JP2001064008A - 直接法による高沸点残留物のモノシランへの転化法 - Google Patents

直接法による高沸点残留物のモノシランへの転化法

Info

Publication number
JP2001064008A
JP2001064008A JP2000216754A JP2000216754A JP2001064008A JP 2001064008 A JP2001064008 A JP 2001064008A JP 2000216754 A JP2000216754 A JP 2000216754A JP 2000216754 A JP2000216754 A JP 2000216754A JP 2001064008 A JP2001064008 A JP 2001064008A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
high boiling
boiling point
residue
aluminum trichloride
monosilane
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000216754A
Other languages
English (en)
Inventor
Jonathan A Brinson
アシュレイ ブリンソン ジョナサン
Bruce Robert Crum
ロバーツ クラム ブルース
Jr Robert Frank Jarvis
フランク ジャービス ジュニア ロバート
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dow Silicones Corp
Original Assignee
Dow Corning Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dow Corning Corp filed Critical Dow Corning Corp
Publication of JP2001064008A publication Critical patent/JP2001064008A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/08Compounds containing halogen
    • C01B33/107Halogenated silanes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/04Hydrides of silicon
    • C01B33/043Monosilane

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Silicon Compounds (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 「直接法」として知られる方法において、塩
化水素とケイ素メタロイドとの反応から得られる高沸点
残留物からモノシランを製造する方法を提供することで
ある。 【解決手段】 我々の方法は、高沸点残留物のモノシラ
ンへの転化を促進するのに有効な触媒量の三塩化アルミ
ニウムの存在下で、その高沸点残留物と水素ガスとを接
触させ工程からなる。その工程に必要な三塩化アルミニ
ウム触媒の少なくとも一部は、高沸点残留物の直接工程
及び単離中に現場で生成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業の利用分野】本発明は、「直接法」として知られ
る方法において塩化水素とケイ素メタロイドとの反応か
ら得られる高沸点残留物からモノシランを製造する方法
に関する。本発明の方法は、高沸点残留物のモノシラン
への転化を促進するのに有効な触媒量の三塩化アルミニ
ウムの存在下で前記高沸点残留物と水素ガスとを接触さ
せる工程からなる。その工程に必要な三塩化アルミニウ
ム触媒の少なくとも一部は、前記高沸点残留物の直接法
及び単離中に現場で生成される。
【0002】
【従来の技術】直接法におけるトリクロロシランの調製
においては、複雑な混合物が生成する、その混合物は典
型的に蒸留して、混合物に存在する他の成分からトリク
ロロシランを分離する。トリクロロシランの分離後、8
0℃以上及びトリクロロシランの沸点以上で沸騰する高
沸点残留物が残る。その高沸点残留物は、直接法の最近
の商的操作においては、10重量%ほどのトリクロロシ
ランから成る。したがって、副生成物の廃棄を少なく
し、原料の利用を改善するために、高沸点残留物を商的
に価値のある製品に転化することが望ましい。
【0003】「直接法」は、特許文献、例えば、米国特
許第2、380,995号及び第2、488、487
号、等によく記載されている。モノシランのオーバーヘ
ッド蒸留後に残留する高沸点留分は、例えば、分子中に
SiSi,SiOSi,及びSiCSi結合を有するケ
イ素含有高沸点化合物から成る複雑な化合物である。そ
の高沸点留分は、微粒のケイ素及び金属またはそれらの
化合物も含有する。直接法の蒸留生成物から得られる典
型的な高沸点残留物は、米国特許第2、598、435
号及び第2,681,355号に記載されている。
【0004】米国特許第2、606、811号は、ハロ
ゲン及びSi−Si結合を含有する化合物が水素の存在
下で、少なくとも300℃の温度に加熱される水素添加
法を教示している。しかしながら、合成生成物はモノシ
ランであって、触媒として三塩化アルミニウムの教示は
全くない。
【0005】米国特許第3、639、105号は、ジシ
ランと水素ガスとを加圧下で接触させ、その混合体を木
炭上のパラジウムのような遷移金属の存在下で加熱する
ことによって、ヒドロシランを製造する方法を記載して
いる。そのジシランは、直接法からの混合体の部分であ
る。加圧下、銅触媒の存在下での25℃〜350℃の温
度でメチルクロロポリシランと水素ガスとを反応させる
ことによる高収率のヒドロシランの製造法が米国特許第
4、079、071号に記載されている。ニール(Ne
ale)は、そのメチルクロロポリシランは直接法の副
生成物として典型的に生成されるものにすることができ
ると述べている。ニールによって記載された有用な銅触
媒、銅金属、銅塩類、及び銅塩類と有機配位子との錯体
を含む。
【0006】米国特許第4.393、229号は、アル
キルハロシランの製造から得られる残留物におけるアル
キル−豊富ジシランのハロゲン−豊富ポリシランへの転
化法を教示している。その方法は、アルキル−豊富ジシ
ランを含有する残留物を高温で触媒及び触媒量のヒドロ
シラン反応促進剤の存在下で、アルキルトリハロシラン
または四ハロゲン化ケイ素で処理することからなる。三
塩化アルミニウムは、その方法においてヒドロシラン促
進剤と併用したときに有用な触媒である。さらに、得ら
れたハロゲン−豊富ポリシランは、別の工程で開裂して
モノシランを生成することができる。
【0007】米国特許第5、175、329号は、直接
法から得られる高沸点残留物からオルガノシランの製造
法(それはオルガノトリクロロシランの正味消費をもた
らす)を記載している。その方法において、高沸点残留
物は、水素添加触媒と再分配触媒の両方の存在下でオル
ガノトリクロロシラン及び水素ガスと接触される。
【0008】米国特許第5、430、168号は、塩化
メチルとケイ素メタロイドの直接法反応から得られた高
沸点残留物からのモノシランの製造法を教示している。
その方法は、水素ガス及び触媒量の三塩化アルミニウム
の存在下で、オルガノトリハロシランと高沸点残留物か
ら成る混合物を生成する工程からなる。その方法は、オ
ルガノトリハロシランの消費及び高沸点残留物の有用な
モノシランへの転化をもたらす。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、トリクロロ
シランの製造から得られるジシランから成る高沸点残留
物を商的に有用なモノシランに転化する方法を提供す
る。その方法は、触媒量の三塩化アルミニウムの存在下
で、塩化水素とケイ素メタロイドの反応から得られる非
メチル含有高沸点残留物と水素ガスとを接触させること
から成る。さらに、本法における触媒の少なくとも一部
は、直接法の実施及び前記高沸点残留物の単離中に現場
で生成できる。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、塩化水素とケ
イ素メタロイドとの反応から得られる高沸点残留物から
モノシランを製造する方法である。その方法は、式H
SiCl6−b(式中、b=0〜4)によって表され
るジシランから成る前記高沸点残留物と、水素ガスと
を、150℃〜500℃の温度で、高沸点残留物のモノ
シランへの転化を促進するのに有効な触媒量の三塩化ア
ルミニウムの存在下、345kPa〜68,900kP
aの圧力下において接触させる工程から成る。
【0011】本法は、クロロシランとの接触に適する標
準加圧可能反応器において実施される。その方法はバッ
チ法または連続法として実施することができる。その方
法は、例えば、連続攪拌−タンク反応器、気泡塔反応
器、トリクル・ベッド反応器、又は栓流反応器で実施す
ことができる。
【0012】本法に使用する高沸点残留物は、80℃以
上の沸点を有するものであって、塩化水素とケイ素メタ
ロイドとの反応生成物から得られるトリクロロシランの
蒸留から得られる。本法に有用な高沸点残留物は、式H
SiCl6−b(式中、b=0〜4)によって表さ
れるジシランから成る。望ましいジシランは、Cl
及びHClSiである。かかる高沸点残留物の
典型的な組成は、Cl Si,HClSi,H
ClSi,HClSi,及びHClSi
のようなジシラン68重量%;HClSiO,C
SiO,HClSiO,HClSi
O,及びHClSiOのような31重量%ジシロ
キサン;他の高沸点ケイ素含有化合物0.5重量%;及
びケイ素及びアルミニウム、カルシウム、鉄及びそれら
の化合物のような低レベルの金属を含有する固体微粒子
0.5重量%から成る。
【0013】その高沸点残留物は、345kPa〜6
8,900kPaの圧力下で水素ガスと接触される。水
素ガスの圧力は、2、000kPa〜10、000kP
aが望ましいが、4、000kPa〜7、500kPa
がさらに望ましい。高沸点残留物と水素ガスとの重量比
は0.1:1〜100:1の範囲内である。高沸点残留
物と水素ガスとの重量比は0.1:1〜500:1が望
ましく、20:1〜200:1が最適である。
【0014】本発明の別の実施態様において、式H
Cl6−b(式中、b=0〜4)によって表される
ジシランは、高沸点残留物から回収され、150℃〜5
00℃の温度で触媒量の三塩化アルミニウムの存在下、
345kPa〜68,900kPaの圧力下で水素ガス
と接触される。
【0015】その高沸点残留物は、触媒量の三塩化アル
ミニウムの存在下で水素ガスと接触される。用語「触媒
量」は、高沸点残留物におけるジシランのモノシランへ
の転化を促進するのに十分な三塩化アルミニウムの量を
意味すると理解される。さらに詳しくは、触媒量の三塩
化アルミニウムは、高沸点残留物におけるClSi
及びHClSiのようなジシランの四塩化ケイ素及
びトリクロロシランへの転化を促進するのに十分な量を
意味する。三塩化アルミニウムの濃度は、三塩化アルミ
ニウム及び高沸点残留物の合計重量を基準にして、0.
01〜15重量%が望ましく、0.01〜2重量%が最
適である。
【0016】三塩化アルミニウムは、化合物として工程
に転化される。又は三塩化アルミニウムを生成する材料
の転化によって現場で生成される。触媒量の三塩化アル
ミニウムの全て又は一部は、直接法及び高沸点残留物を
生成する蒸留の実施中に現場で生成される。三塩化アル
ミニウムの生成に必要なアルミニウム及び塩素の原料
は、直接法に使用される原料、特にケイ素メタロイト及
び塩化水素供給材料にすることができる。三塩化アルミ
ニウムの触媒量は、転化される三塩化アルミニウムと、
直接法から単離される混合体に残留する現場生成三塩化
アルミニウムの合計にすることができる。
【0017】本法は、150℃〜500℃の温度で実施
されるが、その温度は、250℃〜425℃の範囲内か
望ましく、225℃〜350℃の温度が最適である。
【0018】本法によって製造されるモノシランは、式
SiCl4−y(式中、y=0〜4)によって記載
される。望ましいモノシランは、四塩化ケイ素及びトリ
クロロシランである。モノシランは液体混合体を分離す
る標準の方法、例えば、蒸留によって回収される。
【0019】次の実施例は本発明を説明するためのもの
である。
【実施例】実施例1 触媒として現場で生成される三塩化アルミニウムで高沸
点残留物を転化する能力は、攪拌−タンクバッチ反応器
において評価した。その反応器は、450mlの空気攪
拌パルボンブ(Parr Bomb)反応器であった。
その反応器に、塩化水素とケイ素メタロイドとの反応か
ら得られた高沸点残留物の100g試料を添加した。存
在する三塩化アルミニウムは、高沸点残留物の調製及び
単離中に現場で生成された。その反応器に水素を828
0kPaの圧力で攪拌しながら添加し、その反応器を3
00℃に2時間加熱した。その反応器からの試料をガス
クロマトグラフィ−(GC)によって、熱伝導率検出器
(TCD)を使用して分析した。高沸点残留物の初組成
重量%及び最終組成重量%を表1に示す。
【0020】 高沸点残留物 組成 初組成 最終組成 重量% 重量% HSiCl − 8.7 SiCl 77.4 75.2 ClSiSiCl 14.9 9.4未決定 7.7 6.7
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ブルース ロバーツ クラム アメリカ合衆国インディアナ州47250 マ ディソン サンリース ドライブ 240 (72)発明者 ロバート フランク ジャービス ジュニ ア アメリカ合衆国ミシガン州48642 ミッド ランド ワイルド ピン コート 4519

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 塩化水素とケイ素メタロイドとの反応か
    ら得られ、式HSi Cl6−b(式中、b=0〜
    4)によって表されるジシランから成る高沸点残留物
    と、水素ガスとを、345kPa〜68,900kPa
    の圧力下、150℃〜500℃の温度で、前記高沸点残
    留物のモノシランへの転化を促進するのに有効な触媒量
    の三塩化アルミニウムの存在下において接触させる工程
    から成ることを特徴とする、塩化水素とケイ素メタロイ
    ドとの反応から得られる高沸点残留物のモノシランヘの
    転化法。
  2. 【請求項2】 前記モノシランが、式HSiCl
    4−y(式中、yは0〜4である)によって表されるこ
    とを特徴とする請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 前記高沸点残留物は、塩化水素とケイ素
    メタロイドとの反応生成物の蒸留から得られる蒸留留分
    であることを特徴とする請求項1記載の方法。
  4. 【請求項4】 前記高沸点残留物と水素ガスとの重量比
    は、0.01:1〜1000:1の範囲内であることを
    特徴とする請求項1記載の方法。
  5. 【請求項5】 前記三塩化アルミニウムの濃度は、該三
    塩化アルミニウムと前記高沸点残留物との合計重量を基
    準にして0.01〜15重量%であることを特徴とする
    請求項1記載の方法。
  6. 【請求項6】 前記三塩化アルミニウムの少なくとも一
    部は、前記高沸点残留物の生成中に現場で生成されるこ
    とを特徴とする請求項1記載の方法。
JP2000216754A 1999-07-19 2000-07-18 直接法による高沸点残留物のモノシランへの転化法 Pending JP2001064008A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/356659 1999-07-19
US09/356,659 US6013235A (en) 1999-07-19 1999-07-19 Conversion of direct process high-boiling residue to monosilanes

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001064008A true JP2001064008A (ja) 2001-03-13

Family

ID=23402380

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000216754A Pending JP2001064008A (ja) 1999-07-19 2000-07-18 直接法による高沸点残留物のモノシランへの転化法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6013235A (ja)
EP (1) EP1070719B1 (ja)
JP (1) JP2001064008A (ja)
DE (1) DE60013971T2 (ja)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10039172C1 (de) * 2000-08-10 2001-09-13 Wacker Chemie Gmbh Verfahren zum Aufarbeiten von Rückständen der Direktsynthese von Organochlorsilanen
US7446217B2 (en) * 2002-11-14 2008-11-04 Advanced Technology Materials, Inc. Composition and method for low temperature deposition of silicon-containing films
US7531679B2 (en) * 2002-11-14 2009-05-12 Advanced Technology Materials, Inc. Composition and method for low temperature deposition of silicon-containing films such as films including silicon nitride, silicon dioxide and/or silicon-oxynitride
DE10336545B3 (de) * 2003-08-05 2005-04-14 Ge Bayer Silicones Gmbh & Co. Kg Verfahren zur Herstellung von Chlorsilanen
US7579496B2 (en) 2003-10-10 2009-08-25 Advanced Technology Materials, Inc. Monosilane or disilane derivatives and method for low temperature deposition of silicon-containing films using the same
US7601860B2 (en) 2003-10-10 2009-10-13 Advanced Technology Materials, Inc. Composition and method for low temperature chemical vapor deposition of silicon-containing films including silicon carbonitride and silicon oxycarbonitride films
DE102007055732A1 (de) 2007-12-07 2008-12-24 Wacker Chemie Ag Verfahren zur Herstellung von Silanen aus Dislanen
CN101786629A (zh) 2009-01-22 2010-07-28 陶氏康宁公司 回收高沸点废料的方法
DE102012103755A1 (de) * 2012-04-27 2013-10-31 Centrotherm Sitec Gmbh Verfahren zur Synthese von Trichlorsilan und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens
US9443736B2 (en) 2012-05-25 2016-09-13 Entegris, Inc. Silylene compositions and methods of use thereof
JP2022527291A (ja) 2019-03-29 2022-06-01 モメンティブ パフォーマンス マテリアルズ インコーポレイテッド シーメンス法の副生成物混合物をクロロモノシランに安全に変換するための低温方法
JP2022546015A (ja) 2019-08-22 2022-11-02 ダウ シリコーンズ コーポレーション ケイ素化合物を精製するためのプロセス

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58172221A (ja) * 1982-02-16 1983-10-11 ゼネラル・エレクトリツク・カンパニイ 珪素を処理してクロロシランを製造する方法
JPH0789708A (ja) * 1993-07-14 1995-04-04 Dow Corning Corp 水素ガスの存在下での直接法高沸点成分のシランモノマーへの転化

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2380995A (en) * 1941-09-26 1945-08-07 Gen Electric Preparation of organosilicon halides
US2488487A (en) * 1946-02-07 1949-11-15 Dow Chemical Co Production of alkyl silicon halides
US2606811A (en) * 1947-10-10 1952-08-12 Union Carbide & Carbon Corp Hydrogenation of silicon compounds
US2598435A (en) * 1949-08-18 1952-05-27 Gen Electric Process for treating organoplysilanes
FR1093399A (ja) * 1953-02-20 1955-05-03
US3639105A (en) * 1970-03-27 1972-02-01 Dow Corning Preparation of hydrosilanes
US4079071A (en) * 1977-03-28 1978-03-14 Union Carbide Corporation Synthesis of hydrosilanes from methylchloropolysilanes
US4393229A (en) * 1982-04-28 1983-07-12 General Electric Company Redistribution of polysilanes in high boiling residues
US5175329A (en) * 1992-04-03 1992-12-29 Dow Corning Corporation Production of organosilanes from polysilanes
US5329038A (en) * 1993-12-29 1994-07-12 Dow Corning Corporation Process for hydrogenation of chlorosilane
US5430168A (en) * 1994-10-27 1995-07-04 Dow Corning Corporation Alumimum trichloride catalyzed hydrogenation of high-boiling residue from direct process
US5627298A (en) * 1996-06-13 1997-05-06 Dow Corning Corporation One step process for converting high-boiling residue from direct process to monosilanes
US5606090A (en) * 1996-06-13 1997-02-25 Dow Corning Corporation Conversion of high-boiling residue from direct process to monosilanes

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58172221A (ja) * 1982-02-16 1983-10-11 ゼネラル・エレクトリツク・カンパニイ 珪素を処理してクロロシランを製造する方法
JPH0789708A (ja) * 1993-07-14 1995-04-04 Dow Corning Corp 水素ガスの存在下での直接法高沸点成分のシランモノマーへの転化

Also Published As

Publication number Publication date
EP1070719B1 (en) 2004-09-22
EP1070719A3 (en) 2002-08-21
DE60013971D1 (de) 2004-10-28
US6013235A (en) 2000-01-11
EP1070719A2 (en) 2001-01-24
DE60013971T2 (de) 2005-10-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3650185B2 (ja) 直接法からの高沸点残留物の転化方法
JPH069655A (ja) ポリシランからオルガノシランの製造法
JP2001064008A (ja) 直接法による高沸点残留物のモノシランへの転化法
JP4008533B2 (ja) 直接法からの高沸点残渣のモノシラン類への転化方法
JP4138914B2 (ja) 直接法からの高沸点残渣をモノシラン類に転化するためのハイドロクロリネーション法
KR100253897B1 (ko) 알킬클로로실란의 직접합성의 잔류물로부터 알킬클로로실란의제조방법
JP4485631B2 (ja) 濃アルキル・シルアルキレン含有残渣におけるシルアルキレンの再分配法
US5922894A (en) Process for converting polymeric silicon containing compounds to monosilanes
EP0812851B1 (en) Conversion of high-boiling residue from direct process to monosilanes
JP4447087B2 (ja) 高分子のシリコン含有化合物のモノシランへの転化方法
JP2002029729A (ja) 直接法による高沸点残留物のモノシランへの転化法
EP0579454B1 (en) A process for the recovery of hydrogen chloride and monomeric alkoxysilanes from mixtures of chlorine-containing silicon compounds
KR100855672B1 (ko) 고비점 잔류물로부터 모노실란 제조 방법
KR20150027905A (ko) 메틸클로로실란의 직접합성법에서 부산물로 생성되는 고비점 잔류물의 연속적 재분배 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070614

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100521

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100615

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20100909

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20100909

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20100914

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20110307