DE946900C

DE946900C - Process for the production of organosilanes, in particular of alkylsilanes

Info

Publication number: DE946900C
Application number: DEM20250A
Authority: DE
Inventors: Dr Hermann Clasen
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1953-10-02
Filing date: 1953-10-02
Publication date: 1956-08-09

Description

AUSGEGEBEN AM 9. AUGUST 1956ISSUED AUGUST 9, 1956

M 20250 IVb j 12M 20250 IVb j 12

von Alkylsilanenof alkylsilanes

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Organosilanen, insbesondere von Alkylsilanen.The invention relates to a process for the preparation of organosilanes, in particular of Alkylsilanes.

Organopolysiloxane werden bekanntlich durch Hydrolyse und Kondensation von Methyl- und Phenylchlorsilanen hergestellt. Dabei werden die Alkylchlorsilane entweder nach dem Rochow- oder nach dem Grignard-Verfahren gewonnen.Organopolysiloxanes are known to be by hydrolysis and condensation of methyl and Phenylchlorosilanes produced. The alkylchlorosilanes are either according to the Rochow or obtained by the Grignard method.

Es hat bisher nicht an Bestrebungen gefehlt,So far there has been no lack of efforts

ίο andere Ausgangsstoffe für die Herstellung von Polysiloxanen zu verwenden. Insbesondere hat man versucht, Alkylsilane, die keine Si Cl-, sondern nur SiH- oder Si Si-Bindungen aufweisen, zu erzeugen und zu Silikonen zu verarbeiten. Die SiH- und SiSi-Bindung gibt erstens bei der Hydrolyse zu Silikonen keine z. B. zu Korrosion Anlaß gebende Salzsäure, sondern Wasserstoff ab, zweitens lassen sich SiH-Bindungen enthaltende Silikone durch Nacherhitzung härten, und drittens läßt sich die SiH- sowie SiSi-Bindung auf oxydativem Wege in die SiOH- bzw. SiOSi-Bindung umwandeln, was bei der Si Cl-Bindung nicht möglich ist. Diesen Vorteilen steht aber bisher der große Nachteil gegenüber, daß die Herstellung dieser Alkylsilane mit SiH- und/oder Si Si-Bindungen sehr viel umständlicher ist als die der Alkylchlorsilane. So ist es bekannt, durch Hochdruckanlagerung von ungesättigten Kohlenwasserstoffen an Monosilan Alkylsilane herzustellen, z. B. nach der Gleichung 2 C₂H₄ + SiH₄ = (C₂H₅)₂SiH₂. Abgesehen davon, daß die Allylsiloxane weniger begehrt als die Methyl- und Phenylsiloxane sind, weist dieser Weg den großen Nachteil auf, daß die Herstellung des Monosilans nach dem zur Zeit üblichen Verfahren, nämlich der Zersetzung von aus Magnesium- und Siliciumpulver hergestelltemίο to use other raw materials for the production of polysiloxanes. In particular, attempts have been made to produce alkylsilanes which have no Si Cl bonds but only SiH or Si Si bonds and to process them into silicones. Firstly, the SiH and SiSi bonds give no z. B. hydrochloric acid, which gives rise to corrosion, but give off hydrogen; is not possible with the Si Cl bond. However, these advantages have so far been offset by the great disadvantage that the production of these alkylsilanes with SiH and / or SiSi bonds is much more complicated than that of the alkylchlorosilanes. It is known to produce alkylsilanes by high pressure addition of unsaturated hydrocarbons to monosilane, e.g. B. according to the equation 2 C ₂ H ₄ + SiH ₄ = (C ₂ H ₅ ) ₂ SiH ₂ . Apart from the fact that the allylsiloxanes are less popular than the methyl and phenylsiloxanes, this route has the great disadvantage that the production of the monosilane by the currently usual process, namely the decomposition of magnesium and silicon powder

Magnesi'umsilicid in flüssigem Ammoniak bei .tiefer Temperatur mittels Ammonbromid technisch umständlich ist.Magnesium silicide in liquid ammonia at .lower Temperature using ammonium bromide is technically cumbersome.

Es ist auch bekannt, daß sich bei der Reaktion von Äthylen mit Silanen bei 500⁰ und erniedrigtem Druck neben Äthylsilanen auch Methylsilane, und zwar zum Teil, auch SiSi-Bindungen enthaltende Produkte bilden, jedoch ist die Ausbeute an dem begehrten Dimethylsilan äußerst gering. Die Erfindung erlaubt nun, halogenfreie Silanausgangsstoffe für die Gewinnung von Organopolysiloxanen in einfacher Weise zu erhalten. Die Ausbeuten sind zwar nicht hoch, aber da das erfindungsgemäße Verfahren sich mit einem bekannten Verfahren zur Herstellung von Acetylen im Lichtbogenprozeß aus kohlenwasserstoffhaltigen Gasen kombinieren läßt, so daß die erfindungsgemäß erzeugten Siloxane als billige Nebenprodukte anfallen, ist das Verfahren gemäß Erfindung doch von praktischer Bedeutung.It is also known that the reaction of ethylene with silanes at 500 ⁰ and reduced pressure forms not only ethylsilanes but also methylsilanes, and in some cases also products containing SiSi bonds, but the yield of the coveted dimethylsilane is extremely low. The invention now allows halogen-free silane starting materials for the production of organopolysiloxanes to be obtained in a simple manner. The yields are not high, but since the process according to the invention can be combined with a known process for the production of acetylene in the arc process from hydrocarbon-containing gases, so that the siloxanes produced according to the invention are obtained as cheap by-products, the process according to the invention is of practical importance.

Erfindungsgemäß werden Siliciumcarbid oder solches enthaltende bzw. bildende Stoffe mit wasserstoff- oder kohlenwasserstoffhaltigen Gasen durch Erhitzen eines oder aller Reaktionspartner auf Temperaturen von etwa 1500⁰ und mehr unter Bildung von Organosilanen umgesetzt und die Reaktionsgase schnell abgeschreckt. Diese erfindungsgemäße Reaktionsmöglichkeit ist für den Fachmann überraschend, da Siliciumcarbid als ein Material gilt, das außerordentlich beständig ist und sich z. B. zur Herstellung von elektrisch hocherhitzten Heizleitern für Temperaturen von 1400 ° auch für hydrierend wirkende Ofenatmosphären bewährt hat.According to the invention, silicon carbide or substances containing or forming it are reacted with hydrogen or hydrocarbon-containing gases by heating one or all of the reactants to temperatures of about 1500 ⁰ and more to form organosilanes and the reaction gases are quickly quenched. This possibility of reaction according to the invention is surprising to the person skilled in the art, since silicon carbide is considered to be a material which is extremely resistant and which, for. B. for the production of electrically highly heated heating conductors for temperatures of 1400 ° has also been proven for hydrogenating furnace atmospheres.

Die Erhitzung der Reaktionspartner kann auf thermischem oder elektrischem Wege erfolgen. Man erhitzt z. B. nach Art des bekannten Abschreckrohres einen Stab aus Siliciumcarbid, der axial in einem senkrecht stehenden Rohr eingebaut ist, durch Anschalten eines elektrischen Stromes langsam bis auf helle Weißglut. Das Rohr wird außen mit Wasser gekühlt und innen mit wasserstoff- bzw. kohlen-. wasserstoffhaltigen Gasen beschickt. Bei der sehr hohen Temperatur, etwa 2000⁰, reagiert das SiIiciumcarbid mit den Gasen unter Bildung gasförmiger und fester Organosilane.The reactants can be heated thermally or electrically. One heated z. B. in the manner of the well-known quenching tube, a rod made of silicon carbide, which is installed axially in a vertical tube, by switching on an electric current slowly to bright incandescent. The pipe is cooled with water on the outside and hydrogen or carbon on the inside. charged hydrogen-containing gases. At the very high temperature, around 2000 ⁰ , the silicon carbide reacts with the gases to form gaseous and solid organosilanes.

Die Reaktion gemäß Erfindung läßt sich auch durchführen, wenn man zwischen Stäben, die im wesentlichen aus Siliciumcarbid bestehen und die als elektrische Heizleiter bekannt sind, einen Lichtbogen in einem wasserstoff- bzw. kohlenwasserstoffhaltigen Gasstrom zündet.The reaction according to the invention can also be carried out if one between rods in the consist essentially of silicon carbide and which are known as electrical heating conductors, create an arc ignites in a hydrogen or hydrocarbon gas stream.

Da die Siliciumcarbidstäbe als heiße Elektroden nicht sonderlich geeignet sind, weil sie zum Abbröckeln am Lichtbogenansatz neigen, können sie durch Kohlestäbe ersetzt werden, wobei über den Lichtbogen Siliciumcarbidpulver eingestreut wird.Since the silicon carbide rods are not particularly suitable as hot electrodes because they crumble off tend at the arc approach, they can be replaced by carbon rods, using the Arc silicon carbide powder is interspersed.

Das Verfahren gemäß Erfindung wird besondersThe method according to the invention becomes special

zweckmäßig so ausgeführt, daß man die Umsetzung zwischen dem Siliciumcarbidpartner und den wasserstoff- bzw. kohlenwasserstoffhaltigen Gasen durch Einwirkung eines heißen, leistungsstarken Lichtbogens stattfinden läßt. Man kann z. B. einen gemäß einem bekannten Schweißverfahren erzeugten Hochstromlichtbogen zwischen heißen Elektroden, z. B. aus Wolfram, im wasserstoff- bzw. kohlenwasserstoffhaltigen Gasstrom brennen lassen und mit dem Siliciumcarbidpartoer zur Reaktion bringen. Dabei wird der Wasserstoff zum großen Teil in atomaren Wasserstoff übergeführt und mit dem 70-durch die hohe Temperatur verdampften Siliciumcarbid zur Reaktion gebracht.expediently carried out so that the reaction between the silicon carbide partner and the hydrogen or gases containing hydrocarbons due to the action of a hot, powerful Arc can take place. You can z. B. one produced according to a known welding process High current arc between hot electrodes, e.g. B. made of tungsten, in the hydrogen or hydrocarbon-containing Let the gas flow burn and react with the silicon carbide part. The hydrogen is largely converted into atomic hydrogen and with the 70-through the high temperature vaporized silicon carbide reacted.

Eine restlose Umsetzung von Silicittmcarbidpulver gelingt durch Einblasen desselben mittels Kohleelektroden, die Durchbohrungen in der Achsenrichtung aufweisen. Eine gleichmäßige Zuspeisung von Siliciumcarbid in den Lichtbogen hinein kann auch in der Weise vorgenommen werden, daß man Kohleelektroden verwendet, die hohl und mit Siliciumcarbid angefüllt sind. Ba die Kohleelektroden infolge von Kohlenwasserstoff-, insbesondere von Acetylenbildung im Wasserstoffstrome abbrennen und sich auch, infolge einer Elektrodenzerstäubung verkürzen, gelangt ständig Siliciumcarbid an die Enden der Elektroden, wo der Lichtbogenansatz liegt, und die hier herrschende hohe Temperatur sorgt für gleichmäßige Verdampfung des Siliciumcarbids. Die Verdampfung geht nicht ohne gleichzeitige Dissoziation des Siliciumcarbids vor sich. Statt die hohlen Kohleelektroden mit Siliciumcarbid zu füllen, kann auch Silicium verwendet werden. Während des Elektrodenabbrandes gelangt das Silicium in ein Temperaturgebiet, in dem mit der Kohle ganz oder teilweise Carbidbildung stattfindet, so daß ähnliche Verhältnisse wie bei Füllung durch Siliciumcarbid vorliegen. Die Elektroden können auch nach Art der bekannten Söderberg-Elektraden aufgebaut werden aus z. B. Siliciumcarbid, Koks und Teer.A complete conversion of silicon carbide powder is achieved by blowing it in by means of carbon electrodes which have through-holes in the axial direction. A uniform feed of silicon carbide into the arc can also be carried out in such a way that carbon electrodes are used which are hollow and filled with silicon carbide. If the carbon electrodes burn off as a result of the formation of hydrocarbons, especially acetylene, in the hydrogen stream and also shorten as a result of electrode atomization, silicon carbide constantly reaches the ends of the electrodes where the arc is located, and the high temperature here ensures uniform evaporation of the silicon carbide. Evaporation does not proceed without simultaneous dissociation of the silicon carbide. Instead of filling the hollow carbon electrodes with silicon carbide, silicon can also be used. During the electrode burn-off, the silicon reaches a temperature range in which carbide formation takes place in whole or in part with the carbon, so that similar conditions exist as when filling with silicon carbide. The electrodes can also be constructed in the manner of the known Söderberg electrade from z. B. silicon carbide, coke and tar.

Nach einer anderen Ausführungsform des Ver- ioo fahrens kann man auch mit kalten oder gekühlten Elektroden arbeiten. Zum Beispiel kann man in einem 1 m langen gaswirbelstabilisierten Gleichstrom-Lichtbogen von 7000 V bei 1000 A und einer Gasgeschwindigkeit von 1000 m/sec bei einer durchschnittlichen Gastemperatur von 1500⁰ zwischen wassergekühlten Elektroden aus Kupfer bzw. Eisen mit nachfolgender Wassereinspritzung beim Einleiten von gereinigtem Erdgas bekanntlich Wasserstoff, Acetylen, Äthylen und andere Kohlenwasser- 110. stoffe sowie Ruß erhalten. Versetzt man das Speisegas erfindungsgemäß mit feinem Siliciumcarbidstaub, so 'werden neben obigen Gasen Organosilane, z. B. Tetramethylsilan, Trimethylsilan, Hexamethyldisiloxan und ähnliche Stoffe erhalten. Der Wasserstoff läßt sich also durch Kohlenwasserstoffe ersetzen. According to another embodiment of the method, it is also possible to work with cold or cooled electrodes. For example, in a 1 m long gas vortex stabilized direct current arc of 7000 V at 1000 A and a gas speed of 1000 m / sec at an average gas temperature of 1500 ⁰ between water-cooled electrodes made of copper or iron with subsequent water injection when introducing purified natural gas as is well known, hydrogen, acetylene, ethylene and other hydrocarbons 110. obtained materials and soot. If the feed gas is added according to the invention with fine silicon carbide dust, then, in addition to the above gases, organosilanes, e.g. B. tetramethylsilane, trimethylsilane, hexamethyldisiloxane and similar substances. The hydrogen can therefore be replaced by hydrocarbons.

Die Abschreckung der Reaktionsprodukte ist für die Gewinnung der Silane wichtig. Man kann die Reaktionsprodukte ζ. B. durch Thermodiffusion und Konvektion oder/und durch schnelles Fortleiten aus der Reaktiönszone durch große Strömungsgeschwindigkeit abkühlen. Die .plötzliche Abschreckung der aus der Reaktionszone kommenden Gase läßt sich offenbar auch mittels, direkter Einspritzung einer Flüssigkeit mit möglichst hoher Verdatnpfungs-The quenching of the reaction products is important for the recovery of the silanes. You can Reaction products ζ. B. by thermal diffusion and convection and / or by rapid forwarding cool the reaction zone by high flow velocity. The sudden deterrent of the Gases coming from the reaction zone can evidently also be released by means of direct injection of a Liquid with the highest possible evaporation

wärme und einem Siedepunkt, der unter der Zersetzungstemperatur der gebildeten Silane liegt, wie z. B. Kohlenwasserstoffen oder ähnlich wirkenden Stoffen, in sehr wirksamer Weise durchführen und auf diese Weise ein thermischer Zerfall der Reaktionsprodukte z. B. in Silicium, Kohlenstoff und Wasserstoff weitgehend vermeiden. Sogar die Abschreckung der Reaktionsgase durch Einspritzen von Wasser führt bei ausreichender Wassermengeheat and a boiling point that is below the decomposition temperature of the silanes formed, such as z. B. hydrocarbons or similar acting substances, perform and in a very effective manner in this way a thermal decomposition of the reaction products z. B. in silicon, carbon and Avoid hydrogen as much as possible. Even the quenching of the reaction gases through injection of water leads to a sufficient amount of water

ίο zu Silicium-, Kohlenstoff-, Wasserstoff-Verbindungen, die überraschenderweise keinen Sauerstoff enthalten. Bei unzureichender Einspritzwassermenge jedoch bilden sich gleich sauerstoffhaltige Körper, die zum Teil Alkylpolysiloxane darstellen. Das Wasser darf jedoch nicht alkalisch sein, sondern soll zweckmäßigerweise angesäuert werden.ίο to silicon, carbon, hydrogen compounds, which surprisingly contain no oxygen. If the amount of water to be injected is insufficient however, oxygen-containing bodies are formed, some of which are alkylpolysiloxanes. That However, water must not be alkaline, but should preferably be acidified.

Wirksamer als Thermodiffusion und Konvektion und als ein bloßes schnelles Fortleiten der Reaktionsgase aus der heißen Reaktionszone durch große Strömungsgeschwindigkeit ist eine dem Lichtbogen nachgeschaltete Wirbelschicht aus z. B. Siliciumcarbid in Form von Körnchen, Teilchen oder Stückchen. Die Wirbelschicht befindet sich zweckmäßigerweise in einem kegelförmigen, mit Wasserkühlung versehenen Gefäß, das senkrecht steht und wobei die Kegelspitze nach unten weist und in der Nähe des Lichtbogens liegt. Falls die Wirbelschicht Siliciumcarbidkörner enthält, findet in der Wirbelschicht die Reaktion mit den aus dem' Lichtbogen kommenden Gasen, die auch die Wirbelung bewirken, statt, und sogleich erfolgt auch Abschreckung der Reaktionsgase durch die zahllosen hin- und herwirbelnden Wirbelschichtkörner, die kühl bleiben, da sie dauernd an die gekühlten Gefäß wandungen der Wirbelschicht zwecks Wärmeaustausch gewirbelt werden. Bei Verwendung von Wolframelektroden ist jedoch eine Abschreckung durch Einspritzen vorzuziehen, da der infolge Elektrodenzerstäubung entstehende Wolframstaub leicht die Wirbelschicht verseucht.More effective than thermal diffusion and convection and than a mere rapid dissipation of the reaction gases from the hot reaction zone by high flow velocity is one of the Downstream arc fluidized bed made of z. B. silicon carbide in the form of granules, particles or bits. The fluidized bed is expediently in a conical, with Water-cooled vessel that is vertical and with the tip of the cone pointing downwards and is close to the arc. If the fluidized bed contains silicon carbide grains, find in the fluidized bed the reaction with the gases coming out of the 'arc, which is also the vortex effect, instead of, and at the same time there is also a quenching of the reaction gases by the innumerable swirling fluidized bed grains, which stay cool because they are constantly attached to the cooled ones Vessel walls of the fluidized bed are swirled for the purpose of heat exchange. When using Tungsten electrodes, however, are preferable to injection quenching because of the electrode sputtering the resulting tungsten dust easily contaminates the fluidized bed.

Beim Arbeiten mit kalten bzw. gekühlten Elektroden kann auch so verfahren werden, daß ein Gemisch von Siliciumcarbidstaub und Wasserstoff oder/und Kohlenwasserstoffen im Umlauf gehalten wird und hierbei besonders der feinteilige Anteil des Staubes und die Hauptmenge der Gase durch den Lichtbogen geleitet und sofort nach Verlassen des Lichtbogens mit der Hauptmenge des körnigen Siliciumcarbids und der Restmenge der Gase vorzugsweise im Gleichstrom zusammengeführt werden. Zu diesem Zweck verwendet man zweckmäßig eine Apparatur, die einen Fliehkraftstaubsichter und ein entsprechendes Gebläse aufweist. Aus dem umlaufenden Gas werden die Reaktionsprodukte abgeschieden, z. B. durch Kondensation.When working with cold or cooled electrodes, the procedure can also be such that a mixture kept in circulation by silicon carbide dust and hydrogen and / or hydrocarbons is and here especially the finely divided portion of the dust and the main amount of the gases through The arc is passed and immediately after leaving the arc with the bulk of the granular Silicon carbide and the remainder of the gases are preferably brought together in cocurrent. For this purpose it is expedient to use an apparatus, which is a centrifugal dust sifter and has a corresponding fan. The reaction products are made from the circulating gas deposited, e.g. B. by condensation.

Selbstverständlich könne.n einige der erfindungsgemäßen Merkmale miteinander kombiniert werden, z. B. Reaktionen im Lichtbogen und in der Wirbelschicht.Of course, some of the inventive Features are combined with one another, e.g. B. Reactions in the arc and in the Fluidized bed.

Als wasserstoff- bzw. kohlenwasserstoffhaltige Gase können erfindungsgemäß außer freiem Wasserstoff und reinen gasförmigen Kohlenwasserstoffen auch Erdgas, bei Hydrierungen anfallende Abgase, Kokereigase, Krackgase und ähnliche Gase verwendet werden, sofern deren Gehalt an Sauer- 6g stoff und Kohlendioxyd gering ist.According to the invention, other than free hydrogen can be used as hydrogen or hydrocarbon-containing gases and pure gaseous hydrocarbons including natural gas, resulting from hydrogenation Waste gases, coke oven gases, cracking gases and similar gases are used, provided that they contain 6g of acid substance and carbon dioxide is low.

Erfindungsgemäß können die Reaktionsgase im Kreislauf geführt werden. Gleichfalls günstig für die erfolgreiche Gestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Einhaltung einer hohen. Gasgeschwindigkeit. Das erfindungsgemäße Verfahren verläuft bei gewöhnlichem Druck; es können aber auch höhere oder tiefere Drücke zur Anwendung kommen.According to the invention, the reaction gases can be circulated. Also cheap for the successful design of the method according to the invention is compliance with a high. Gas velocity. The process according to the invention takes place under normal pressure; however, higher or lower pressures can also be used come.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist, trotzdem die Organosilane nur in verhältnismäßig geringer Menge anfallen, von technischer Bedeutung, da es erstmalig einen Weg zeigt, die in reichlicher Menge vorhandenen und außerordentlich billigen Rohstoffe, nämlich Siliciumcarbid und kohlenwasserstoffhältige Gase, zu wertvollen Produkten zu verarbeiten. Technisch besonders vorteilhaft ist außerdem, daß das erfindungsgemäße Verfahren z. B. mit der Lichtbogen-Acetylen-Gewinnung gekoppelt werden kann.The process according to the invention is, despite the fact that the organosilanes only relatively low Amount incurred, of technical importance, since it shows for the first time a way that in plentiful quantities existing and extremely cheap raw materials, namely silicon carbide and hydrocarbonaceous Gases to be processed into valuable products. It is also particularly advantageous from a technical point of view that the inventive method z. B. coupled with the arc acetylene production can be.

Die Erfindung sei an Hand der folgenden Ausführungsbeispiele noch näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to the following exemplary embodiments.

example 1

In Abb. ι stellt 1 eine zylindrische wassergekühlte Kathode aus Kupfer dar, während mit 2 eine rohrförmige, ebenfalls wassergekühlte, etwa ι m lange und 7 cm weite Anode aus Eisen bezeichnet ist. Die zur Reaktion zu bringenden Gase treten in Richtung des Pfeiles tangential in das Ofengehäuse 3 ein, in dem sie mit aus dem kegelförmigen Aufsatz 4, der einen Öffnungswinkel von 15⁰ und eine Höhe von 8 m aufweist und mit 1000 kg staubförmigem o.8%>igem Siliciumcarbid, beschickt ist, herabrieselndem Siliciumcarbidstaub in dem zwisehen den Elektroden 1 und 2 ausgebildeten Lichtbogen zum Umsatz gebracht werden. Durch die Öffnung 5 kann die sich bei der Reaktion bildende Schlacke abgezogen werden. Mit 6 ist eine z. B. aus Porzellan bestehende Isolation bezeichnet. Bei Speisung der Apparatur mit gereinigtem Erdgas (in Volumprozent: 92 CH₄, 1,1 Olefine, 6,30 N₂, 0,3 CO₂, 0,3 O₂) wurde eine Spannung von etwa 7000 V und eine Stromstärke von etwa 1000 A Gleichstrom eingehalten, während das heiße Gas mit einer Geschwindigkeit von etwa ΐοοό m/sec das Rohr 2 durchströmte. Aus dem durch die Leitung 7 abziehenden Gas, das in der Hauptsache aus 13 Volumprozent Ac .ylen, r Volumprozent Äthylen, 30 Volumprozent nicht umgesetzten Kohlen-Wasserstoffen, 50 Volumprozent Wasserstoff und 5 Volumprozent Stickstoff bestand, konnten Alkyl- bz.w. Arylsilane, insbesondere Dimethylsilan, (400 g/Std., Sdp. —20°) abgeschieden werden. Das durch Tiefkühlung abgetrennte Äthylen enthielt 5 Volumprozent Monosilan.In Fig. 1, 1 represents a cylindrical water-cooled cathode made of copper, while 2 denotes a tubular, likewise water-cooled, approximately ι m long and 7 cm wide anode made of iron. The gases to be reacted enter the furnace housing 3 tangentially in the direction of the arrow, in which they come from the conical attachment 4, which has an opening angle of 15 ⁰ and a height of 8 m and with 1000 kg of dust-like o.8% > igem silicon carbide, is charged, silicon carbide dust trickling down in the arcs formed between electrodes 1 and 2 are brought to conversion. The slag that forms during the reaction can be drawn off through the opening 5. With 6 a z. B. made of porcelain insulation. When the apparatus was fed with purified natural gas (in percent by volume: 92 CH ₄ , 1.1 olefins, 6.30 N ₂ , 0.3 CO ₂ , 0.3 O ₂ ), a voltage of about 7000 V and a current of about 1000 A direct current maintained while the hot gas flowed through the pipe 2 at a speed of about ΐοοό m / sec. From the gas withdrawn through line 7, which mainly consisted of 13 percent by volume of Ac .ylene, r percent by volume of ethylene, 30 percent by volume of unconverted hydrocarbons, 50 percent by volume of hydrogen and 5 percent by volume of nitrogen, alkyl or. Arylsilanes, especially dimethylsilane, (400 g / hour, bp. -20 °) are deposited. The ethylene separated by freezing contained 5 percent by volume monosilane.

Example 2

In der Apparatur nach Abb. 2 stellt 8 ein außen mit Wasser gekühltes Gehäuse dar mit einem Schauglas 9 und zwei isoliert durchgeführten Gas-In the apparatus of Fig. 2, 8 represents a housing cooled with water on the outside with a Sight glass 9 and two isolated gas

zuleitungsrohren ίο und ii, welche die Kohleelektroden 12 und 13 aufnehmen. Das Ofengehäuse 8 hat einen zylindrischen Fortsatz 14 von etwa 10 mm Weite mit einer schlitzförmigen Düse 15. Der Lichtbogen 16 wird zwischen den Kohleelektroden 12 und 13 zur Entzündung gebracht und brennt bei etwa 40 A und 80 V mit Wechselstrom von 50 Hz stationär. Die Kohleelektroden sind ausgebohrt und mit Siliciumcarbid angefüllt, das in dem Maße, wie die Elektroden abbrennen und nachgeschoben werden müssen, in den Lichtbogen hinein verdampft. Durch die Rohre 10 und 11 wurden 10 1 Wasserstoff pro Minute zugeleitet. Durch die Düse 15 wurde Wasser zwecks Abschreckung der Reaktionsprodukte eingeführt. Das abgeschreckte Gas enthielt 0,5 Volumprozent Alkylsilane mit SiH-Bindungen und 0,3 Volumprozent Monosilan. Man kann «luch durch die Düse 15 statt Wasser einen flüssigen Kohlenwasserstoff, z. P. Benzin, einspritzen. supply pipes ίο and ii, which the carbon electrodes Record 12 and 13. The furnace housing 8 has a cylindrical extension 14 about 10 mm wide with a slot-shaped nozzle 15. The arc 16 is ignited between the carbon electrodes 12 and 13 and burns about 40 A and 80 V with alternating current of 50 Hz stationary. The carbon electrodes are drilled out and Filled with silicon carbide, which as the electrodes burn off and are pushed in must, evaporated into the arc. The pipes 10 and 11 gave 10 l of hydrogen per minute. Water was passed through the nozzle 15 to quench the reaction products introduced. The quenched gas contained 0.5 volume percent alkylsilanes with SiH bonds and 0.3 volume percent monosilane. You can also use the nozzle 15 instead of water a liquid hydrocarbon, e.g. P. Gasoline, inject.

Claims

PATENT CLAIMS:

i. Procedure for. Production of organosilanes, especially alkylsilanes, characterized in that silicon carbide or substances containing or forming silicon carbide are ^{reacted with hydrogen or hydrocarbon-containing gases by heating one or all of the reactants to temperatures of about 1500 0} and more and the reaction gases are quickly quenched.

2. The method according to claim 1, characterized in that that the heating of the reactants by a powerful electric arc is effected.

3. The method according to claim 2, characterized in that the heating of the reactants by a high-current arc between hot electrodes made of tungsten or Carbon or silicon-containing carbon or silicon carbide is effected.

4. The method according to claim 2, characterized in that that the heating of the reactants by a gas vortex-stabilized direct current arc between cooled Electrodes preferably at a voltage of 7000 V and 1000 A and a gas velocity of 1000 m / sec at an average gas temperature of 1500 °.

5. The method according to claim 1, characterized in that that the silicon carbide partner is switched on as a resistor in an electrical circuit.

6. The method according to claim 1 to 5, characterized in that the silicon carbide partner is introduced into the reaction zone in the form of a fluidized bed.

7. The method according to claim 1 to 6, characterized in that the reaction gases immediately after their formation. by a fluidized bed of a coolant carried by the reaction gases, preferably made of material containing silicon carbide, or by injecting water or hydrocarbons are quenched behind the arc.

8. The method according to claim 2 to 4, characterized in that the fine-grained portion of the Silicon carbide and the bulk of the gas in the circulating silicon carbide dust-gas mixture is passed through the arc and after leaving it immediately, preferably in direct current, with the bulk of the cooled silicon carbide powder comes into intimate contact.

9. The method according to claim 1 to 8, characterized in that the reaction gases in the circuit be guided.

10. The method according to claim 1 to 9, characterized characterized in that the method is carried out under excess pressure.

1 sheet of drawings

) 509 657/51 1.56 (609 575 8. 56)