FR2502625A1 - Procede de purification des organohalosilanes - Google Patents
Procede de purification des organohalosilanes Download PDFInfo
- Publication number
- FR2502625A1 FR2502625A1 FR8205398A FR8205398A FR2502625A1 FR 2502625 A1 FR2502625 A1 FR 2502625A1 FR 8205398 A FR8205398 A FR 8205398A FR 8205398 A FR8205398 A FR 8205398A FR 2502625 A1 FR2502625 A1 FR 2502625A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- powder
- gaseous
- gas
- organohalosilanes
- filter
- 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.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 48
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 75
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 18
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000004064 recycling Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 39
- 239000005046 Chlorosilane Substances 0.000 claims description 16
- KOPOQZFJUQMUML-UHFFFAOYSA-N chlorosilane Chemical class Cl[SiH3] KOPOQZFJUQMUML-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 14
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 12
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 5
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 2
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 claims 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 12
- 238000011084 recovery Methods 0.000 abstract description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 3
- NEHMKBQYUWJMIP-UHFFFAOYSA-N chloromethane Chemical compound ClC NEHMKBQYUWJMIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 26
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 239000000047 product Substances 0.000 description 15
- 229940050176 methyl chloride Drugs 0.000 description 13
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 9
- YGZSVWMBUCGDCV-UHFFFAOYSA-N chloro(methyl)silane Chemical class C[SiH2]Cl YGZSVWMBUCGDCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 7
- 150000004756 silanes Chemical class 0.000 description 7
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- -1 polysiloxanes Polymers 0.000 description 5
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 4
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 4
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 4
- 239000011863 silicon-based powder Substances 0.000 description 4
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 3
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 3
- JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N phencyclidine Chemical class C1CCCCN1C1(C=2C=CC=CC=2)CCCCC1 JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- IJOOHPMOJXWVHK-UHFFFAOYSA-N chlorotrimethylsilane Chemical compound C[Si](C)(C)Cl IJOOHPMOJXWVHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010960 commercial process Methods 0.000 description 2
- 239000012043 crude product Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 150000001367 organochlorosilanes Chemical class 0.000 description 2
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 2
- 239000011856 silicon-based particle Substances 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 239000006200 vaporizer Substances 0.000 description 2
- 229910000619 316 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- VXEGSRKPIUDPQT-UHFFFAOYSA-N 4-[4-(4-methoxyphenyl)piperazin-1-yl]aniline Chemical compound C1=CC(OC)=CC=C1N1CCN(C=2C=CC(N)=CC=2)CC1 VXEGSRKPIUDPQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000792 Monel Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001350 alkyl halides Chemical class 0.000 description 1
- 238000009530 blood pressure measurement Methods 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- NEHMKBQYUWJMIP-NJFSPNSNSA-N chloro(114C)methane Chemical compound [14CH3]Cl NEHMKBQYUWJMIP-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000008246 gaseous mixture Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910001055 inconels 600 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000005055 methyl trichlorosilane Substances 0.000 description 1
- JLUFWMXJHAVVNN-UHFFFAOYSA-N methyltrichlorosilane Chemical compound C[Si](Cl)(Cl)Cl JLUFWMXJHAVVNN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 235000021395 porridge Nutrition 0.000 description 1
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 239000005049 silicon tetrachloride Substances 0.000 description 1
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- ZDHXKXAHOVTTAH-UHFFFAOYSA-N trichlorosilane Chemical compound Cl[SiH](Cl)Cl ZDHXKXAHOVTTAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005052 trichlorosilane Substances 0.000 description 1
- 239000005051 trimethylchlorosilane Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F7/00—Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
- C07F7/02—Silicon compounds
- C07F7/08—Compounds having one or more C—Si linkages
- C07F7/20—Purification, separation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F7/00—Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
- C07F7/02—Silicon compounds
- C07F7/08—Compounds having one or more C—Si linkages
- C07F7/12—Organo silicon halides
- C07F7/16—Preparation thereof from silicon and halogenated hydrocarbons direct synthesis
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
Abstract
PROCEDE PERMETTANT LA RECUPERATION ET LE RECYCLAGE DES POUDRES RESIDUELLES DES HALOSILANES GAZEUX. IL COMPORTE LES ETAPES SUIVANTES: A.ENVOI D'UN COURANT D'ORGANOHALOSILANES GAZEUX CHARGES DE POUDRE DANS UN RECIPIENT DE FILTRATION 12 CONTENANT UN SYSTEME DE FILTRATION COMPORTANT DES FILTRES 14 EN METAL FRITTE; B.SEPARATION DE LA POUDRE DES ORGANOHALOSILANES GAZEUX EN LES FAISANT PASSER A TRAVERS LES FILTRES 14; C.RECUPERATION DE LA POUDRE EN ARRETANT LE COURANT D'ORGANOHALOSILANES GAZEUX ET EN ENVOYANT UN COURANT DE GAZ A TRAVERS LE FILTRE EN SENS INVERSE DU COURANT D'ORGANOHALISANES GAZEUX. APPLICATION A LA FABRICATION D'ORGANOHALOSILANES.
Description
La présente invention concerne un procédé perfectionné de fabrication
d'organohalosilanes dans une réaction sur lit
fluidisé dans lequel on enlève les impuretés résiduelles cons-
tituées de poudre de cuivre et de silicium des halosilanes gazeux en utilisant une rangée de filtres en métal fritté et
un système de soufflage inverse de l'halogénure d'alkyle.
Le procédé commercial de fabrication d'organohalosilanes de la présente invention est bien connu et est décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n0 2 380 995. Ce brevet décrit la mise en réaction directe d'un halogénure organique comme le chlorure de méthyle avec des particules de silicium pour produire des organochlorosilanes. Des particules de cuivr, sont mélangées à ces particules de silicium pour former une
masse réactive. Dans les procédés commerciaux, on met généra-
lement en oeuvre cette réaction dans un des trois types d'appareils suivants: un réacteur du type à lit agité comme celui décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n0 2 449 821, un réacteur du type à lit fluidisé comme celui décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n0 2 389 931,
ou dans un four rotatif.
Les organotrichlorosilanes et les diorganochlorosilanes sont les produits de base de la réaction du "procédé direct" décrite plus haut. On utilise ces composés pour la production de résines de polyorganosiloxane comme le décrivent les
brevets des Etats-Unis d'Amérique n0 2 258 218 à 2 258 222.
On peut citer parmi d'autres produits des fluides de polyorgan siloxane comme ceux que décrivent les brevets des Etats-Unis d'Amérique n0 2 469 888 et 2 469 890 ainsi que les élastomères de polyorganosiloxane décrits dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n0 2 448 756. On considère généralement que les auteurs de ces brevets sont les pionniers dans le domaine des polysiloxanes. Depuis ces brevets, l'industrie des silicones a connu des changements importants dans ce domaine et on a vu se développer une littérature importante, en matière de brevets concernant les différents types de compositions que
l'on peut produire à partir des organochlorosilanes de base.
Il est préférable de produire les diorganochlorosilanes dans un procédé à grande production puisqu'on peut les utiliser très largement, et particulièrement pour la production des polymères et des fluides de polysiloxanes linéaires que l'on utilise pour la production d'élastomères de caoutchouc durcis thermiquement et de compositions de caoutchouc de silicone
vulcanisables à température ambiante de divers types.
On a apporté de nombreux perfectionnements au procédé
direct de production d'alkylhalosilanes décrit précédemment.
Le procédé décrit dans les demandes de brevet des Etats-Unis n0 193 761 et 209 635 déposées le 3 octobre 1980 et le 24
novembre 1980, respectivement, est particulièrement intéres-
sant. Ces demandes de brevet décrivent un procédé de triage par tailles de particules de la poudre de silicium résiduelle constituant la masse de contact du lit fluidisé du réacteur permettant le recyclage de quantités importantes de poudre de
silicium relativement pure et-donc de grandes économies.
Bien que la présente invention puisse être utile dans la fabrication de nombreux- = organohalosilanes, la présente
découverte concerne plus particulièrement un procédé de fabri-
cation de méthylchlorosilanes par réaction de silicium de qualité métallurgique avec du chlorure de méthyle entre 250 et 3500C en présence de cuivre, suivie de la condensation et de la séparation des méthylchlorosilanes du mélange de produits
de réaction brut.
Le mélange gazeux de méthylchlorosilanes et de chlorure de méthyle n'ayant pas réagi entraînera des particules de la poudre résiduelle constituant la masse de contact du réacteur à lit fluidisé. Le mélange gazeux traverse une série de cyclones dans lesquels la plus grande partie de la poudre est séparée du produit brut gazeux. Ces cyclones ne sont jamais efficaces à 100 % et il reste toujours un peu de poudre dans le produit brut gazeux lorsqu'il quitte le dernier cyclone. Il faut enlever
cette poudre du produit brut gazeux avant sa condensation.
Si on met en oeuvre la condensation avant d'avoir enlevé cette poudre, les surfaces intérieures des condenseurs seront incrustées de poudre de cuivre et de silicium et encrassées au point d'obstruer les passages du condenseur. De plus, le dispositif de séparation aval s'incrustera et se bouchera de la même manière. Au bout d'un temps de fonctionnement court
il faudra donc arrêter le système, l'ouvrir et le nettoyer.
On peut enlever la poudre fine en utilisant, entre autres moyei un système d'épuration et de revaporisation. Dans ce type de système, le produit brut gazeux chargé de poudre s'écoule à contre-courant d'un courant de chlorosilanes liquides dans une tour d'épuration contenant des plateaux de tamisage. Le liquide s'écoule de haut en bas et entraîne la poudre sous la forme d'une bouillie qui sort de l'épurateur pour pénétrer dans un récipient appelé revaporisateur. Le produit brut gazeui
épuré sort ensuite de l'épurateur par le haut et est condensé.
On peut concentrer la bouillie relativement diluée dans le
revaporisateur en la chauffant et en l'agitant constamment.
C'est une manière de procéder nécessaire à cause des chloro-
silanes précieux contenus dans la bouillie. On renvoie à l'épu-
rateur les vapeurs qui se sont formées dans le revaporisateur.
On peut éliminer la bouillie concentrée du revaporisateur par incinération. Ce procédé d'enlèvement de poudre du produit brut gazeux présente en particulier l'inconvénient de conduire à une perte de poudre fine de cuivre et de silicium se trouvant
dans la bouillie ainsi qu'à la perte d'un peu de chlorosilanes.
De plus, il y a consommation importante d'énergie dans le re-
vaporisateur et dans l'incinérateur. On avait donc conscience qu'il serait possible de réaliser des économies considérables
si on pouvait remédier à tout ou partie de ces inconvénients.
De plus, l'utilisation d'un revaporisateur constitue une opération relativement difficile en raison de l'exigence d'un mélange, de la nécessité de transférer la bouillie épaisse et l'entretien périodique coûteux des joints de l'agitateur sur ce type d'appareil. De plus, le transport de la bouillie épaisse ne constitue pas seulement une opération difficile, mais parfois la bouillie durcit pour former une sorte de ciment dur, ce qui oblige à un arrêt coûteux pour éliminer
la croûte dure.
La présente invention met au point un procédé de puri-
fication des organohalosilanes gazeux produits dans un réacteur
à procédé direct comme un réacteur produisant des méthylchloro-
silanes, comprenant l'étape (a) d'envoi d'un courant d'or-
ganohalosilanes gazeux chargés de poudre dans un récipient à
silanes, comprenant l'étape (a) d'envoi d'un courant d'or-
ganohalosilanes gazeux chargés de poudre dans un récipient
à filtration contenant un système constitué d'un ou plu-
sieurs filtres en métal fritté. Dans la présente invention, les organohalosilanes gazeux produits peuvent être n'im- porte lesquels des nombreux méthylchlorisilanes produits
pour être utilisés dans l'industrie des silicones. Ces orga-
nohalosilanes gazeux sont chargés de poudres de cuivre et de silicium qui sont entralnées par le gaz lorsqu'il
s'échappe du réacteur à lit fluidisé o se produit le pro-
cédé direct. Ce sont ces particules de poudres de cuivre
et de silicium que l'on proposé de récupérer et de recy-
cler par le procédé de la présente invention. Le récipient de filtration contiendra un ou plusieurs éléments filtrants en métal fritté. Les poudres résiduelles se séparent des organohalosilanes gazeux lorsque le gaz traverse les filtres en métal fritté, une couche de poudre se déposant sur la surface extérieure du filtre. Le processus de filtration se poursuivra jusqu'à ce que la chute de pression relative à travers l'élément filtrant devienne importante. A ce moment, on débarrasse l'élément filtrant de la poudre en arrêtant tout d'abord le courant d'organohalosilanes gazeux chargé de poudre qui traverse le filtre, après quoi on envoie un courant de gaz chaud inverse à travers le filtre
dans le sens opposé à celui du courant initial d'organoha-
losilanes gazeux. En envoyant de manière rythmée le courant
inverse pendant des temps de 0,5 à 5 secondes, il est possi-
ble de maintenir une chute de pression moyenne relativement constante à travers les éléments filtrants pour un temps de réaction quelconque donné, tant que les pores ne restent pas continuellement bouchés. Le courant de gaz inverse entraîne la poudre résiduelle des éléments filtrants et on peut recueillir cette poudre au fond du récipient à filtration et
la recycler ou la rejeter.
Il faut noter que l'on peut utiliser pratiquement
n'importe quel gaz pour le courant inverse, mais qu'habituel-
lement, pour ce type de procédé, on recommande d'utiliser le chlorure de méthyle gazeux. Le chlorure de méthyle présente
plusieurs avantages par rapport aux autres gaz qule l'on pour-
rait utiliser pour le courant inverse. Tout d'abord on dispose habituellement de chlorure de méthyle en grandes quantités destinées à être utilisées dans les réactions du procédé direct décrit plus haut. De plus, on peut utiliser le chlorure de méthyle gazeux pour le courant inverse sans
craindre de contaminer le courant d'organohalosilanes du pro-
cédé avec des impuretés comme celles provenant d'autres gaz que l'on pourrait utiliser pour le courant inverse. De plus, on peut récupérer le chlorure de méthyle gazeux et le recycler
au réacteur o a lieu le procédé direct si on le souhaite.
On peut, bien sur, utiliser d'autres gaz inertes ainsi que les organohalosilanes gazeux produits dans le procédé direct
de la présente invention.
La suite de la description se réfère aux figures annexées
qui représentent respectivement: Figure 1, un schéma de principe du procédé représentant
la récupération du produit brut gazeux chargé de poudre pro-
venant d'un système comprenant un réacteur produisant des organohalosilanes et sa purification par un système de filtres
en métal fritté utilisés dans le procédé de la présente in-
vention; Figure 2, un schéma de principe du procédé représentant un procédé de purification des organohalosilanes bruts gazeux conforme à la présente invention dans lequel on utilise une série de filtres en métal fritté et un système de soufflage
inverse d'un courant gazeux relativement plus élaborés.
Le procédé de la présente invention s'allie particu-
lièrement bien à la fabrication de méthylchlorosilanes, sachant
qu'il est possible d'enlever la poudre résiduelle des chloro-
silanes gazeux sans se heurter aux difficultés indiquées pré-
cédemment. On atteint cet objectif en introduisant des filtres de métal fritté dans un récipient relié à la sortie du dernier cyclone. Ces filtres de métal fritté sont efficaces pour éliminer la poudre par tamisage en permettant au produit
brut gazeux épuré d'aller directement dans les condensateurs.
Il est nécessaire de chasser périodiquement la poudre des surfaces des filtres en faisant passer un gaz chaud quelconque en sens inverse. Le chlorure de méthyle gazeux chaud convient
habituellement bien à cette utilisation.
On comprendra mieux le procédé de la présente invention en se référant à la figure 1. On insuffle du chlorure de méthyle gazeux au fond du réacteur à lit fluidisé 1 par la canalisation d'arrivée 2. Ce gaz monte et traverse la plaque perforée 3 et un lit fluidisé de silicium et de cuivre contenu dans le réacteur. On introduit continuellement la poudre de silicium et de cuivre dans le réacteur par la canalisation d'arrivée 4. Le chlorure de méthyle réagit avec le silicium dans le lit fluidisé pour produire des méthylchlorosilanes. On peut citer
parmi les silanes les plus intéressants le diméthyldichlorosi-
lane, le méthyltrichlorosilane, le triméthylchlorosilane, et une-série d'autres produits de réaction gazeux. Il faut bien
sûr souligner que ce type de système de réaction à base d'alkyl-
halosilanes ne se limite pas nécessairement aux séries de pro-
duits de type méthylchlorosilanes. On met en oeuvre la réaction du procédé direct à une température comprise entre environ 250 et environ 3500C et de préférence entre environ 280 et environ 3000C. Les-gaz produits qui emportent un peu de poudre résiduelle du réacteur à lit fluidisé sortent du réacteur par la canalisation 5 et pénètrent dans le cyclone 6 dans lequel
on peut récupérer une grande quantité de la poudre résiduelle.
Comme on l'a indiqué plus haut on ne récupère pas ainsi la totalité de la poudre résiduelle puisque l'efficacité du cyclone n'est pas de 100 %. La poudre séparée dans le cyclone 6 retombe dans le réacteur 1 par la canalisation 7 et y est réutilisée. Les gaz produits contenant le reste de la poudre résiduelle quittent le cyclone 6 par la canalisation 8 et pénètrent dans le cyclone 9 qui débarrasse les gaz d'une quantité supplémentaire de poudre. Cette poudre sort du cyclone par la canalisation 10 à la sortie de laquelle on peut la recueillir pour la réutiliser ou la rejeter. Puis les gaz produits qui contiennent encore un peu de poudre résiduelle quittent le cyclone 9 par la canalisation il et sont envoyés dans le système de filtres en métal fritté utilisé dans le procédé de la présente invention. On pourrait utiliser d'autres cyclones pour enlever davantage de poudre des gaz produits mais cela ne serait pas intéressant d'un point de vue économique parce que l'efficacité du cyclone diminue rapidement quand la
taille de la poudre à enlever ne dépasse pas quelques microns.
Conformément au procédé de la présente invention, on
envoie ensuite le gaz produit chargé de poudre dans le réci-
pient 12 (par la canalisation 11) dans lequel sont disposés un ou plusieurs éléments filtrants 14 en métal fritté pour séparer la poudre par filtration. Le nombre d'éléments filtrants 14 requis dans ce procédé dépend des paramètres du procédé à tout moment donné. L'homme de l'art sera à même de déterminer le nombre approprié de filtres en métal fritté pour enlever efficacement la poudre contenue dans le produit gazeux sans expérimentation exagérée. Pour le choix du nombre approprié de filtres, le critère important est la vitesse du gaz à filtrer à la surface des filtres. On doit calculer la vitesse de manière à empêcher la pénétration
continue des particules de poudre à l'intérieur du milieu cons-
tituant le filtre. La vitesse ne devrait pas normalement dé-
passer 3,05 m/mn à la surface des filtres et sera, de préfé-
rence comprise entre 0,91 et 1,52 m/mn.
Par exemple, si le débit du gaz chargé de poudre est de 28,32 m3/mn à une température et sous une pression choisies pour le procédé, pour une vitesse à la surface du filtre choisir de 1,22 m/mn, il faudra disposer d'une surface de filtre de 28,32: 1,22 = 23,21 m. Pour des filtres donnés de longueur et de diamètre fixés pour chaque élément, on peut déterminer la surface spécifique de chacun des éléments et calculer le nombre total d'éléments dans le système de filtration. La poudrE résiduelle se dépose sur l'extérieur des éléments filtrants 14 alors que le produit brut gazeux traverse les éléments filtrants. Le gaz brut dépourvu de poudre quitte le récipient defiltration 12 par la canalisation 13 avant d'être condensé
et séparé en ses différents constituants méthylchlorosilanes.
On enlève périodiquement la poudre qui s'est déposée sur l'extérieur des éléments filtrants 14 par un soufflage inverse qui consiste à envoyer du gaz à travers les éléments filtrants dans le sens opposé à celui du courant de chlorosilanes. On
peut utiliser la canalisation 15 pour ce soufflage inverse.
25026Z5
On peut employer pour le soufflage inverse du chlorure de méthyle gazeux, un gaz inerte ou n'importe quel autre gaz, y compris des chlorosilanes gazeux. La poudre entraînée quitte le récipient 12 par la canalisation 16 par gravité et on la recueille dans la trémie 17, d'o on peut ensuite la décharger par la canalisation 18 pour la rejeter ou la recycler
au même procédé ou à un autre procédé quelconque.
On peut donc voir que le procédé de la présente invention
permet par un moyen simple, de séparer quantitativement l'es-
sentiel de la poudre résiduelle de cuivre et de silicium conte-
nue dans les chlorosilanes gazeux avant la-condensation du gaz de réaction sans perte de chlorosilanes gazeux précieux
ni dépense d'énergie coûteuse pour l'incinération d'une bouillie.
Ce procédé permet encore d'augmenter nettement le rendement du silicium, c'est-à-dire le degré d'utilisation possible du
silicium dans le procédé direct de fabrication de ces chloro-
silanes. De plus, on se rend facilement compte de la diminution des pertes et des économies d'énergie importantes à la lecture
de la description qui-précède.
Les filtres en métal fritté utilisés dans le procédé de la présente invention sont des produits que l'on peut se procurer dans le commerce auprès de plusieurs sources parmi lesquelles on peut citer la Pall Trinity Micro Corporation de Cortland, New York et la Mott Metallurgical Corporation
de Farmington, Connecticut.
On produit généralement ces filtres à partir de poudres
métalliques d'acier inoxydable, de nickel, d'Inconelou de Monel.
On peut citer parmi les nuances d'aciers inoxydables que l'on peut utiliser les aciers inoxydables 316, 304 et 347. On met ces poudres métalliques sous la forme d'une feuille et on les chauffe dans un four sous atmosphère réductrice. On porte la
température juste au dessous du point de fusion et les par-
ticules fondent alors aux points de contact pour former une feuille. On enroule ensuite la feuille poreuse pour former un cylindre de diamètre voulu et on le soude, bien que l'on Puisse disposer de tubes sans soudure. On coiffe d'un capuchon
une extrémité de l'élément filtrant et on fixe l'autre extré-
mité au support constitué par une feuille enroulée en tube
à l'intérieur du récipient à filtration.
Les nouveaux éléments filtrants présentent une chute de pression caractéristique. Lorsque le filtre se recouvre de poudre la chute de pression augmente mais après le soufflage inverse elle revient approximativement à sa valeur d'origine. Au départ, pour les tout premiers cycles, il se produit une certaine pénétration de la poudre à l'intérieur de l'élément filtrant qui ne sera pas corrigée par le soufflage inverse,
mais il ne se produira habituellement plus ensuite de pénétra-
tion de la poudre et on pourra s'attendre à un fonctionnement
stabilisé pendant des milliers de cycles.
On a construit une installation pilote utilisant le
procédé de la présente invention comme on l'a représenté sché-
matiquement figure 2.Cette installation utilise une fraction d'un courant issu d'une installation de fabrication commerciale de méthylchlorosilanes. Le gaz brut chargé de poudre provenant de ce réacteur commercial pénètre dans le cyclone 25 par la canalisation 26. Dans le cyclone 25 la plus grande partie de la poudre est séparée du courant gazeux et quitte le cyclone par la canalisation 27. Les chlorosilanes gazeux transportent ensuite la poudre restante à l'extérieur du cyclone par la canalisation 28. Dans ce procédé commercial, le produit brut gazeux chargé de poudre pénètre ensuite dans l'épurateur que l'on n'a pas représenté figure 2 mais que l'on a décrit précédemment, par la canalisation 28. On envoie une petite fraction de ce produit brut gazeux chargé de poudre dans le récipient à filtration 30 par la canalisation 29. La poudre se dépose sur l'extérieur de deux éléments filtrants 31. Les éléments filtrants proviennent de la Pall Trinity Micro Corporation. Un des éléments-esten acier inoxydable 316 alors que l'autre élément est en Inconel 600. On a suspendu les éléments filtrants dans un récipient 30 en utilisant un support 32 appelé feuille enroulée en tube. Les éléments mesurent
1,78 m de long et 6,03 cm de diamètre. Les chlorosilanes dé-
pourvus de poudre ayant traversé les éléments filtrants quittent le récipient à filtration par la canalisation 33 puis traversent la vanne 34 et pénètrent dans le débitmètre 35 après avoir suivi la canalisation 36. Le débitmètre 35 indique le débit des chlorosilanes à travers le dispositif de filtration. On régle le débit à la valeur voulue à l'aide de la vanne 38. Les chlorosilanes quittent le débitmètre 35 par la canalisation 37 et passent donc dans la vanne 38 et dans la canalisation 39 après quoi on peut les condenser. On enlève périodiquement la poudre de la surface des filtres en insufflant des vapeurs de chlorure de méthyle à l'intérieur du récipientde filtration 30 par la canalisation 40, la vanne 41, la canalisation 42 et la canalisation 33 en fermant la vanne 34. Les vapeurs-de chlorure de méthyle passent alors en sens inverse et traversent les éléments filtrants 31 à
l'intérieur du récipient 30 lorsque la vanne 34 est fermée.
Ce passage peut durer d'une demi seconde à cinq secondes, constituant chaque fois une impulsion. L'impulsion de soufflage chasse la poudre de l'extérieur de la surface du filtre. La
poudre passe dans la canalisation 43 et dans le récipient 44.
On peut la retirer du récipient 44 par la canalisation 45.
Pendant la filtration des chlorosilanes la vanne 34 est ouverte et la vanne 41 est fermée pour empêcher le passage du chlorure de méthyle. Pendant le soufflage inverse, la vanne 34 est fermée et la vanne 41 est ouverte. On règle le fonctionnement des vannes 34 et 41 de manière à ce que lorsque l'une se ferme l'autre s'ouvre. On peut effectuer des opérations de soufflage inverse espacées de quelques minutes selon la charge de poudre des chlorosilanes gazeux bruts. On mesure la chute de pression à travers les éléments filtrants due à l'accumulation de la poudre à l'aide d'un capteur de pression différentielle 46 relié au côté à pression élevée par la canalisation 47 et au côté à pression peu élevée par la canalisation 48. Cette mesure de pression différentielle peut constituer un moyen important
d'estimation du fonctionnement des éléments filtrants.
Dans un essai du procédé de la présente invention, les chlorosilanes chargés de poudre entrant dans l'appareil étaient à une température de 230WC et leur débit était tel que la vitesse à travers les éléments filtrants 31 soit de l'ordre de 0,91 à 1,10 mètre par minute. La chute de pression à travers les éléments filtrants due à l'accumulation de la poudr était d'environ 3,445.10-4 à 4,134.10-4 daN/mm-2avant le soufflage inverse. On éliminait la poudre par soufflage
inverse toutes les deux minutes et chaque fois pendant 2 se-
condes. Au bout d'environ 20 cycles de soufflage inverse la chute de pression à travers les éléments filtrants s'est stabilisée à une valeur fixe et est restée constante à cette valeur jusqu'à la fin de l'essai. On a effectué pendant cet essai un nombre total de soufflages inverses de 116. On a analysé un échantillon de la poudre recueillie pour déterminer sa teneur en cuivre et en silicium. Il présentait une teneur
en silicium de 35% et une teneur en cuivre de 14% en poids.
On a fait réagir cette poudre en laboratoire avec de l'acide chlorhydrique gazeux. Environ 46% du silicium utilisable s'est
transformé en chlorosilanes utiles. Environ 85% des chloro-
silanes étaient constitués par du trichlorosilane et par du tétrachlorure de silicium. Il est donc évident que l'on peut facilement transformer la poudre résiduelle que l'on a
recueillie en chlorosilanes utiles et précieux.
Claims (11)
1. Procédé de purification des organohalosilanes gazeux produits dans un réacteur à procédé direct (1), caractérisé en qu'il comprend les étapes suivantes: (a) envoi d'un courant d'organohalosilanes gazeux chargés de poudre dans un récipient de filtration (12) contenant un système de filtration ccmprenant au moins un filtre en métal fritté (14); (b) séparation de la poudre des organohalosilanes gazeux en faisant passer les organohalosilanes gazeux à travers les filtres (14) en métal fritté et en faisant se déposer la poudre sur une surface extérieure des filtres (14) en métal fritté; (c) récupération de la poudre se trouvant sur la surface des filtres en arrêtant le courant d'organohalosilanes gazeux et en envoyant un courant de gaz inverse à travers le filtre dans le sens opposé à celui du courant d'organohalosilanes gazeux; et
(d) retrait de la poudre du récipient defiltration.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce
que les organohalosilanes produits sont des méthylchlorosi-
lanes.
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les organohalosilanes gazeux chargés de poudre contiennent des poudres résiduelles de cuivre et de silicium provenant
du réacteur à procédé direct.
4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le gaz que l'on envoie en sens inverse est choisi dans le groupe constitué par des chlorosilanes et des chlorures
d'alkyles gazeux.
5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on fait passer les organohalosilanes chargés de poudre à travers les filtres en métal fritté sous une pression
comprise entre 0,034 et 0,090 daN/mm.
6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on envoie périodiquement le gaz en sens inverse de manière rythmée pendant un temps suffisant pour enlever
l'essentiel de la poudre résiduelle des filtres.
7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que chacune des impulsions de soufflage inverse dure d'environ
0,5 à 5 secondes.
8. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'on répète l'impulsion de soufflage inverse périodique de manière à ce que la chute de pression moyenne à travers
les filtres reste relativement constante.
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que la chute de pression moyenne est comprise entre environ
-4 -4
1,378.10 et 20,67.10 daN/mm?
10. Procédé selon la revendication I, caractérisé en
ce qu'il comprend encore l'étape de récupération des organo-
halosilanes gazeux produits essentiellement dépourvus de poudre
sortant du récipient de filtration.
11. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend encore l'étape de recyclage de la poudre
et du gaz envoyé en sens inverse au réacteur à procédé direct.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/248,779 US4328353A (en) | 1981-03-30 | 1981-03-30 | Process for the manufacture of organohalosilanes |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2502625A1 true FR2502625A1 (fr) | 1982-10-01 |
| FR2502625B1 FR2502625B1 (fr) | 1984-12-14 |
Family
ID=22940645
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8205398A Granted FR2502625A1 (fr) | 1981-03-30 | 1982-03-30 | Procede de purification des organohalosilanes |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4328353A (fr) |
| JP (1) | JPS57176992A (fr) |
| DE (1) | DE3210379A1 (fr) |
| FR (1) | FR2502625A1 (fr) |
| GB (1) | GB2095576A (fr) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5239102A (en) * | 1992-04-13 | 1993-08-24 | General Electric Company | Method for making organohalosilanes |
| JPH1171383A (ja) * | 1997-08-29 | 1999-03-16 | Shin Etsu Chem Co Ltd | アルキルハロシランの製造方法 |
| DE19837957C1 (de) * | 1998-08-21 | 2000-01-05 | Krupp Uhde Gmbh | Verfahren zur Steuerung der Feinstaubpartikelmenge in einem Wirbelschichtreaktor, insbesondere zur Oxichlorierung von Ethylen |
| DE19951773C1 (de) | 1999-10-27 | 2001-03-15 | Wacker Chemie Gmbh | Verfahren zur Herstellung von Methylchlorsilanen |
| DE10118483C1 (de) | 2001-04-12 | 2002-04-18 | Wacker Chemie Gmbh | Staubrückführung bei der Direktsynthese von Chlor- und Methylchlorsilanen in Wirbelschicht |
| US20100129281A1 (en) * | 2007-04-25 | 2010-05-27 | Per Bakke | A process for the recycling of high purity silicon metal |
| US7815728B2 (en) | 2008-05-02 | 2010-10-19 | L. M. Scofield Company | High SRI cementitious systems for colored concrete |
| CN105683204B (zh) | 2013-08-30 | 2019-09-17 | 莫门蒂夫性能材料股份有限公司 | 由旋风细粒淤浆相直接合成有机卤代硅烷 |
| EP3744774B1 (fr) | 2019-05-28 | 2021-09-01 | Evonik Operations GmbH | Procédé de recyclage des silicones |
| CN110787543A (zh) * | 2019-10-25 | 2020-02-14 | 上海黔宝环保新材料有限公司 | 一种活性粉体复合新材料的生产方法 |
| CN110694388A (zh) * | 2019-11-12 | 2020-01-17 | 四川永祥新能源有限公司 | 一种用于去除尾气中硅粉的系统 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR55262E (fr) * | 1943-09-27 | 1952-01-09 | ||
| FR1040222A (fr) * | 1950-08-10 | 1953-10-13 | Thomson Houston Comp Francaise | Synthèse des organohalogénosilanes aryles |
| US3655709A (en) * | 1969-10-11 | 1972-04-11 | Bayer Ag | Process for the manufacture of arylchlorosilanes in accordance with the rochow synthesis |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA731174A (en) * | 1966-03-29 | General Electric Company | Silicone compound process and apparatus | |
| US2803521A (en) * | 1952-03-05 | 1957-08-20 | Wacker Chemie Gmbh | Method of treating spent metallic reaction masses from the direct process production of organohalosilanes |
-
1981
- 1981-03-30 US US06/248,779 patent/US4328353A/en not_active Expired - Lifetime
-
1982
- 1982-02-19 GB GB8205004A patent/GB2095576A/en not_active Withdrawn
- 1982-03-20 DE DE19823210379 patent/DE3210379A1/de not_active Withdrawn
- 1982-03-30 JP JP57050249A patent/JPS57176992A/ja active Granted
- 1982-03-30 FR FR8205398A patent/FR2502625A1/fr active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR55262E (fr) * | 1943-09-27 | 1952-01-09 | ||
| FR1040222A (fr) * | 1950-08-10 | 1953-10-13 | Thomson Houston Comp Francaise | Synthèse des organohalogénosilanes aryles |
| US3655709A (en) * | 1969-10-11 | 1972-04-11 | Bayer Ag | Process for the manufacture of arylchlorosilanes in accordance with the rochow synthesis |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2095576A (en) | 1982-10-06 |
| DE3210379A1 (de) | 1982-11-04 |
| JPS57176992A (en) | 1982-10-30 |
| FR2502625B1 (fr) | 1984-12-14 |
| JPS6350357B2 (fr) | 1988-10-07 |
| US4328353A (en) | 1982-05-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FR2502625A1 (fr) | Procede de purification des organohalosilanes | |
| US3146080A (en) | Carbon black collecting process | |
| US10343104B2 (en) | Removing carbon nanotubes from a continuous reactor effluent | |
| AU2013249598B2 (en) | Removing carbon nanotubes from a water system | |
| CA2790021C (fr) | Appareil pour la production d'un materiau nanocarbone, et procede de production d'un materiau nanocarbone | |
| WO1995019835A1 (fr) | Composition reactive et procede pour l'epuration d'un gaz contenant du chlorure d'hydrogene | |
| FR2508886A1 (fr) | Procede de craquage de gaz d'hydrogene sulfure et appareil pour sa mise en oeuvre | |
| FR2596301A1 (fr) | Procede de traitement de residus de production de silicium de grande purete | |
| JP5387267B2 (ja) | クロロシラン精製装置及び精製方法 | |
| EP1219336A1 (fr) | Procédé et dispositif d'élimentation des éléments volatils néfastes, notamment chlorures et/ou sulfates, contenus dans un courant de fumées | |
| WO2007096492A1 (fr) | Groupe d'au moins deux reacteurs a flux de gaz alimentes en un agent de sorption et/ou de neutralisation chimique | |
| JP2004509045A5 (fr) | ||
| EP0070440B1 (fr) | Procédé pour la synthèse de nitrure de silicium amorphe | |
| FR2735706A1 (fr) | Procede de passivation des fines de reacteur d'organochlorosilane et de recuperation de chlorosilanes de valeur a partir de ces dernieres | |
| EP0727389B1 (fr) | Procédé de récupération de silicium particulaire d'un courant sous-produit | |
| JPS5934643B2 (ja) | 四塩化ケイ素の製造方法 | |
| CN105480980B (zh) | 一种三氯氢硅生产得到的渣浆处理方法和装置 | |
| WO2011094938A1 (fr) | Procédé de dépoussiérage à sec dans la production de chlorosilanes organiques | |
| JP6353088B2 (ja) | 反応残留物からのハイドロハロシラン類の回収 | |
| WO2009128501A1 (fr) | Procédé de fabrication de silicium | |
| FR2888230A1 (fr) | Procede de fabrication de poudre de carbone et installation de mise en oeuvre | |
| US889120A (en) | Apparatus for treating solid material. | |
| BE537778A (fr) | Procédé de chloruration en phase gazeuse du méthane | |
| JP2004529770A5 (fr) | ||
| RU2233694C1 (ru) | Устройство для переработки фтораммониевых кремнийсодержащих продуктов |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |