JP2015529648A

JP2015529648A - アルケニルハロゲン化シランの製造法およびそのために適した反応器

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Publication number: JP2015529648A
Application number: JP2015523456A
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Inventors: バーデシュテファン; シュラーダーベックノアベアト
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Filing date: 2013-05-28
Publication date: 2015-10-08
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Abstract

ビニルハロゲン化物、ビニリデンハロゲン化物またはアリルハロゲン化物の群から選択されたアルケニルハロゲン化物を、モノハロゲン化シラン、ジハロゲン化シランまたはトリハロゲン化シランの群から選択されたハロゲン化シランと、気相中で、一方の管端部に入口（２）を装備しかつ他方の管端部に出口（３）を装備した反応管（１）を含み、ならびに、一方の反応体（７）のための中心の供給部（５）およびこの中心の供給部（５）を包囲する、他方の反応体（８）のための供給部（６）を有し、かつ入口（２）に取り付けられかつ反応管（１）に開口する、環状間隙を備えたノズル（４）を有する反応器中で反応させることによるアルケニルハロゲン化シランの製造法が記載されている。前記方法を実施するために、前記中心の供給部（５）を通る前記アルケニルハロゲン化物および前記の包囲する供給部（６）を通るハロゲン化シランが、反応管（１）中に噴入され、かつこの反応管（１）を通って出口（３）の方向に流れる。この方法は、アルケニルハロゲン化シランを高い収率および高い選択率で製造することを可能にする。煤の形成は、従来の反応器に比べて、明らかに低減されている。また、本発明は、少なくとも１つの次の機素：Ｂ）一方の管側での入口（２）と、Ｃ）他方の管側での出口（３）と、Ｄ）一方の反応体（７）のための中心の供給部（５）およびこの中心の供給部（５）を包囲する、他方の反応体（８）のための供給部（６）を有し、および入口（２）に取り付けられかつ反応管（１）に開口する、環状間隙を備えたノズル（４）とを有する、Ａ）反応管（１）が存在することを特徴とする、気相反応を実施するための反応器に関する。

Description

本発明は、アルケニルハロゲン化シラン、殊に塩化ビニルとトリクロロシランとからのビニルトリクロロシランの製造法、ならびにこのために特に適した反応器に関する。

アルケニルハロゲン化シランの大工業的製造は、一般に公知である。ここでは、アルケニルハロゲン化シランの製造の代わりに、ビニルトリクロロシラン（ＩＩＩ）の大工業的製造が詳細に記載される。前記製造は、原料である塩化ビニル（Ｉ）とトリクロロシラン（ＩＩ）により行なわれる。その際に、ラジカル的に進行する高温反応において、シラン（ＩＩ）と塩化ビニル（Ｉ）とは、塩化水素（ＩＶ）を分離しながら、次の反応式（１）に従って結合される：
Ｃ₂Ｈ₃Ｃｌ (Ｉ) + ＳｉＨＣｌ₃ (ＩＩ) → Ｃ₂Ｈ₃ＳｉＣｌ₃ (ＩＩＩ) + ＨＣｌ (ＩＶ) （１）
アルケニルハロゲン化シラン、例えばビニルトリクロロシラン（ＩＩＩ）、殊に前記化合物（ＩＩＩ）からエステル化反応により製造されるビニルトリアルコキシシラン類は、有機シラン化学において重要な工業用の中間生成物または最終製品である。前記ビニルトリアルコキシシラン類は、例えばプラスチック、例えばＰＶＣ、ＰＰおよびＰＥにおいて架橋剤として使用される。

上述された主反応の他に、前記反応の際に数多くの望ましくない副反応が発生する。例えば、次の副反応を挙げることができる：
Ａ）次の反応式（２）に従った四塩化ケイ素（Ｖ）の形成：
ＳｉＨＣｌ₃ (ＩＩ) + ＨＣｌ (ＩＶ) → ＳｉＣｌ₄ (Ｖ) + Ｈ₂ (ＶＩ) （２）
Ｂ）次の反応式（３）に従ったビス（トリクロロシラン）エタン（ＶＩＩ）の形成：
ＳｉＨＣｌ₃ (ＩＩ) + Ｃ₂Ｈ₃ＳｉＣｌ₃ (ＩＩＩ) → Ｃｌ₃ＳｉＣ₂Ｈ₄ＳｉＣｌ₃ (ＶＩＩ) （３）
Ｃ）次の反応式（４）に従った煤（ＶＩＩＩ）の形成：
Ｃ₂Ｈ₃Ｃｌ (Ｉ) → ２Ｃ (ＶＩＩＩ) + ＨＣｌ (ＩＶ) + Ｈ₂ (ＶＩ) （４）
塩化ビニルとトリクロロシランとのラジカル的に進行する発熱的置換反応は、典型的には高温反応器中で４００〜７００℃の温度範囲内および１〜２バール（絶対圧力）で行なわれる。通常の方法は、管状反応器かまたは回転式ディスプレーサーを有する反応器が使用されることによって特徴付けられている。そのための例は、欧州特許出願公開第０４３８６６６号明細書Ａ２、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９９１８１１４号明細書Ａ１およびドイツ連邦共和国特許出願公開第１９９１８１１５号明細書Ａ１中に見出せる。

現在の方法は、数多くの欠点を示す。この欠点とは、逆混合によって生じる副生成物と、例えば煤の形成（反応式４）をまねく壁面反応と、困難な温度制御とである。

さらに、塩化ビニルの変換率は、最大８０％の範囲内でのみ調節されることができ、さらに、ビニルトリクロロシランに関する選択率は、最大約８６％である。８０％を上回る変換率の場合には、選択率は、進行する副反応のために著しく低下する。

従来の反応器を使用する場合には、煤の形成のために、この反応器は、周期的に運転停止されかつ掃除されなければならない。

欧州特許出願公開第０４３８６６６号明細書Ａ２には、２０ｍｍの間隙寸法を有する環状間隙を備えた反応器が記載されている。前記環状間隙は、回転式ディスプレーサーにより反応器シェル中に形成される。同様に、文献のドイツ連邦共和国特許出願公開第１９９１８１１４号明細書Ａ１およびドイツ連邦共和国特許出願公開第１９９１８１１５号明細書Ａ１には、ビニルトリクロロシランを生産するための環状間隙を備えた反応器が記載されており、この場合には、前記環状間隙の貫流部の後方に断熱反応帯域が続きかつその後に反応ガスが急冷される。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９９１８１１５号明細書Ａ１から公知の典型的な方法の実施は、８５％の塩化ビニル変換率および変換された塩化ビニルに対して、８８％のビニルトリクロロシラン選択率を生じる。塩化ビニル１００ｋｇ／時間およびトリクロロシラン７００ｋｇ／時間を供給した場合には、反応混合物の次の質量流が反応器の出口でもたらされる：
塩化ビニル＝１４．９ｋｇ／時間トリクロロシラン＝４９５．２ｋｇ／時間
ビニルトリクロロシラン＝１９３．３ｋｇ／時間塩化水素＝４３．６ｋｇ／時間
四塩化ケイ素＝３８．１ｋｇ／時間高沸点物／さらなる副成分＝１５．１ｋｇ／時間。

記載された反応器の生産能力は、毎月ビニルトリクロロシラン１３９ｔであるか、または特に、空時収量として９００ｋｇ／（ｍ³×時間）である。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９９１８１１４号明細書Ａ１から公知の典型的な方法の実施は、８６％の塩化ビニル変換率および変換されたＶＣに対して、８９％のビニルトリクロロシラン選択率を生じる。塩化ビニル７０ｋｇ／時間およびトリクロロシラン４２０ｋｇ／時間を供給した場合には、反応混合物の次の質量流が反応器の出口でもたらされる：
塩化ビニル＝９．８ｋｇ／時間トリクロロシラン＝２７４．８ｋｇ／時間
ビニルトリクロロシラン＝１３８．５ｋｇ／時間塩化水素＝３２．２ｋｇ／時間
四塩化ケイ素＝２０．８ｋｇ／時間高沸点物／さらなる副成分＝１５．５ｋｇ／時間。

記載された環状間隙を備えた反応器の生産能力は、毎月ビニルトリクロロシラン１００ｔであるか、または特に、空時収量として６４８ｋｇ／（ｍ³×時間）である。

これら２つの比較例において、８６％の最大の塩化ビニル変換率、８９％の最大のビニルトリクロロシラン選択率および９００ｋｇ／（ｍ³×時間）の最大のビニルトリクロロシラン空時収量が記載される。

ところで、意外なことに、“ノズル型反応器”のタイプの新規種類の反応器を使用する場合に、目的生成物であるアルケニルハロゲン化シラン、殊にビニルトリクロロシラン（ＩＩＩ）に対する収率および選択率は、従来の方法に比べて明らかに高められうることが見い出された。さらに、入念な方法の実施が行なわれた結果、副反応が進行する傾向は、明らかに減少され得、および副生成物、例えば煤の形成は、劇的に減少されうる。

本発明の課題は、公知の方法および反応器に比べて高められた収率および選択率を有しかつ減少された副反応への傾向を有する、アルケニルハロゲン化シランを製造する方法およびそのために適した反応器を提供することである。

本発明は、ビニルハロゲン化物、ビニリデンハロゲン化物またはアリルハロゲン化物の群から選択されたアルケニルハロゲン化物と、モノハロゲン化シラン、ジハロゲン化シランまたはトリハロゲン化シランの群から選択されたハロゲン化シランとを、気相中で、一方の管端部に入口（２）を装備しかつ他方の管端部に出口（３）を装備した反応管（１）を含み、ならびに、一方の反応体（７）のための中心の供給部（５）およびこの中心の供給部（５）を包囲する、他方の反応体（８）のための供給部（６）を有し、かつ入口（２）に取り付けられかつ反応管（１）に開口する、環状間隙を備えたノズル（４）を有する反応器中で反応させることによるアルケニルハロゲン化シランの製造法であって、前記の中心の供給部（５）を通るアルケニルハロゲン化物および前記の包囲する供給部（６）を通るハロゲン化シランが、反応管（１）中に噴入され、かつこの反応管（１）を通って出口（３）の方向に流れる、前記方法に関する。

ハロゲンとは、前記明細書の範囲内で、フッ素、塩素、臭素またはヨウ素、特に塩素および臭素、殊に塩素であると解釈することができる。

本発明により使用されるビニルハロゲン化物は、フッ化ビニル、塩化ビニル、臭化ビニルおよび塩化ビニルであるか、またはこれらの２つ以上の混合物である。好ましくは、塩化ビニルおよび／または臭化ビニルが使用され、特に好ましくは、塩化ビニルが使用される。

本発明により使用されるビニリデンハロゲン化物は、フッ化ビニリデン、塩化ビニリデン、臭化ビニリデンおよびヨウ化ビニリデンであるか、またはこれらの２つ以上の混合物である。好ましくは、塩化ビニリデンおよび／または臭化ビニリデンが使用され、特に好ましくは、塩化ビニリデンが使用される。

本発明により使用されるアリルハロゲン化物は、フッ化アリル、塩化アリル、臭化アリルおよびヨウ化アリルであるか、またはこれらの２つ以上の混合物である。好ましくは、塩化アリルおよび／または臭化アリルが使用され、特に好ましくは、塩化アリルが使用される。

本発明により使用されるモノハロゲン化シランは、モノフルオロシラン、モノクロロシラン、モノブロモシランおよびモノヨードシランであるか、またはこれらの２つ以上の混合物である。好ましくは、モノクロロシランおよび／またはモノブロモシランが使用され、特に好ましくは、モノクロロシランが使用される。

本発明により使用されるジハロゲン化シランは、式（Ｈａｌ１）（Ｈａｌ２）ＳｉＨ₂の化合物であり、上記式中、Ｈａｌ１およびＨａｌ２は、互いに独立して、フッ素、塩素、臭素またはヨウ素を意味する。ジハロゲン化シランの例は、ジフルオロシラン、ジクロロシラン、ジブロモシラン、ジヨードシランまたは混合されたタイプ、例えばクロロブロモシラン、フルオロクロロシランもしくはクロロヨードシランである。これらの２つの以上の混合物であってもよい。好ましくは、Ｈａｌ１とＨａｌ２が同じ意味をもつジハロゲン化シランが使用される。特に好ましくは、ジクロロシランおよび／またはジブロモシランが使用され、殊にジクロロシランが使用される。

本発明により使用されるトリハロゲン化シランは、式（Ｈａｌ１）（Ｈａｌ２）（Ｈａｌ３）ＳｉＨの化合物であり、上記式中、Ｈａｌ１、Ｈａｌ２およびＨａｌ３は、互いに独立して、フッ素、塩素、臭素またはヨウ素を意味する。トリハロゲン化シランの例は、トリフルオロシラン、トリクロロシラン、トリブロモシラン、トリヨードシランまたは混合されたタイプ、例えばフルオロクロロブロモシラン、ジクロロブロモシランもしくはクロロジブロモシランである。これらの２つの以上の混合物であってもよい。好ましくは、Ｈａｌ１とＨａｌ２とＨａｌ３が同じ意味をもつトリハロゲン化シランが使用される。特に好ましくは、トリクロロシランおよび／またはトリブロモシランが使用され、殊にトリクロロシランが使用される。

特に好ましくは、トリクロロシランと塩化ビニルとが互いに反応されるか、またはトリクロロシランと塩化アリルとが互いに反応される。

本発明による反応器中には、アルケニルハロゲン化物が、中心で、すなわち反応管（１）の長手軸の場所で、ハロゲン化シランと一緒に噴入される。その際に、後者のハロゲン化シランは、アルケニルハロゲン化物の流れの側面を流れるガス流として反応管（１）中に噴入される。前記反応器は、逆混合が少なく、反応を反応器壁面から遠ざけ、このことは、副生成物の減少された形成をもたらす。

さらに、反応の実施（＝アルケニルハロゲン化物流をハロゲン化シラン流によって覆うこと）によって、反応器中で最適な温度プロフィールが発生し、それによって目的生成物であるアルケニルハロゲン化シランに対する選択率および空時収量は、特に良好に高められうる。

欧州特許出願公開第０４３８６６６号明細書Ａ２、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９９１８１１４号明細書Ａ１およびドイツ連邦共和国特許出願公開第１９９１８１１５号明細書Ａ１中に記載された回転式取付け物を回避させることによって、反応器の構成は、明らかにより簡単になり、かつ管理費用がより少なくなる。

モノハロゲン化シラン、ジハロゲン化シランまたはトリハロゲン化シランは、本発明による方法の場合に、環状間隙を備えたノズル（４）の中心の供給部（５）を通って完全に入口（２）の近くで反応管（１）中に供給される。

前記の環状間隙を備えたノズル（４）の前記の包囲する供給部（６）を通って、アルケニルハロゲン化物のためのガス供給箇所は、反応管（１）中に準備される。

前記の環状間隙を備えたノズル（４）中の反応体（７、８）の流れの量を変えることによって、反応の経過は、制御されうる。したがって、好ましくは、アルケニルハロゲン化物および／またはハロゲン化シランの流れの量を変えうる手段が設けられている。

モノハロゲン化シラン、ジハロゲン化シランまたはトリハロゲン化シラン対アルケニルハロゲン化物の使用比によって、反応は、同様に制御されうる。典型的には、モノハロゲン化シラン、ジハロゲン化シランまたはトリハロゲン化シラン対アルケニルハロゲン化物の使用比は、１．０〜１０モル：１モル、有利に２．０〜４．０モル：１モルである。

反応管（１）の端部で、モノハロゲン化シラン、ジハロゲン化シランまたはトリハロゲン化シランとアルケニルハロゲン化物との反応は、十分に終結されている。反応混合物を含む生成物は、出口（３）を介して反応管（１）から導出されることができ、およびさらなる操作、例えば反応混合物からの生成物であるアルケニルハロゲン化シランの分離に供給されうる。

とりわけ、熱い反応混合物は、反応管（１）の生成物側の端部で急冷によって急冷される。このことは、有利に、とりわけ反応管（１）の生成物側の端部で熱い反応混合物中に噴入される、液状の粗製生成物を用いて行なうことができる。

本発明による方法の場合、反応温度は、広い範囲内で選択されうる。とりわけ、反応管（１）の内部の温度（＝反応温度）は、４００〜７００℃、特に有利に５００〜６５０℃である。

本発明による方法の場合、反応圧力は、同様に広い範囲内で選択されうる。とりわけ、反応管（１）の内部の圧力（＝反応圧力）は、１．０〜２．０バール（絶対圧力）、特に有利に１．０〜１．５バール（絶対圧力）である。

反応の経過は、供給される反応体の量によって制御されうる。好ましくは、アルケニルハロゲン化物の流れの量は、中心の供給部（５）中で制御されて調節される。この制御は、環状間隙を備えたノズル（４）の温度調節回路によって行なうことができる。

反応器中での反応混合物の滞留時間は、同様に広い範囲に亘って変動されうる。典型的には、環状間隙を備えたノズル（４）の開口部から出口（３）までの反応器中での反応混合物の滞留時間は、０．５〜１０秒、有利に１．５〜４秒の範囲内で変動する。

また、本発明は、気相反応を実施するため、殊にアルケニルハロゲン化シランを製造する、上記方法を実施するために適している管状反応器に関する。

本発明による反応器は、少なくとも次の機素の存在によって特徴付けられている：
Ｂ）一方の管側での入口（２）と、
Ｃ）他方の管側での出口（３）と、
Ｄ）一方の反応体（７）のための中心の供給部（５）およびこの中心の供給部（５）を包囲する、他方の反応体（８）のための供給部（６）を有し、および入口（２）に取り付けられかつ反応管（１）に開口する、環状間隙を備えたノズル（４）とを有する、
Ａ）反応管（１）。

前記反応管（１）ならびに前記の環状間隙を備えたノズル（４）が製造されている材料は、耐熱性である。前記材料は、例えば鉄含有合金、例えば鉄の他に、合金成分として、クロム、ニッケルおよび／またはチタンおよび／またはモリブデンを含有する耐熱鋼を含む。

アルケニルハロゲン化物をモノハロゲン化シラン、ジハロゲン化シランまたはトリハロゲン化シランと反応させることによってアルケニルハロゲン化シランを製造するための反応器は、水平に配置されていてもよいし、垂直に配置されていてもよいし、斜めに配置されていてもよい。前記反応器の取り付けの種類は、反応ユニットのアルケニルハロゲン化シランの収量に影響を与えない。しかし、垂直に配置された反応器の耐久性は、水平状態で運転される反応器の耐久性よりも本質的に長い。

前記反応器、すなわち外側の反応管（１）の加熱は、多種多様なやり方で行なうことができる。最も頻繁に使用されるやり方は、前記反応管（１）の外面を直接に電気加熱することにある。前記加熱の別の形式は、前記の外側の管を中間媒体、例えば液体鉛により熱することにある。ガスフレームによるかまたは赤外線による、前記の外側の管の加熱も可能である。この反応器の加熱のやり方は、反応器の断面につき達成可能な変換率にほんの少しだけ影響を及ぼす。

入口（２）に引き続いて予熱帯域（９）が存在する反応器が好ましく、この予熱帯域（９）中で、反応管（１）の内部の反応体（７、８）は、必要な反応温度に加熱される。

同様に、中心の供給部（５）に、および／または前記の包囲する供給部（６）に、環状間隙を備えたノズル（４）中の単数または複数の反応体の流れの量を変えうる手段が設けられている反応器は、好ましい。

さらなる好ましい反応器の場合、入口（２）に引き続いて、反応体（７、８）を必要な反応温度に加熱する予熱帯域（９）が存在する。

さらなる好ましい反応器の場合、出口（３）は、冷却された生成物（１１）のための貯蔵容器（１０）に開口している。この変法の場合には、とりわけ、導管（１２）が設けられており、この導管（１２）を通して、生成物（１１）の一部分は、出口（３）の近くに返送され、かつそこに存在する反応混合物中に噴入され、それによって反応混合物の衝撃的な冷却および冷却された生成物（１１）の形成を生じさせる。

図１には、本発明による方法または本発明による反応器が説明されている。左側に反応体（７、８）、例えば塩化ビニルおよびトリクロロシランのための入口（２）が装備されている反応管（１）が図示されている。前記入口（２）に引き続いて、反応体（７、８）を必要な反応温度に加熱する予熱帯域（９）が存在する。前記反応管（１）には、アルケニルハロゲン化物（７）のための中心の供給部（５）およびハロゲン化シランのための、前記の中心の供給部（５）を包囲する供給部（６）を有する、環状間隙を備えたノズル（４）が開口している。前記の環状間隙を備えたノズル（４）は、反応管（１）に開口しているので、アルケニルハロゲン化物およびこのアルケニルハロゲン化物を包囲する、ハロゲン化シランからなる流れ（Ｓｃｈｌｅｉｅｒ）は、前記反応管中に噴入されうる。前記反応管（１）は、前記反応混合物のための出口（３）を有する右側で終わっている。この出口（３）は、冷却された生成物（１１）のための貯蔵容器（１０）に開口している。前記生成物（１１）の一部分は、導管（１２）を介してポンプ（１３）の作用下で出口（３）の近くに返送され、かつそこに存在する反応混合物中に噴入される。前記生成物（１１）の一部分は、前記反応混合物を衝撃的に冷却しかつ冷却された生成物（１１）を形成する結果となる。さらに、前記生成物（１１）の一部分は、出口（３）を介して貯蔵容器（１０）中に導入される。

本発明による方法または本発明による反応器を説明するための略図。

次の実施例は、本発明をより詳細に説明するが、それによって本発明は限定されるものではない。

塩化ビニルをトリクロロシランと、ノズル型反応器（直径２００ｍｍ、長さ６０００ｍｍ）中で反応させてビニルトリクロロシランとした。その際に、反応体であるトリクロロシランおよび塩化ビニルを予熱区間内で４００℃に予熱した。前記反応器の頭部には、２つの反応体を別々に供給する二物質流ノズルが存在した。トリクロロシランを塩化ビニルの供給部の周りの環状間隙中に供給する一方で、塩化ビニルを軸中心部に噴入した。さらに、ノズルでの塩化ビニルの出口では、トリクロロシランの流れが包囲する中でビニルトリクロロシランへの反応がもたらされた。その際に、前記反応帯域を、過剰で供給されて包囲するトリクロロシランによって反応器壁面から遠ざけた。トリクロロシランと塩化ビニルとの純粋な気相反応がもたらされた。例えば、煤の形成をまねく、収率を低減させる壁面反応を防いだ。

反応は、環状間隙を備えたノズル（４）に引き続く管状反応器中で連続的に行なわれる。前記反応器の端部には、液状粗製生成物を有する熱い反応ガスの急冷部が存在し、それによって四塩化ケイ素への後続反応は、可能な限り抑制された。

本例においては、ガス状塩化ビニル１００ｋｇ／時間（管の中心部）およびトリクロロシラン６５０ｋｇ／時間（塩化ビニルの供給部の周りの環状間隙に亘って）を前記反応器の入口で４５０℃で供給した。前記反応器の第１の部分内で、約５００℃への反応体の混合物流のさらなる加熱が行なわれた。さらに、反応は、著しく進行を開始し、約６２５℃での最高温度を示す反応帯域が形成された。ガス流が６３０℃の温度を達成した、前記反応器の箇所で、熱い反応ガスを液状粗製生成物で約４０℃に急冷した。塩化ビニルの変換率は、８３％であり、選択率は、９２％であった。

使用される反応器は、２００ｍｍの直径および６０００ｍｍの長さを有する。前記反応器の出口で前記反応混合物の次の質量流がもたらされた：
塩化ビニル＝１７．０ｋｇ／時間トリクロロシラン＝４５７．１ｋｇ／時間
ビニルトリクロロシラン＝１９７．３ｋｇ／時間塩化水素＝４４．５ｋｇ／時間
四塩化ケイ素＝２０．６ｋｇ／時間高沸点物／さらなる副成分＝１３．５ｋｇ／時間。

それによって、前記反応器は、ビニルトリクロロシラン１４２ｔの毎月の生産能力および１．０４６ｋｇ／（ｍ³×時間）の空時収量を有していた。技術水準からの反応器を用いる上記比較例よりも高い空時収量が達成され、および使用されたノズル型反応器のビニルトリクロロシラン選択率は、比較例よりも高く、同様に９２％であった。より高いビニルトリクロロシラン選択率は、副生成物の四塩化ケイ素および高沸点物またはさらなる副成分のより僅かな収量により達成された。

ノズルは、塩化ビニルが管の中心部で２５ｍｍの出口開口を介して導入されるように構造的に構成されていた。塩化ビニル供給部の周りには、トリクロロシラン供給部のための、ｓ＝２ｍｍおよびＤａ＝３５ｍｍを有する環状間隙が存在した。

本発明による方法の利点および“ノズル型反応器”のタイプの本発明による反応器の利点として、目的生成物であるビニルトリクロロシランに関連して、高められた選択率および高められた空時収量を確認することができる。それというのも、意図したように、壁面反応は、トリクロロシランの流れでの包囲によって防止されるからである。さらに、前記反応器は、逆混合が少ないとされ、それによって、当該反応系中では、副生成物、例えば四塩化ケイ素、煤および１，２−ビス（トリクロロシラン）エタンがより少なく形成される。

トリクロロシランが壁面を流れることによって壁面反応が可能な限り防止されることにより、煤の形成は、最小化されており、および前記反応器の掃除プロセスの時間間隔は、延長される。

本発明により使用されるノズル型反応器は、できるだけ高められた塩化ビニル変換率で運転されうる。それというのも、このノズル型反応器は、逆混合が少なくなるように作業するからである。それによって、従来使用された反応器と比べて、ビニルトリクロロシランの空時収量は高まる。

（１）反応管、（２）入口、（３）出口、（４）環状間隙を備えたノズル、（５）中心の供給部、（６）他方の反応体（８）のための供給部、（７）一方の反応体、（８）他方の反応体、（９）予熱帯域、（１０）貯蔵容器、（１１）冷却された生成物、（１２）導管、（１３）ポンプ

Claims

ビニルハロゲン化物、ビニリデンハロゲン化物またはアリルハロゲン化物の群から選択されたアルケニルハロゲン化物と、モノハロゲン化シラン、ジハロゲン化シランまたはトリハロゲン化シランの群から選択されたハロゲン化シランとを、気相中で、
一方の管端部に入口（２）を装備しかつ他方の管端部に出口（３）を装備した反応管（１）を含み、ならびに、一方の反応体（７）のための中心の供給部（５）およびこの中心の供給部（５）を包囲する、他方の反応体（８）のための供給部（６）を有し、かつ入口（２）に取り付けられかつ反応管（１）に開口する、環状間隙を備えたノズル（４）を有する反応器中で反応させることによるアルケニルハロゲン化シランの製造法であって、
前記の中心の供給部（５）を通るアルケニルハロゲン化物および前記の包囲する供給部（６）を通るハロゲン化シランが、反応管（１）中に噴入され、かつこの反応管（１）を通って出口（３）の方向に流れる、前記方法。
アルケニルハロゲン化物として、塩化ビニル、臭化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニリデン、塩化アリルまたは臭化アリル、殊に塩化ビニルまたは塩化アリルを使用し、およびハロゲン化シランとして、ジクロロシランもしくはトリクロロシランまたはジブロモシランもしくはトリブロモシラン、特にジクロロシランもしくはトリクロロシランを使用することを特徴とする、請求項１記載の方法。
アルケニルハロゲン化物として、塩化ビニルまたは塩化アリルを使用し、およびハロゲン化シランとして、トリクロロシランを使用することを特徴とする、請求項１記載の方法。
前記の環状間隙を備えたノズル（４）は二物質流ノズルであることを特徴とする、請求項１記載の方法。
前記の中心の供給部（５）に、および／またはこの中心の供給部（５）を包囲する供給部（６）に、単数または複数の反応体の流れの量を変えうる手段が設けられていることを特徴とする、請求項１記載の方法。
モノハロゲン化シラン、ジハロゲン化シランまたはトリハロゲン化シラン対アルケニルハロゲン化物の使用比は、１．０〜１０モル：１モル、有利に２．０〜４．０モル：１モルであることを特徴とする、請求項１記載の方法。
前記反応管（１）の生成物側の端部で、熱い反応混合物を、液状粗製生成物を用いて急冷することを特徴とする、請求項１記載の方法。
前記反応管（１）の内部の温度は、４００〜７００℃、有利に５００〜６５０℃であることを特徴とする、請求項１記載の方法。
前記反応管（１）の内部の圧力は、１．０〜２．０バール（絶対圧力）、有利に１．０〜１．５バール（絶対圧力）であることを特徴とする、請求項１記載の方法。
前記の中心の供給部（５）中のアルケニルハロゲン化物の流れの量を温度調節回路により制御することを特徴とする、請求項１記載の方法。
前記の環状間隙を備えたノズル（４）の開口部から出口（３）までの反応器中での反応混合物の滞留時間は、０．５〜１０秒、有利に１．５〜４秒の範囲内にあることを特徴とする、請求項１記載の方法。
気相反応のための反応器であって、少なくとも１つの次の機素：
Ｂ）一方の管側での入口（２）と、
Ｃ）他方の管側での出口（３）と、
Ｄ）一方の反応体（７）のための中心の供給部（５）およびこの中心の供給部（５）を包囲する、他方の反応体（８）のための供給部（６）を有し、および入口（２）に取り付けられかつ反応管（１）に開口する、環状間隙を備えたノズル（４）とを有する、
Ａ）反応管（１）
が存在することを特徴とする、前記反応器。
前記の中心の供給部（５）に、および／または前記の包囲する供給部（６）に、環状間隙を備えたノズル（４）中の単数または複数の反応体の流れの量を変えうる手段が設けられていることを特徴とする、請求項１２記載の反応器。
前記入口（２）に引き続いて、反応体（７、８）が必要な反応温度に加熱される予熱帯域（９）が存在することを特徴とする、請求項１２記載の反応器。
前記出口（３）が冷却された生成物（１１）のための貯蔵容器（１０）に開口することを特徴とする、請求項１２記載の反応器。
導管（１２）が設けられており、この導管（１２）を通して、生成物（１１）の一部分が、出口（３）の近くに返送され、かつそこに存在する反応混合物中に噴入され、それによって反応混合物の衝撃的な冷却および冷却された生成物（１１）の形成を生じさせることを特徴とする、請求項１５記載の反応器。