the production of silicon tetrafluoride-water vapor mixtures |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1270014B (en) |
FR (1) | FR1423509A (en) |
GB (1) | GB1080662A (en) |
NL (1) | NL6501423A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3125989A1 (en) * | 1980-07-02 | 1982-03-18 | Central Glass Co., Ltd., Ube, Yamaguchi | Process for preparing silicon tetrafluoride, employing gaseous hydrogen fluoride |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1021339B (en) * | 1955-03-30 | 1957-12-27 | Columbian Carbon | Process for the production of a mixture of silicon tetrafluoride and water vapor |
DE1022569B (en) * | 1954-06-09 | 1958-01-16 | Grace W R & Co | Process for the production of silicon tetrafluoride |
-
1965
- 1965-02-02 GB GB439165A patent/GB1080662A/en not_active Expired
- 1965-02-04 DE DE19651270014 patent/DE1270014B/en active Pending
- 1965-02-04 NL NL6501423A patent/NL6501423A/xx unknown
- 1965-02-04 FR FR4437A patent/FR1423509A/en not_active Expired
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1022569B (en) * | 1954-06-09 | 1958-01-16 | Grace W R & Co | Process for the production of silicon tetrafluoride |
DE1021339B (en) * | 1955-03-30 | 1957-12-27 | Columbian Carbon | Process for the production of a mixture of silicon tetrafluoride and water vapor |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3125989A1 (en) * | 1980-07-02 | 1982-03-18 | Central Glass Co., Ltd., Ube, Yamaguchi | Process for preparing silicon tetrafluoride, employing gaseous hydrogen fluoride |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB1080662A (en) | 1967-08-23 |
FR1423509A (en) | 1966-01-03 |
NL6501423A (en) | 1965-08-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE1270014B (en) | Process for the production of silicon tetrafluoride-water vapor mixtures | |
DE2248149A1 (en) | PROCESS FOR THE PROCESSING OF AQUATIC HYDROGEN SILICA | |
DE1277834B (en) | Process for the production of formaldehyde | |
DE1125892B (en) | Process for the production of finely divided silica | |
DE2535658C2 (en) | Process for the production of calcium fluoride | |
DE1592100A1 (en) | Process for the production of oversaturated aluminum fluoride solutions | |
DE1002309B (en) | Process for the production of glyoxylic acid | |
DE1182215B (en) | Process for the production of nitrosyl chloride | |
DE1105857B (en) | Process for the production of sulfur pentafluoride monochloride | |
DE2836499A1 (en) | PROCESS FOR THE PRODUCTION OF IODENTA FLUORIDE | |
DE1130797B (en) | Process for the production of hydrazine hydrate | |
DE968034C (en) | Process for the production of solid sodium metasilicate containing water of crystallization | |
DE835439C (en) | Process for the production of chlorine dioxide | |
DE639064C (en) | Process for the production of formic acid, its aluminum, chromium or iron salts | |
DE802818C (en) | Process for the production of phenylacetic acid | |
DE1216305B (en) | Process for the production of dicumyl peroxide and its nuclear chlorinated derivatives | |
DE624356C (en) | Process for the production of hydrofluoric acid | |
DE753117C (en) | Manufacture of hydroxylammonium sulfate | |
DE710170C (en) | Process for the production of formic acid | |
US2196156A (en) | Production of formic acid | |
DE904770C (en) | Process for the production of alkali-free copper oxide | |
DE972273C (en) | Process for the preparation of nitration products of toluene | |
DE1271119B (en) | Process for the preparation of hexamethylenetetramine | |
DE1197897B (en) | Process for the production of alkali salts of nitrilotriacetic acid | |
DE2005015A1 (en) | Process for the production of hydrogen |