JP4368806B2 - アルキルハロシランの直接合成用の銅、燐及びアルカリ金属をベースとした触媒組成物 - Google Patents
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- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/76—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/835—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with germanium, tin or lead
-
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-
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Description
反応式:2CH3Cl+Si→(CH3)2SiCl2
に従って直接製造される。
− ケイ素及び触媒をベースとした組合せを含む接触体の平均活性(生産性ともいう。)の向上のため(該活性(又は生産性)は最初に使用したケイ素の時間当たりキログラム当たりで得られたシランの重量として評価される。)、
− また、ジアルキルジハロシラン、例えばDMDCSへの選択率(例えば、得られた全シランに対するDMDCSのモル%によって、及びMTCS/DMDCSの平均重量比率によって評価される。)の向上のため、並びに
− 得られたシランに対する“重量”生成物の含有重量を低下させるために、
1種又は2種以上の促進用添加剤を含む促進剤の組合せを銅に添加する対策が既になされてきた。これらの添加剤は:亜鉛又はハロゲン化亜鉛(米国特許第2464033号)、アルミニウム(米国特許第2403370号及び同第2427605号)、錫、マンガン、ニッケル及び銀(英国特許第1207466号)、コバルト(英国特許第907161号)、塩化カリウム(ソビエト特許第307650号)又はヒ素若しくはヒ素化合物(米国特許第4762940号)とすることができる。
− 30〜1000ppm(使用するケイ素の重量に対する金属の重量として計算)の錫及びアンチモンから選択される少なくとも1種の金属、或いは錫及び/又はアンチモンをベースとした化合物、
− 随意的に0.1〜3%(上と同様に計算)の金属亜鉛又は亜鉛ベースの化合物、そして
− 欧州特許第0138678号の場合には:0.05〜4%(上と同様に計算)のセシウム又はセシウム化合物(単独で、又はリチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム及びこれらのアルカリ金属をベースとした化合物から選択される少なくとも一種のその他のアルカリ金属との混合物として用いる。);或いは、欧州特許第0138679号の場合には:0.05〜2%(上と同様に計算)のリチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム及びこれらのアルカリ金属をベースとした化合物から選択される少なくとも1種のアルカリ金属、
を含む改良された促進剤の組合せとの混合物としての銅触媒の使用を開示している。
− 5〜200ppm(使用するケイ素の重量に対する金属の重量として計算)の錫又は錫ベースの化合物、
− 随意的に、100〜10,000ppm(上と同様に計算)の金属亜鉛又は亜鉛ベースの化合物、そして
− 25〜931ppm(上と同様に計算)の元素状燐、燐化金属及び/又は直接合成の反応体において燐化金属を与えることのできる化合物、
を含むまた別の改良された促進剤の組合せとの混合物としての銅触媒の使用を開示している。
− 10〜500ppm(使用するケイ素の重量に対する金属の重量として計算)の錫、錫をベースとした化合物及びこれらの混合物から選択される添加剤β1、
− 随意的に、0.01〜3%(使用するケイ素の重量に対する金属の重量として計算)の金属亜鉛、亜鉛をベースとした化合物及びこれらの混合物から選択される添加剤β2、
− 0.01〜2%(使用するケイ素の重量に対する金属の重量として計算)のセシウム、カリウム、ルビジウム、これらのアルカリ金属をベースとした化合物及びこれらの混合物から選択される添加剤β3、
− 随意的に、50〜3000ppm(使用するケイ素の重量に対する元素燐の重量として計算)の元素状燐、燐をベースとした化合物及びこれらの混合物から選択される添加剤β4、
を含む。
CH3Cl→C(コークス)+H2+CH4
熱分解が多くなると、水素の生成に直接関係するMHDCSの量が多くなることが知られている。
− DMDCSの平均mol%:得られた数値は90%程度又はそれを上回り、93%又はそれを上回ることもでき、
− MTCS/DMDCSの平均重量比:得られた数値は0.05程度又はそれを下回り、0.035又はそれを下回ることもできる。
触媒系:Cu/Sn/Cs
210gのケイ素、16.4gのCuCl、0.38gの青銅(10重量%の錫を含む。)、及び1.9gのCsClで構成された粉末を金属攪拌器及び焼結ガラスでできた多孔分散管を備えた円筒形の垂直ガラス反応器に加えた。
− MHDCSの重量%が0.25%
− DMDCSの平均mol%が92.4%
触媒系:Cu/Zn/Sn/Cs
210gのケイ素、16.4gのCuCl、1.64gのZnCl2、0.38gの青銅(10重量%の錫を含む。)、及び1.9gのCsClで構成された粉末を金属攪拌器及び焼結ガラスでできた多孔分散管を備えた円筒形の垂直ガラス反応器に加えた。
− MHDCSの重量%が0.50%
− DMDCSの平均mol%が92.9%
触媒系:Cu/Sn/Cs/P(1029ppm)
210gのケイ素、16.4gのCuCl、0.38gの青銅(10重量%の錫を含む。)、及び1.9gのCsClで構成された粉末を金属攪拌器及び焼結ガラスでできた多孔分散管を備えた円筒形の垂直ガラス反応器に加えた。反応開始後、性能が安定したときに(すなわち、4時間反応させた後)、3gのCu3P(7.2重量%の燐を含む)を加えた。
− MHDCSの重量%が0.15%
− DMDCSの平均mol%が93.3%
触媒系:Cu/Zn/Sn/Cs/P(1029ppm)
210gのケイ素、16.4gのCuCl、1.64gのZnCl2、0.38gの青銅(10重量%の錫を含む。)、及び1.9gのCsClで構成された粉末を金属攪拌器及び焼結ガラスでできた多孔分散管を備えた円筒形の垂直ガラス反応器に加えた。反応開始後、性能が安定したときに(すなわち、4時間反応させた後)、3gのCu3P(7.2重量%の燐を含む)を加えた。
− MHDCSの重量%が0.45%
− DMDCSの平均mol%が92.6%
触媒系:Cu/Zn/Sn
210gのケイ素、16.4gのCuCl、1.64gのZnCl2、0.38gの青銅(10重量%の錫を含む。)で構成された粉末を金属攪拌器及び焼結ガラスでできた多孔分散管を備えた円筒形の垂直ガラス反応器に加えた。
− MHDCSの重量%が0.76%
− DMDCSの平均mol%が86.8%
Claims (18)
- アルキルハライドと、ケイ素及び触媒系(該触媒系は(α)金属銅又は銅をベースとした化合物と(β)促進剤の組合せとを含む。)で形成された固形体(接触体という)との反応によるアルキルハロシランの製造に用いられる触媒系であって、
望ましくないコークスの生成を抑制しつつ直接合成の実施を可能とすることを目的とし、
前記促進剤の組合せは:
− 10〜500ppm(使用するケイ素の重量に対する金属の重量として計算)の錫、錫をベースとした化合物及びこれらの混合物から選択される添加剤β1、
− 0.01〜2%(使用するケイ素の重量に対する金属の重量として計算)のセシウム、カリウム、ルビジウム、これらのアルカリ金属をベースとした化合物及びこれらの混合物から選択される添加剤β3、
− 50〜3000ppm(使用するケイ素の重量に対する元素燐の重量として計算)の元素状燐、燐をベースとした化合物及びこれらの混合物から選択される添加剤β4、
を含むことを特徴とする前記触媒系。 - 添加剤β1の含有量が30〜300ppmの範囲である請求項1に記載の触媒系。
- 添加剤β1が金属錫であることを特徴とする請求項1又は2に記載の触媒系。
- 金属錫が青銅の形態で加えられることを特徴とする請求項3に記載の触媒系。
- 添加剤β3の含有量が0.05〜1.0%の範囲であることを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の触媒系。
- 添加剤β3が塩化セシウム、塩化カリウム、塩化ルビジウム及び/又はこれらの化合物の混合物であることを特徴とする請求項1〜5の何れか一項に記載の触媒系。
- 添加剤β4の含有量が80〜1500ppmの範囲であることを特徴とする請求項1〜6の何れか一項に記載の触媒系。
- 添加剤β4が燐化銅Cu3P及び/又は銅−燐合金であることを特徴とする請求項1〜7の何れか一項に記載の触媒系。
- 触媒系の(α)部が使用するケイ素の全重量に対して1〜20重量%の含有量で使用されることを特徴とする請求項1〜9の何れか一項に記載の触媒系。
- 触媒系の(α)部が金属銅、塩化第一銅及びこれらの化合物の混合物から選択されることを特徴とする請求項1〜10の何れか一項に記載の触媒系。
- 直接合成反応が280℃〜400℃の範囲の温度で行われることを特徴とする請求項1〜11の何れか一項に記載の触媒系。
- 前記促進剤の組合せは:
− 0.01〜3%(使用するケイ素の重量に対する金属の重量として計算)の金属亜鉛、亜鉛をベースとした化合物及びこれらの混合物から選択される添加剤β2、
をさらに含むことを特徴とする請求項1〜12の何れか一項に記載の触媒系。 - 添加剤β2の含有量が0.02〜0.5%の範囲であることを特徴とする請求項13に記載の触媒系。
- 添加剤β2が金属亜鉛及び/又は塩化亜鉛であることを特徴とする請求項13又は14に記載の触媒系。
- アルキルハライドと、ケイ素及び触媒系(該触媒系は(α)金属銅又は銅をベースとした化合物と(β)促進剤の組合せとを含む。)で形成された固形体(接触体という)との反応によるアルキルハロシランの製造方法であって、
前記促進剤の組合せが:
− 10〜500ppm(使用するケイ素の重量に対する金属の重量として計算)の錫、錫をベースとした化合物及びこれらの混合物から選択される添加剤β1、
− 0.01〜3%(使用するケイ素の重量に対する金属の重量として計算)の金属亜鉛、亜鉛をベースとした化合物及びこれらの混合物から選択される添加剤β2、
− 0.01〜2%(使用するケイ素の重量に対する金属の重量として計算)のセシウム、カリウム、ルビジウム、これらのアルカリ金属をベースとした化合物及びこれらの混合物から選択される添加剤β3、
− 50〜3000ppm(使用するケイ素の重量に対する元素燐の重量として計算)の元素状燐、燐をベースとした化合物及びこれらの混合物から選択される添加剤β4、
を含むことを特徴とする前記方法。 - 添加剤β2の含有量が0.02〜0.5%の範囲であることを特徴とする請求項16に記載の方法。
- 添加剤β2が金属亜鉛及び/又は塩化亜鉛であることを特徴とする請求項16又は17に記載の方法。
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