DE69523105T2 - Verfahren zum Fördern der Zerlegung von Siliziumzusammensetzungen in einem Verfahren für die Absätzung von Silizium auf eine Metalloberfläche - Google Patents
Verfahren zum Fördern der Zerlegung von Siliziumzusammensetzungen in einem Verfahren für die Absätzung von Silizium auf eine MetalloberflächeInfo
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- C10G9/14—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils in pipes or coils with or without auxiliary means, e.g. digesters, soaking drums, expansion means
- C10G9/16—Preventing or removing incrustation
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- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
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Description
- Die Erfindung betrifft die beschleunigte Zersetzung von Organosiliciumverbindungen unter Abscheidung von Silicium auf einer Metalloberfläche.
- Bei einem Verfahren zur Herstellung von Olefinverbindungen wird ein Fluidstrom, der einen gesättigten Kohlenwasserstoff, wie Ethan, Propan, Butan, Pentan, Naphtha, oder Gemische von zwei oder mehreren hiervon enthält, einem thermischen (oder pyrolytischen) Krackofen zugeführt. In der Regel wird mit dem Kohlenwasserstoffzufuhrmaterial, das in den Krackofen eingebracht wird, ein Verdünnungsfluid, wie ein Strom, zusammengebracht.
- Im Krackofen werden die gesättigten Kohlenwasserstoffe in Olefinverbindungen umgewandelt. Beispielsweise wird ein Ethanstrom in den Krackofen eingeleitet, wo er in Ethylen und nennenswerte Mengen anderer Kohlenwasserstoffe umgewandelt wird. Ein Propanstrom wird in den Krackofen eingeleitet, wo er in Ethylen und Propylen und nennenswerte Mengen anderer Kohlenwasserstoffe umgewandelt wird. Ebenso wird ein Gemisch von gesättigten Kohlenwasserstoffen, die Ethan, Propan, Butan, Pentan und Naphtha enthalten, in ein Gemisch von Olefinverbindungen umgewandelt, das Ethylen, Propylen, Butene, Pentene und Naphthalin enthält. Olefinverbindungen sind eine wichtige Klasse von Industriechemikalien. Beispielsweise ist Ethylen ein Monomeres oder Comonomeres zur Herstellung von Polyethylen. Weitere Anwendungsmöglichkeiten von Olefinverbindungen sind den Fachleuten hinreichend bekannt.
- Als Ergebnis des Ofen-Krackvorgangs bildet sich im Krackofen ein halbreiner Kohlenstoff mit der Bezeichnung "Koks". Koks wird auch in den Wärmeaustauschern gebildet, die zum Kühlen des Gasgemisches eingesetzt werden, das den Krackofen als Abfluß verläßt. Die Koksbildung beruht in der Regel auf einer Kombination einer homogenen thermischen Reaktion in der Gasphase (thermisches Verkoken) und einer heterogenen katalytischen Reaktion zwischen dem Kohlenwasserstoff in der Gasphase und den Metallen an den Wänden der Krackrohre oder Wärmeaustauscher (katalytisches Verkoken).
- Koks bildet sich in der Regel auf den Metalloberflächen der Krackrohre, die mit dem Zufuhrstrom in Kontakt kommen, und auf den Metalloberflächen der Wärmeaustauscher, die mit dem Gasabfluß aus dem Krackofen in Kontakt kommen. Es sollte allerdings berücksichtigt werden, daß sich Koks auch auf den Verbindungsleitungen und auf anderen Metalloberflächen bilden kann, die Kohlenwasserstoffen bei hohen Temperaturen ausgesetzt sind. Somit wird der Begriff "Metalle" hier zur Bezeichnung sämtlicher Metalloberflächen der Apparatur bei einem Krackprozeßsystem verwendet, die Kohlenwasserstoffen ausgesetzt und der Kokszersetzung unterworfen sind.
- Ein normales Betriebsverfahren für einen Krackofen besteht im regelmäßigen Abschalten des Ofens, um die Koksabscheidungen abzubrennen. Diese Abschaltzeit führt zu einem beträchtlichen Produktionsverlust. Zudem ist Koks ein ausgezeichneter Wärmeisolator. Somit werden bei der Abscheidung von Koks höhere Ofentemperaturen zur Aufrechterhaltung der Gastemperatur in der Krackzone bei einem gewünschten Niveau erforderlich. Derartige höhere Temperaturen erhöhen den Brennstoffverbrauch und führen gegebenenfalls zu einer kürzeren Rohr- Lebensdauer.
- Es existieren bestimmte, den Fachleuten bekannte Verfahren zur Hemmung oder Verminderung der Koksbildung auf Metallen. Beispielsweise ist in der US-A-4 692 234 ein Verfahren zur Verminderung der Koksbildung auf Metalloberflächen eines Krackprozeßsystems beschrieben, wobei solche Metalloberflächen mit einem Antifoulingmittel behandelt werden, das Zinn und Silicium enthält. Ein Problem, das bei der Behandlung der Metalloberflächen der Krackprozeßsystemanlage besteht, ist das Unvermögen, die Metalloberflächen ordnungsgemäß mit Silicium zu überziehen. Dieser Überzug stellt das verminderte Fouling der Metalle in einem Olefin-Kracksystem bereit. Bei der Behandlung der Metalle wird eine Organosiliciumverbindung bei einer gegebenen Temperatur bei Kontakt mit den Metallen umgewandelt, so daß auf ihnen Silicium abgelagert wird. Aufgrund des Temperaturprofils in einem Krackofen kann es auch erwünscht sein, die Zersetzungstemperatur der organischen Siliciumverbindung zu senken.
- Die EP-A-0 241 020 beschreibt die Verwendung eines Antifoulingmittels aus Zinn und Silicium zur Verminderung der Bildung von Kohlenstoff auf Metallen.
- Somit besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, ein Verfahren zur Beschleunigung des Abbaus einer Organosiliciumverbindung unter verstärkter oder verbesserter Zersetzung von Silicium auf den Metalloberflächen der Krackprozeßsystemanlage bereitzustellen.
- Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zur Steuerung der Temperatur, bei der eine Organosiliciumverbindung zerfällt, zur verbesserten Abscheidung von Silicium auf den Metalloberflächen der Krackprozeßsystemanlage.
- Erfindungsgemäß wird ein Verfahren bereitgestellt, das die Zersetzung einer Organosiliciumverbindung beschleunigt. Die Organosiliciumverbindung besitzt eine Zersetzungstemperatur, die bei Verwendung der Organosiliciumverbindung zur Abscheidung von Silicium auf einer Metalloberfläche, insbesondere den Metalloberflächen einer Krackprozeßsystemanlage, zum Erreichen einer bestimmten prozentualen Zersetzung erforderlich ist. Das Verfahren umfaßt das Mischen einer zersetzungsbeschleunigenden Organozinnverbindung, die Organozinn in einer zur Erniedrigung der Zersetzungstemperatur der Organosiliciumverbindung wirksamen Menge enthält, mit der Organosiliciumverbindung. Diese erniedrigte Zersetzungstemperatur liefert eine tatsächlich angemessene prozentuale Zersetzung der Organosiliciumverbindung, wie sie bereitgestellt wird, wenn die Organosiliciumverbindung allein und ohne die zersetzungsbeschleunigende Organozinnverbindung verwendet wird. Das Gemisch von Organosilicium- und zersetzungsbeschleunigender Organozinnverbindung kann anschließend mit den Metallen unter Abscheidung von Silicium darauf in Kontakt gebracht werden. Die Kontakttemperatur ist niedriger als für Organosilicium allein erforderlich.
- Weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung gehen aus der vorhergehenden Beschreibung der Erfindung und den Ansprüchen sowie aus der ausführlichen Beschreibung der Zeichnungen hervor, worin:
- Fig. 1 Auftragungen der prozentualen Umwandlung einer Organosiliciumverbindung in Abhängigkeit des Gewichtsverhältnisses von elementarem Zinn zu elementarem Silicium in dem Antifoulingmittel bei verschiedenen Zersetzungstemperaturen umfaßt.
- Die Erfindung ist ein Verfahren zur Beschleunigung der Zersetzung oder Umwandlung einer Organosiliciumverbindung, insbesondere bei Verwendung als Antifouling in den Rohren eines Krackofens, so daß auf den Metalloberflächen solcher Rohre eine Schicht von Silicium abgeschieden wird. Unerwarteterweise wurde gefunden, daß die Zersetzungstemperatur von Organosilicium in Gegenwart einer zersetzungsbeschleunigenden Organozinnverbindung erniedrigt wird.
- Der in Gegenwart der zersetzungsbeschleunigenden Organozinnverbindung ausgelöste Reaktionsmechanismus ist unbekannt. Die unerwartete Natur der sich in Gegenwart von Organozinn mit Organosilicium ergebenden Vorteile wird in der Technik gezeigt, jedoch wird keine eindeutige Erklärung dafür bereitgestellt, warum eine solche Gegenwart die Erniedrigung der Zersetzungstemperatur des Organosiliciums bewirkt. Allerdings ist es aus der Beschreibung hier offensichtlich, daß die Zersetzung oder Umwandlung von Organosilicium unter Verwendung der zersetzungsbeschleunigenden Organozinnverbindung beschleunigt werden kann.
- Die Verwendung der zersetzungsbeschleunigenden Organozinnverbindung liefert Vorteile in mehrerer Hinsicht, wie beispielsweise in dem Falle, in dem eine praktisch 100%ige Umwandlung von Organosilicium erwünscht ist, wobei seine Verwendung zu einer Verminderung oder Erniedrigung der erforderlichen Zersetzungstemperatur des Organosiliciums führt. Außerdem kann in der Situation, in der eine 100%ige Umwandlung von Organosilicium nicht notwendigerweise erwünscht oder erforderlich ist, die Zersetzungstemperatur für eine gegebene prozentuale Umwandlung oder Zersetzung von Organosilicium unter Verwendung der zersetzungsbeschleunigenden Organozinnverbindung erniedrigt werden, während praktisch immer noch die gleiche gegebene prozentuale Umwandlung oder Zersetzung erzielt wird. Diese Merkmale stellen eine Möglichkeit zur Kontrolle der Zersetzungstemperatur von Organosilicium oder der prozentualen Zersetzung durch Einstellen der Menge der zersetzungsbeschleunigenden Organozinnverbindung, die mit Organosilicium verwendet oder ihm zugemischt wird, bereit. Nicht nur die durch die Möglichkeit zur Kontrolle der Zersetzungstemperatur von Organosilicium bereitgestellte Flexibilität, sondern auch die mit der Behandlung der Metalle verbundenen Energiekosten können durch eine Erniedrigung der erforderlichen Behandlungstemperatur unter Erniedrigung der Zersetzungstemperatur des bei der Behandlung verwendeten Organosiliciums vermindert werden.
- Jede geeignete Organosiliciumverbindung kann bei der Behandlung der Metalle eingesetzt werden, mit der Maßgabe, daß sich solche Verbindungen unter angemessenen Behandlungsbedingungen unter Bereitstellung einer abgeschiedenen Schicht von Silicium auf den Metallen zersetzen.
- Beispiele für organische Siliciumverbindungen (Organosiliciumverbindungen), die eingesetzt werden können, umfassen Verbindungen der Formel
- wobei R&sub1;, R&sub2;, R&sub3; und R&sub4; unabhängig aus der Gruppe, bestehend aus Halogenwasserstoff, Kohlenwasserstoff und Oxykohlenwasserstoff, ausgewählt sind, und wobei die Bindungen in der Verbindung entweder ionisch oder kovalent sein können. Der Kohlenwasserstoff und Kohlenwasserstoffoxyrest kann 1-20 Kohlenstoffatome aufweisen, die mit Halogen, Stickstoff, Phosphor oder Schwefel substituiert sein können. Beispielhafte Kohlenwasserstoffreste sind Alkyl, Alkenyl, Cycloalkyl, Aryl und Kombinationen hiervon, wie Alkylaryl oder Alkylcycloalkyl. Beispielhafte Oxykohlenwasserstoffteste sind Alkoxid, Phenoxid, Carboxylat, Ketocarboxylat und Diketon (Dion). Geeignete organische Siliciumverbindungen umfassen Trimethylsilan, Tetramethylsilan, Tetraethylsilan, Triethylchlorsilan, Phenyltrimethylsilan, Tetraphenylsilan, Ethyltrimethoxysilan, Propyltriethoxysilan, Dodecyltrihexoxysilan, Vinyltriethyoxysilan, Tetramethoxyorthosilicat, Tetraethoxyorthosilicat, Polydimethylsilocan, Polydiethylsilocan, Polydihexylsiloxan, Polycyclohexylsiloxan, Polydiphenylsiloxan, Polyphenylmethylsiloxan, 3- Chlorpropyltrimethoxysilan und 3-Aminopropyltriethoxysilan. Derzeit ist Hexamethyldisiloxan bevorzugt. Jede geeignete Organozinnverbindung kann als zersetzungsbeschleunigende Organozinnverbindung verwendet werden, mit der Maßgabe, daß sie die Zersetzungstemperatur der Organosiliciumverbindung, der sie ausgesetzt wird, oder mit der sie in Kontakt gebracht oder gemischt wird, wirksam erniedrigt, so daß sich für die Organosiliciumverbindung eine erniedrigte Zersetzungstemperatur ergibt, die zum Erreichen einer gegebenen prozentualen Zersetzung erforderlich ist.
- Beispiele für einige organische Zinnverbindungen, die verwendet werden können, umfassen Zinncarboxylate wie Zinn(II)-formiat, Zinn(II)-acetat, Zinn(II)-butyrat, Zinn(II)-octoat, Zinn(II)-decanoat, Zinn(II)-oxalat, Zinn(II)-benzoat und Zinn(II)- cyclohexancarboxylat; Zinnthiocarboxylate wie Zinn(II)-thioacetat und Zinn(II)- dithioacetat; Dihydrocarbylzinn-bis(hydrocarbylmercaptoalkanoate) wie Dibutylzinn-bis(isoocylmercaptoacetat) und Dipropylzinn-bis(butylmercaptoacetat); Zinnthiocarbonate wie Zinn(II)-O-ethyldithiocarbonat; Zinncarbonate wie Zinn(II) = propylcarbonat; Tetrahydrocarbylzinnverbindungen wie Tetrabutylzinn, Tetraoctylzinn, Tetradodecylzinn und Tetraphenylzinn; Dihydrocarbylzinnoxide wie Dipropylzinnoxid, Dibutylzinnoxid, Dioctylzinnoxid und Diphenylzinnoxid; Dihydrocarbylzinn-bis(hydrocarbylmercaptid)e wie Dibutylzinn-bis(dodecylmercaptid); Zinnsalze von phenolischen Verbindungen wie Zinn(II)-thiophenoxid; Zinnsulfonate wie Zinn(II)-benzolsulfonat und Zinn(II)-p-toluolsulfonat; Zinncarbamate wie Zinn(II)-diethylcarbamat; Zinnthiocarbamate wie Zinn(II)- propylthiocarbamat und Zinn(II)-diethyldithiocarbamat; Zinnphosphite wie Zinn(II)-diphenylphosphit; Zinnphosphate wie Zinn(II)-dipropylphosphat; Zinnthiophosphate wie Zinn(II)-O,O-dipropylthiophosphat, Zinn(II)-O,O-dipropyldithiophosphat und Zinn(IV)-O,O-dipropyldithiophosphat, Dihydrocarbylzinnbis(O,O-dihydrocarbylthiophosphat)e wie Dibutylzinn-bis(O,O-dipropyldithiophosphat); und dergleichen. Derzeit ist Tetramethylzinn bevorzugt.
- Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die Metalloberflächen der Apparatur eines Krackprozeßsystems, vorzugsweise die Rohre eines Krackofens, durch Kontaktieren einer Organosiliciumverbindung damit unter Bedingungen, die zum Auslösen der Zersetzung des Organosilicium unter Abscheidung von Silicium auf den Metalloberflächen geeignet sind, behandelt. Die Metalloberflächen der Krackprozeßsystemanlage, insbesondere der Krackrohre, definieren in der Regel eine Reaktionszone, in der Krackreaktionen ablaufen, und die Organosiliciumverbindung wird zur Abscheidung von Silicium auf den Oberflächen, die eine solche Reaktionszone definieren, injiziert. Somit entsprechen die zum Kracken von Kohlenwasserstoffen und zur Zersetzung der Organosiliciumverbindung notwendigen und hier angegebenen Temperatur- und Druckbedingungen in der Reaktionszone denjenigen, die durch die Krackprozeßsystemanlage definiert werden.
- Zur Erniedrigung der Zersetzungstemperatur der zur Behandlung der Metalle verwendeten Organosiliciumverbindung wird eine zersetzungsbeschleunigende Organozinnverbindung, die eine Organozinnverbindung enthält, auf jede zweckmäßige Weise mit der Organosiliciumverbindung, die mit den Metalloberflächen der Reaktionszone in Kontakt gebracht wird, vermischt, ihr zugesetzt oder mit ihr kontaktiert. Die Menge der mit der Organosiliciumverbindung gemischten zersetzungsbeschleunigenden Organozinnverbindung genügt zur Erniedrigung der Zersetzungstemperatur der Organosiliciumverbindung auf erniedrigte Zersetzungstemperatur, die erforderlich ist, um eine gegebene prozentuale Zersetzung der Organosiliciumverbindung zu erreichen. Die Menge der zersetzungsbeschleunigenden Organozinnverbindung, die mit der Organosiliciumverbindung gemischt wird, sollte in der Regel so sein, daß das Gemisch, das die Organosiliciumverbindung und die zersetzungsbeschleunigende Organozinnverbindung enthält, ein Atomverhältnis von elementarem Zinn (Sn) zu elementarem Silicium (Si), hier "Sn/Si" genannt, von mindestens etwa 0,2 : 1 enthält.
- Unerwarteterweise wurde gefunden, daß eine inkrementelle Verbesserung der Umwandlung oder Zersetzung der Organosiliciumverbindung bei inkrementeller Erhöhung des Atomverhältnisses von Sn/Si festgestellt wird. Das Ausmaß der Verbesserung hinsichtlich der Zersetzung der Organosiliciumverbindung für eine gegebene inkrementelle Erhöhung des Sn/Si-Atomverhältnisses vermindert sich bei Zunahme des Sn/Si-Atomverhältnisses, bis es etwa 1,5 : 1 beträgt, wobei hier eine geringe, wenn überhaupt eine Verbesserung der sich aus einer solchen inkrementellen Zunahme im Sn/Si-Atomverhältnis ergebenden Organosiliciumverbindung-Zersetzung vorhanden ist. Somit kann für beste Ergebnisse das Sn/Si- Atomverhältnis in dem Gemisch von Organosilicium und zersetzungsbeschleuigendem Organozinn im Bereich von etwa 0,05 : 1 bis etwa 1,5 : 1 liegen. Vorzugsweise kann das Sn/Si-Atomverhältnis im Bereich von etwa 0,1 : 1 bis etwa 1,25 : 1 liegen, und am meisten bevorzugt kann es 0,15 : 1 bis 1 : 1 betragen.
- Das Gemisch wird mit der Metalloberfläche der Krackprozeßsystemanlage, vorzugsweise mit den Krackrohren des Ofens, unter Bedingungen zusammengebracht, die zweckmäßigerweise die Zersetzung und Abscheidung von Silicium auf den Metallen bereitstellen. Wie vorstehend angegeben, ist die für die Zersetzung der Organosiliciumverbindung erforderliche Temperatur für die gegebene prozentuale Zersetzung der Organosiliciumverbindung eine erniedrigte Zersetzungstemperatur, und sie ist eine Funktion des Sn/Si-Atomverhältnisses.
- Zum Erhalt des wärmeenergetischen Vorteils ist in der Regel ein solches Sn/Si- Atomverhältnis wünschenswert, das für eine gegebene prozentuale Zersetzung der Organosiliciumverbindung einen Unterschied zwischen der Zersetzungstemperatur der Organosiliciumverbindung, wenn keine Organozinnverbindung vorhanden ist, und der verminderten Zersetzungstemperatur, wenn die Organozinnverbindung vorhanden ist, (Temperaturdifferenz) von mindestens etwa 5,6ºC (10ºF) bereitstellt. Aus energetischen Gründen allein ist es am besten, eine möglichst große Temperaturdifferenz bereitzustellen, wie sie durch Gegenwart der zersetzungsbeschleunigenden Organozinnverbindung mit der Organosiliciumverbindung wirksam herbeigeführt werden kann. Die maximal erhaltbare Temperaturdifferenz beträgt offenbar nicht mehr als etwa 277,8ºC (500ºF). Vorzugsweise kann die Temperaturdifferenz im Bereich von etwa 11,1ºC (20ºF) bis etwa 222,2ºC (400ºF) und am meisten bevorzugt 16,7 bis 166,7ºC (30ºF bis 300ºF) liegen.
- Um die Metalle wirksam zu behandeln, muß sich die verwendete Organosiliciumverbindung so zersetzen, daß auf solchen Metallen eine Abscheidung oder Schicht von Silicium bereitgestellt wird. Somit ist eine bestimmte minimale prozentuale Zersetzung der Organosiliciumverbindung erforderlich. In der Regel ist eine Umwandlung für mindestens etwa 20% der Organosiliciumverbindung erwünscht. Vorzugsweise kann die prozentuale Zersetzung mindestens etwa 30% betragen. Am meisten bevorzugt kann die prozentuale Zersetzung der Organosiliciumverbindung mindestens 40% betragen. Zum Erreichen einer gegebenen prozentualen Zersetzung der Organosiliciumzusammensetzung werden demnach die Kontaktbedingungen, wie Temperatur und Sn/Si-Verhältnis, je nach Anforderung kontrolliert.
- Die folgenden Beispiele werden zur weiteren Erläuterung der Erfindung bereitgestellt.
- Dieses Beispiel beschreibt die zum Erhalt von Organozinn-Zersetzungswerten angewandte experimentelle Verfahrensweise.
- Die experimentelle Anlage umfaßte eine Incolloy 800-Rohrschlange von 7,315 m (24') Länge, 0,64 cm (1/4") O. D. mit 16 Windungen, die in einem elektrischen Röhrenofen auf die gewünschte Temperatur von 593ºC (1100ºF, 1200ºF und 1300ºF), 649ºC und 704,5ºC erhitzt wurde. Durch die Rohrschlange wurden ungefähr fünf (5) Standardliter Stickstoff und neun (9) 1 Dampf pro Minute hindurch geschickt, um für die getesteten Verbindungen einen Träger, eine Turbulenz und eine festgelegte Verweilzeit bereitzustellen. Ein Hewlett Packard- Gaschromatograph mit einer fünfzehn (15)-m-Methylsiliconkapillarsäule, einem Flammenionisationsdetektor und einem automatischen Probengeberventil wurde zur Analyse eines Teils des Rohrschlangenauslaufes verwendet, um den Prozentsatz der Umwandlung zu bestimmen. Gasmischungen, die Helium (He) und Hexamethyldisiloxan (HMDO) und He und Tetramethylzinn (TMT) enthielten, wurden über Strömungsmesser an einem Punkt zwei (2) ft. vom Einlaß in die Rohrschlange eingeleitet, von wo ab die Temperaturbedingungen praktisch in der gesamten verbleibenden Rohrschlangenlänge isotherm wurden.
- Eine Mischung von He und n-Pentan wurde als Kalibrierreferenz für den Gaschromatographen verwendet. Diese Mischung durchströmte die Rohrschlange. Vor Einbringen der Reaktanten in die Rohrschlange durchströmten die HMDO- und TMT-Mischungen die Rohrschlange, und wurden zu den n-Pentanmischung ins Verhältnis gesetzt, um eine Null-Umwandlungs-Grundlinie zu erstellen. Die Umwandlung wird durch das prozentuale Verschwinden der Reaktanten gegenüber der n-Pentanmischung, deren Wert konstant blieb, gemessen.
- Nach der Kalibierung wurde der hindurchströmende HMDO-Fluß umgeleitet, und der TMT-Fluß wurde abgestellt. Die Probennehmer des Gaschromatographen nahmen automatisch Proben, und die Bedingungen blieben konstant, bis reproduzierbare Ergebnisse erhalten wurden. Anschließend wurde TMT mit einer Strömungsgeschwindigkeit eingeleitet, die ein gewünschtes Silicium/Zinn(Si/Sn)- Atomverhältnis ergab. Die Bedingungen wurden wie zuvor gehalten, und anschließend wurde das nächste gewünschte Verhältnis eingestellt.
- Die in Tabelle I dargestellten Daten sind diejenigen, die unter Verwendung der experimentellen, in Beispiel I beschriebenen Verfahrensweise erhalten wurden und sind graphisch in Fig. 1 abgebildet. Die Daten zeigen die prozentuale Umwandlung der Organozinnverbindung für verschiedene Rohrtemperaturen und Zinn/Silicium(Sn/SiO&sub2;)-Atomverhältnisse. Wie aus den Daten für eine gegebene Temperatur festgestellt werden kann, nimmt bei Zunahme des Sn/Si-Verhältnisses die Zersetzung oder Umwandlung der Organosiliciumverbindung zu. Es wird auch festgestellt, daß die inkrementelle Verbesserung in der Zersetzung der Organosiliciumverbindung für eine gegebene inkrementelle Erhöhung im Sn/Si- Atomverhältnis bei einem Sn/Si-Atomverhältnis von etwa 0,4 : 1 abzufallen beginnt, und bei einem Sn/Si-Atomverhältnis, das 1,5 : 1 überschreitet, wird wenig oder kein Vorteil bereitgestellt. Somit ist das Sn/Si-Atomverhältnis bei der Verbesserung der Zersetzung von Organosilicium eine kritische Variable.
- Wie ebenfalls aus den Daten der Tabelle I gesehen werden kann, kann die Zersetzungstemperatur der Organosiliciumverbindung unter Verwendung der zersetzungsbeschleunigenden Organozinnverbindung erniedrigt werden. Tabelle I Organosilicium-Zersetzung
- * Durchschnitt von Datenpunkten.
- Nennenswerte Änderungen und Modifikationen sind durch Fachleute innerhalb des Umfangs der beschriebenen Erfindung und der beigefügten Ansprüche möglich.
Claims (7)
1. Verfahren zur Beschleunigung der Zersetzung einer
Organosiliciumverbindung, wobei die Organosiliciumverbindung eine Zersetzungstemperatur
aufweist, die zum Erreichen einer gegebenen prozentualen Zersetzung
erforderlich ist, bei einem Verfahren zur Abscheidung von Silicium auf einer
Metalloberfläche, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt:
Mischen einer Organozinnverbindung mit der
Organosiliciumverbindung unter Erniedrigung der Zersetzungstemperatur der
Organosiliciumverbindung auf eine zum Erreichen der gegebenen
prozentualen Zersetzung erforderliche erniedrigte Zersetzungstemperatur
unter Bildung eines Gemisches; und
Zusammenbringen des Gemisches mit der Metalloberfläche bei der
verminderten Zersetzungstemperatur unter Abscheidung von
Silicium darauf.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Menge der Organozinnverbindung
zur Erniedrigung der Zersetzungstemperatur so ist, daß in dem Gemisch
ein Atomverhältnis von elementarem Zinn zu elementarem Silicium von
mindestens 0,21 : 1 bereitgestellt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Atomverhältnis von elementarem
Zinn zu elementarem Silicium in dem Gemisch 0,05 : 1 bis 1, 5 : 1 beträgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 3, wobei das Atomverhältnis
von elementarem Zinn zu elementarem Silicium in dem Gemisch 0,1 : 1 bis
1, 25 : 1 beträgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 3 und 4, wobei das
Atomverhältnis von elementarem Zinn zu elementarem Silicium in dem Gemisch
0,15 : 1 bis 1 : 1 beträgt.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die
Organosiliciumverbindung Hexamethyldisiloxan ist.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die
Organozinnverbindung Tetramethylzinn ist.
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