DE2002258C3 - Verfahren zur Herstellung von Vinyltrichlorsilan - Google Patents

Description

Gegenstand der Eriindung ist ein spezielles Verfahren zur Herstellung von Vinyltrichlorsilan aus Trichlorsilan und Vinylchlorid in Abwesenheit von Feuchtigkeit bei erhöhter Temperatur.

Es ist bekannt, Vinyltrichlorsilan durch Umsetzung von Trichlorsilan mit Acetylen oder durch Umsetzung von Trichlorsilan mit Vinylchlorid in der Gasphase herzustellen. Da das Arbeiten mit Acetylen einen relativ hohen Sicherheitsaufwand erfordert, ist dieses Verfahren nicht zu ausgedehnter industrieller Anwendung gelangt.

Ein solche? Verfahren mit Acetylen und Trichlorsilan als Ausgangsmaterialien wird beispielsweise in der deutschen Patentschrift 1 169 936 beschrieben. Bei diesem Verfahren wirkt sich nachteilig aus, daß unter Druck gearbeitet werden muß und daß die Reaktion nur in Anwesenheit eines Katalysators durchgeführt werden kann. Infolge des Arbeitens bei Druck sind sicherheitstechnisch große Aufwendungen notwendig, damit das Verfahren einwandfrei durchgeführt werden kann.

Geeigneter für industrielle Anwendung ist das in der deutschen Patentschrift 936 445 beschriebene Verfahren der Umsetzung von Trichlorsilan mit Vinylchlorid in der Gasphase. Beim Durchleiten durch Keramik- oder Metallrohre eines Gemisches aus Vinylchlorid und Hydrogenchlorsilanen bei Temperaturen von 550 bis 650⁰C und Verweilzeiten >2 Sekunden, vorzugsweise 5 bis 20 Sekunden, wird dieses zu Vinylchlorsilanen umgesetzt. Im Falle des Trichlorsilan als Hydrogenchlorsilan mit Vinylchlorid wird lediglich eine Ausbeute von 53 Molprozent, bezogen auf Vinylchlorid als Unterschußkomponente, erzielt. Das Verhältnis der Reaktionspartner zueinander spielt angeblich keine ausschlaggebende Rolle. Bei Temperaturen oberhalb von 650⁰C werden gemäß dieser Druckschrift keine brauchbaren Ausbeuten gefunden. Als Ursache dafür werden starke Zersetzung und Umgruppierung zu unerwünschten Nebenprodukten, wie Siliciumtetrachlorid und Methyltrichlorsilan, angeführt.

Es wurde nun ein Verfahren zur Herstellung von Vinyltrichlorsilan aus Trichlorsilan und Vinylchlorid gefunden, das dadurch gekennzeichnet isl. daü man die Umsetzung bei 720 bis 750"C und einer minieren Verweilzeit von 0.2 bis 1,8 Sekunden durchführt.
Im Gegensalz zu den Angaben in der obengenannten Patentschrift ergibt sich bei Einhaltung dieser Bedingungen, daß die Ausbeuten im Vergleich zu den bekannten Verfahren stark ansteigen und eine Bildung von Nebenprodukten zurückgedrängt wird. Der besondere Vorteil der neuen Verfahrensweise, nämlich

ίο die Anwendung höherer Temperaturen und kürzerer Verweilzeiten, besteht darin, daß die mit der Anwendung längerer Verweilzeiten bestehende Gefahr der Verkokung vollständig gebannt wird und wesentlich höhere Ausbeuten von Vinyllrichlorsilan erhalten ,erden.

u)ie Umsetzung wird vorzugsweise bei Normaldruck durchgeführt. Geringer Überdruck bis zu 2 atii oder ein geringer Unterdruck beeinflussen Umsatz und Ausbeute nur unerheblich.

Die Reaktionspartner werden vorzugsweise in

stöchiometrischen Mengen eingesetzt. Ein Überschuß des einen oder anderen Reaktionspartners sollte innerhalb wirtschaftlicher Grenzen liegen.

Wie bereits erwähnt, werden die Ausgangsprodukte in Abwesenheit von Wasser umgesetzt. Feuchtes Vinylchlorid ist vor der Umsetzungzur Erzielung hoher Ausbeuten auf einen möglichst niedrigen Wassergehalt zu trocknen.

Die Umsetzung wird vorzugsweise in röhrenförmigen Reaktoren durchgeführt. Als Reaktormaterialien sind Metalle, besonders solche, die keine Zersetzung oder Umlagerung der Ausgangsprodukte und des Endproduktes verursachen, wie Eisen, geeignet. Ebenso sind nichtmetallische Werkstoffe wie Keramik, Graphit und ähnliche Materialien als Reaktormaterialien geeignet.

Das erfindungsgemäß hergestellte Vinyltrichlorsilan ist ein wertvolles Produkt, das unter anderem zum Schlichten von silikalhaltigen Materialien verwendet wird.

Das Verfahren nach der Erfindung wird durch die nachstehenden Beispiele illustriert:

Beispiele 1 bis 4

Trockenes Vinylchlorid und Trichlorsilan wurden in Mengenverhältnissen vorgemischt, wie aus der nachstehenden Tabelle ersichtlich, und auf etwa 100⁰C vorgewärmt und in ein Eisenrohr von 150 cm Länge und 35 mm lichtem Durchmesser mit verschie-

So denen Geschwindigkeiten eingeführt und auf die in der Tabelle angegebenen Temperaturen aufgeheizt. Die aus dem Reaktionsrohr austretenden Produkte wurden abgekühlt und kondensiert. Das erhaltene Kondensat wurde destillativ und gaschromatographisch qualitativ und quantitativ untersucht. Die erhaltenen Ergebnisse können ebenfalls der nachstehenden Tabelle entnommen werden.

Beispiel

1
2
3
4

Eingespeiste Mengen der Ausgangsstoffe

Trichlorsilan (in Mol)

145
145
186
186

Vinylchlorid (in Mol)

176
176
228
228

Mittlere
Verweilzeit

(in see)

1,75
1,75
1,35
1,35

Temperatur
(in ⁰O

720
750
720
750

Umsatz zu Vinyltrichlorsilan

(in Molprozent)

69
59

85
74

Trichlorsilanrückgcwinnung

(in Molprozent)

19
19
13
15

Ausbeute (in °/„)

Vinyltrichlorsilan

(bezogen auf

umgesetztes

Tpchlorsi'm*

85,2
72,9
98
87,1

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Herstellung von Vinyltrichlorsilan aus Trichlorsilan und Vinylchlorid bei erhöhter Temperatiir, dadurch gekenn ζ eic h η el, daß man die Umsetzung bei 720 bis 75O⁰C und einer mittleren Verweilzeit von 0,2 bis 1,8 Sekunden durchführt.