JP2019519473A - 流動床プロセスにおけるオルガノクロロシランの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
この流動床反応が、
この流動床反応器の水力直径dhyd、
この流動床反応器内の表層ガス速度uLおよび
この触媒組成物のSauter粒径d32が、
ArがReに対してプロットされるデカルト座標系で、表面が、方程式1および2、
方程式1:Ar=2・10−5・Re2+0.08*Re−120
方程式2:Ar=2・10−5・Re2−1.07*Re+14100
[式中、
下限のArは0.5であり、かつ
上限のArは3000である]
ここでArは方程式3:
gは、重力加速度[m/s2]であり、
d32はSauter粒径[m]であり、
ρPは粒子固相密度[kg/m3]であり、
ρFは流体密度[kg/m3]であり、
νFは流体の動粘性率[m2/s]である]
によって決定される無次元アルキメデス数であり、
ここでReは方程式4:
uLは、流動床反応器内の表層ガス速度[m/s]であり、
dhydは、方程式5:
Uges,wetは、流動床反応器内の全ての内容物(internal)のそれぞれの場合のウェット周囲(wet circumference)に相当する)によって決定される、流動床反応器内の水力プラント直径[m]である]
によって決定される無次元レイノルズ数である、方程式1および2によって制限される表面に点が形成されるように選択される、流動床反応器内で行われる方法に関する。
反応ガス(2)は、好ましくは下から触媒組成物へ吹き込まれ、それによって触媒組成物の粒子は流動化し、オルガノクロロシランを製造するための化学反応が触媒組成物と流動床(3)の範囲内の気相との間に発生する。粒子の一部は、流動床(3)からガス流でフリーボード(freeboard)(4)へ送られる。フリーボード(4)は非常に低い固体密度を特徴とし、これは反応器出口の方向に低下する。ガス流で反応器から抜け出す粒子の割合は、排出粒子(5)と呼ばれる。
(1)滞留時間が多ければ多く、かつ流動床反応器内の反応ガスの分配が均一であればあるほど、炭素に結合した塩素を有している有機化合物がより多く変換される(即ち、流動床反応器はより生産的である)。内容物の表面が増加すると、上昇するガス泡が減速するのでガス滞留時間が増加する。
(2)ガス流でのシリコン粒子の「同伴」によって生じる、流動床反応器からのSi粒子放出は、粒径、流動床反応器内の充填レベル、連続的に供給される反応ガスの量(ガス流速)、システムの圧力、および反応器内容物に依存する。
方程式3を使用して決定されたアルキメデス数は、触媒組成物の関係するSauter粒径の、流動床反応器内の流体力学に対する影響について説明する。
実験で同定された関係に基づき、処理範囲は、この2つの無次元アルキメデス数とレイノルズ数を用いて定義することができ、オルガノクロロシランは効果的かつ生産的に製造することができる。
この範囲は、一方では0.5〜3000の間のアルキメデス数によって、および他方では下限が方程式1によって定義され、または上限が方程式2によって定義されるレイノルズ数によって特徴づけられ、かつ制限される。
無次元アルキメデス数は浮力と摩擦力との間の比として解釈され得、流体化層中の異なる粒子の挙動を特徴づける役目をする。この場合、gは重力加速度[m/s2]に相当し、d32はSauter粒径[m]に相当し、ρPは粒子固相密度[kg/m3]に相当し、ρFは流体密度[kg/m3]に相当し、νFは流体の動粘性率[m2/s]に相当する。
流動床反応器の水力直径dhyd、
流動床反応器内の表層ガス速度uL[m/s]、および
触媒組成物のSauter粒径[m]d32が上記のように選択される方法に関する。
シリコンによる100重量部に対して、好ましくは少なくとも0.1重量部、特に好ましくは1重量部の銅触媒、およびそれぞれの場合に金属銅に対して、好ましくは最大10重量部、特に最大8重量部の銅触媒が使用される。
P助触媒は、好ましくはCuP合金から選択される。
製造されたオルガノクロロシランは好ましくはC1−C6−アルキルクロロシラン、特にメチルクロロシランである。製造されたメチルクロロシランは、好ましくは、ジメチルジクロロシラン、メチルトリクロロシラン、トリメチルクロロシラン、ジメチルクロロシランおよびメチルジクロロシランから選択される。特に好ましいのはジメチルジクロロシランである。
上で記載した、内容物、粒径、粒子排出の間の関係は、当初は化学反応なしで試験的流動床内にて確認された。これは、ここで水力の反応器またはプラント直径と粒子排出との間に指数関数的な関係があることを示した。この関係は異なる内容物と粒度分布のために測定され確認された。
既存の反応器内の一定の触媒組成物粒径での流動床反応器の生産性を増加させる:水力プラント直径を減少させる(追加的なシート状内容物または熱交換管による)ことによって、反応器からの粒子放出は初期に減少する。ガス流速を増加させることにより、粒子排出の追加の範囲(latitude)を使用してもよく、そうするとすぐにその同定された範囲の生産性が増加した。
既存の反応器内の触媒組成物粒径を減少させることにより、反応器生産性を増加させる:より低い粒径は反応器からのより高い粒子放出につながる。これは、水力プラント直径を縮小することにより減少させることができ、より大きな表面積を有する生産性粒径が使用され得、またはシリコン損失を縮小する。
Claims (8)
- 炭素に結合した塩素を有している有機化合物を含んでなる反応ガスを、シリコン、銅触媒および助触媒を含んでなる触媒組成物と反応させることによる、流動床反応でのオルガノクロロシランの製造方法であって、
該流動床反応が、
該流動床反応器の水力直径dhyd、
該流動床反応器内の表層ガス速度uLおよび
該触媒組成物のSauter粒径d32が、
ArがReに対してプロットされるデカルト座標系で、表面が、方程式1および2、
方程式1:Ar=2・10−5・Re2+0.08*Re−120
方程式2:Ar=2・10−5・Re2−1.07*Re+14100
[式中、
下限のArは0.5であり、かつ
上限のArは3000である]
ここでArは方程式3:
gは、重力加速度[m/s2]であり、
d32はSauter粒径[m]であり、
ρPは粒子固相密度[kg/m3]であり、
ρFは流体密度[kg/m3]であり、
νFは流体の動粘性率[m2/s]である]
によって決定される無次元アルキメデス数であり、
ここでReは方程式4:
uLは、流動床反応器内の表層ガス速度[m/s]であり、
dhydは、方程式5:
Uges,wetは、流動床反応器内の全ての内容物のそれぞれの場合のウェット周囲に相当する)によって決定される、流動床反応器内の水力プラント直径[m]である]
によって決定される無次元レイノルズ数である、方程式1および2によって制限される表面に点が形成されるように選択される、流動床反応器内で行われる方法。 - 前記流動床反応器の水力直径dhyd、
前記流動床反応器内の表層ガス速度uLおよび
前記触媒組成物のSauter粒径d32が、請求項1に記載のように選択される、炭素に結合した塩素を有している有機化合物を、シリコン、銅触媒および助触媒を含んでなる触媒組成物と反応させることによる、流動床反応でオルガノクロロシランを製造するための、反応パラメーターを選択する方法。 - 前記流動床反応器の水力直径dhydが0.1m〜1.5mである、請求項1または2に記載の方法。
- 前記流動床反応器内の表層ガス速度uLが0.02m/s〜0.4m/sである、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記触媒組成物のSauter粒径d32が5μm〜300μmである、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。
- 前記シリコンの粒径が0.5〜650マイクロメートルである、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。
- 前記反応ガスが少なくとも50容積%の炭素に結合した塩素を有している有機化合物を含んでなる、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記炭素に結合した塩素を有している有機化合物がクロロメタンであり、かつ製造されたオルガノクロロシランがメチルクロロシランである、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。
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Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6078992A (ja) * | 1983-07-28 | 1985-05-04 | ゼネラル・エレクトリツク・カンパニイ | アルキルハロシラン類の製造方法 |
JPH07145911A (ja) * | 1993-11-22 | 1995-06-06 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 流動層反応装置の運転方法 |
JPH09194489A (ja) * | 1996-01-12 | 1997-07-29 | Shin Etsu Chem Co Ltd | シラン類の製造方法 |
JPH09273713A (ja) * | 1996-02-06 | 1997-10-21 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 循環流動層反応装置の運転方法 |
JPH10175982A (ja) * | 1996-12-13 | 1998-06-30 | Shin Etsu Chem Co Ltd | アルキルハロシランの製造方法 |
JP2000063389A (ja) * | 1998-04-21 | 2000-02-29 | Wacker Chemie Gmbh | メチルクロロシランの直接合成法 |
JP2001226382A (ja) * | 2000-02-14 | 2001-08-21 | Shin Etsu Chem Co Ltd | オルガノハロシランの製造方法 |
DE10053346A1 (de) * | 2000-10-27 | 2002-05-08 | Bayer Ag | Verfahren zur Herstellung von Alkyl- und Arylchlorsilanen |
JP2005263684A (ja) * | 2004-03-18 | 2005-09-29 | Shin Etsu Chem Co Ltd | オルガノハロシランの製造方法 |
JP2005272277A (ja) * | 2004-03-26 | 2005-10-06 | Toho Gas Co Ltd | ナノカーボン材料の製造方法 |
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JPH09273713A (ja) * | 1996-02-06 | 1997-10-21 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 循環流動層反応装置の運転方法 |
JPH10175982A (ja) * | 1996-12-13 | 1998-06-30 | Shin Etsu Chem Co Ltd | アルキルハロシランの製造方法 |
JP2000063389A (ja) * | 1998-04-21 | 2000-02-29 | Wacker Chemie Gmbh | メチルクロロシランの直接合成法 |
JP2001226382A (ja) * | 2000-02-14 | 2001-08-21 | Shin Etsu Chem Co Ltd | オルガノハロシランの製造方法 |
DE10053346A1 (de) * | 2000-10-27 | 2002-05-08 | Bayer Ag | Verfahren zur Herstellung von Alkyl- und Arylchlorsilanen |
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