JPH1171384A - アルキルハロシランの製造方法 - Google Patents
アルキルハロシランの製造方法Info
- Publication number
- JPH1171384A JPH1171384A JP10195066A JP19506698A JPH1171384A JP H1171384 A JPH1171384 A JP H1171384A JP 10195066 A JP10195066 A JP 10195066A JP 19506698 A JP19506698 A JP 19506698A JP H1171384 A JPH1171384 A JP H1171384A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- boron
- reaction
- reactor
- ppm
- contact body
- 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
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 65
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 63
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 58
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 40
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 31
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 30
- 239000011863 silicon-based powder Substances 0.000 claims abstract description 29
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 19
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 150000001350 alkyl halides Chemical class 0.000 claims abstract description 13
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims abstract description 3
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 claims abstract description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 27
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 27
- 150000001639 boron compounds Chemical class 0.000 claims description 13
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 claims description 2
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 2
- 150000004756 silanes Chemical class 0.000 claims description 2
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 4
- PZPGRFITIJYNEJ-UHFFFAOYSA-N disilane Chemical compound [SiH3][SiH3] PZPGRFITIJYNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 87
- NEHMKBQYUWJMIP-UHFFFAOYSA-N chloromethane Chemical compound ClC NEHMKBQYUWJMIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 36
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 35
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 30
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 29
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 18
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 18
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 18
- 229940050176 methyl chloride Drugs 0.000 description 18
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 17
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 8
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 7
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 7
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 6
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- LIKFHECYJZWXFJ-UHFFFAOYSA-N dimethyldichlorosilane Chemical group C[Si](C)(Cl)Cl LIKFHECYJZWXFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 6
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 5
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- -1 phosphorus compound Chemical class 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 4
- 239000007809 chemical reaction catalyst Substances 0.000 description 4
- YGZSVWMBUCGDCV-UHFFFAOYSA-N chloro(methyl)silane Chemical compound C[SiH2]Cl YGZSVWMBUCGDCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052580 B4C Inorganic materials 0.000 description 3
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 description 3
- INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N boron carbide Chemical compound B12B3B4C32B41 INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003426 co-catalyst Substances 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 238000005243 fluidization Methods 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 3
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- FFBGYFUYJVKRNV-UHFFFAOYSA-N boranylidynephosphane Chemical compound P#B FFBGYFUYJVKRNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052810 boron oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- YZYDPPZYDIRSJT-UHFFFAOYSA-K boron phosphate Chemical compound [B+3].[O-]P([O-])([O-])=O YZYDPPZYDIRSJT-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 229910000149 boron phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- GZUXJHMPEANEGY-UHFFFAOYSA-N bromomethane Chemical compound BrC GZUXJHMPEANEGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 2
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 description 2
- NEHMKBQYUWJMIP-NJFSPNSNSA-N chloro(114C)methane Chemical compound [14CH3]Cl NEHMKBQYUWJMIP-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- WCCJDBZJUYKDBF-UHFFFAOYSA-N copper silicon Chemical compound [Si].[Cu] WCCJDBZJUYKDBF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N diboron trioxide Chemical compound O=BOB=O JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KTQYJQFGNYHXMB-UHFFFAOYSA-N dichloro(methyl)silicon Chemical compound C[Si](Cl)Cl KTQYJQFGNYHXMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000005048 methyldichlorosilane Substances 0.000 description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 2
- 239000002574 poison Substances 0.000 description 2
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 2
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 229920002050 silicone resin Polymers 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 2
- OFEAOSSMQHGXMM-UHFFFAOYSA-N 12007-10-2 Chemical compound [W].[W]=[B] OFEAOSSMQHGXMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N Borate Chemical compound [O-]B([O-])[O-] BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005749 Copper compound Substances 0.000 description 1
- 229910017518 Cu Zn Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017752 Cu-Zn Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017943 Cu—Zn Inorganic materials 0.000 description 1
- FBPFZTCFMRRESA-KVTDHHQDSA-N D-Mannitol Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-KVTDHHQDSA-N 0.000 description 1
- 208000005156 Dehydration Diseases 0.000 description 1
- 244000166124 Eucalyptus globulus Species 0.000 description 1
- 229910001021 Ferroalloy Inorganic materials 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 229910001096 P alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000676 Si alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910007610 Zn—Sn Inorganic materials 0.000 description 1
- MKOYQDCOZXHZSO-UHFFFAOYSA-N [Cu].[Cu].[Cu].[As] Chemical compound [Cu].[Cu].[Cu].[As] MKOYQDCOZXHZSO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VDZMENNHPJNJPP-UHFFFAOYSA-N boranylidyneniobium Chemical compound [Nb]#B VDZMENNHPJNJPP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021538 borax Inorganic materials 0.000 description 1
- FZQBLSFKFKIKJI-UHFFFAOYSA-N boron copper Chemical compound [B].[Cu] FZQBLSFKFKIKJI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RDHPKYGYEGBMSE-UHFFFAOYSA-N bromoethane Chemical compound CCBr RDHPKYGYEGBMSE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- HRYZWHHZPQKTII-UHFFFAOYSA-N chloroethane Chemical compound CCCl HRYZWHHZPQKTII-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229940108928 copper Drugs 0.000 description 1
- 150000001880 copper compounds Chemical class 0.000 description 1
- TVZPLCNGKSPOJA-UHFFFAOYSA-N copper zinc Chemical compound [Cu].[Zn] TVZPLCNGKSPOJA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BERDEBHAJNAUOM-UHFFFAOYSA-N copper(I) oxide Inorganic materials [Cu]O[Cu] BERDEBHAJNAUOM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960004643 cupric oxide Drugs 0.000 description 1
- KRFJLUBVMFXRPN-UHFFFAOYSA-N cuprous oxide Chemical compound [O-2].[Cu+].[Cu+] KRFJLUBVMFXRPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940112669 cuprous oxide Drugs 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 229960003750 ethyl chloride Drugs 0.000 description 1
- 239000007792 gaseous phase Substances 0.000 description 1
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 235000010355 mannitol Nutrition 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 229940102396 methyl bromide Drugs 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- SNMVRZFUUCLYTO-UHFFFAOYSA-N n-propyl chloride Chemical compound CCCCl SNMVRZFUUCLYTO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004328 sodium tetraborate Substances 0.000 description 1
- 235000010339 sodium tetraborate Nutrition 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Abstract
応器に仕込み、該反応器にアルキルハライドを含むガス
を導入して直接合成法により、下記一般式 RnSiX 4-n (但し、式中Rは炭素数1〜4のアルキル基、Xはハロ
ゲン原子を示し、nは0〜4の整数である。)で示され
るシラン類を製造する方法において、上記触体が1〜1
0000ppmの硼素元素を含むことを特徴とするアル
キルハロシランの製造方法。 【効果】 本発明に基づいて硼素を従来の反応触体に添
加すれば、従来に比較してより安価な方法で所望のST
Yにおいてジアルキルジハロシランの生産量を高め、か
つ不必要なハロゲノシラン類、ジシラン類を減少させる
ことによってアルキルハロシランの直接法による製造方
法の生産性を向上させることができる。
Description
ンの直接法による製造方法に関し、特に金属珪素とアル
キルハライドを銅触媒存在下で気−固接触反応させてア
ルキルハロシランを連続的に製造するアルキルハロシラ
ンの製造方法に関する。
ルハロシランの合成法に関しては、米国特許第2,38
0,995号においてロコーが銅触媒による金属珪素と
アルキルハライドとの直接法を開示して以来、銅触媒の
存在下で用いる種々の助触媒に関するもの、銅触媒とそ
の処理に関するもの、反応装置に関するもの、反応時の
添加物に関するものなど、数多くの研究者によって、そ
の成果が報告されてきた。
た触体を活性化した後、これにアルキルハライドを導入
して金属珪素とアルキルハライドとを直接気−固接触さ
せることにより、アルキルハロシランを得る方法であ
る。アルキルハロシランの工業的合成においては、シリ
コーン樹脂に最も多用されるジアルキルジハロシランの
選択性、及びシランの生成速度が重要とされる。ジアル
キルジハロシランの選択性は生成シラン中の重量比(あ
るいはモル比)、及びT/D比により評価される。生成
アルキルハロシラン中に含まれる物質としては、ジアル
キルジハロシラン(D)、トリアルキルハロシラン
(M)、アルキルトリハロシラン(T)などが挙げら
れ、アルキルヒドロジハロシラン(H)やアルキルハロ
ジシラン類も生成する。特に、シラン製造業者において
残渣と呼ばれるジシラン類は有効な利用方法が少なくほ
とんどが廃棄されているものである。T/D比とは全生
成アルキルハロシラン中のアルキルトリハロシランとジ
アルキルジハロシランの組成比でありT/D比が小さい
ほど好ましい。一方、アルキルハロシランの生成速度
は、STY(Space Time Yield)値を
用いる。STY値は反応器内に保持される金属珪素重量
に対する単位時間当たりの生成粗アルキルハロシランの
重量である。これら生成ジアルキルジハロシラン組成の
向上あるいはT/D比の低下及びSTY値を向上させる
ため、触媒、促進剤を中心とした種々の研究がなされて
きた。
明細書第617,569号(発明者証第122,749
号)では、金属珪素−銅合金にアンチモンを20〜40
ppm添加した反応が開示されている。このときジメチ
ルジクロロシランの組成は40%から60%へ向上した
ことが示されている。また、米国特許第4,500,7
24号においては、200〜3000ppmの錫を含有
する銅/亜鉛/錫系触媒を用いることによりT/Dが
0.037に向上したことが示されている。更に、特公
平6−92421号公報においては、砒素濃度にして5
0ppm以上のヒ化銅を用いた反応が開示されている。
これら錫、アンチモン、砒素助触媒は、金属珪素−銅か
らなる反応触体に添加することで反応活性を高め、従っ
て金属珪素の反応率を向上させ得ることが述べられてい
る。
細書第903,369号(発明者証第178,817
号)では、亜鉛、ビスマス、リン(200ppm)、砒
素、錫、鉄から選択された助触媒を用いてジメチルジク
ロロシランの組成が前述の出願明細書第617,569
号(発明者証第122,749号)から72.1%まで
向上している。また、1969年11月20日付のソヴ
ィエト出願明細書第1,152,943号(発明者証第
237,892号)において、リン、銅、珪素の合金の
形態で触体に対して2500〜30000ppmのリン
を添加することが示されており、ジメチルジクロロシラ
ン組成は82.3%と改善されている。また、米国特許
第4,602,101号(特公平5−51596号公
報)においては、反応器内で元素状のリンが発生するリ
ン化合物を触体に対して25〜2500ppm添加する
ことが示されている。
キルハロシランの直接法の改良を目指して種々の金属の
助触媒効果を検討してきたが、更に有効な助触媒が望ま
れている。
で、所望のSTYにおいてジアルキルジハロシランの生
産量を高め、かつ不必要なジシラン類を減少させるアル
キルハロシランの直接法による製造方法を提供すること
を目的とする。
発明者らは、工業的に有効な直接法によるアルキルハロ
シランの製造方法、特に、所望のSTYにおいてジアル
キルジハロシランの生産量を高め、かつ不必要なジシラ
ン類を減少させるアルキルハロシランの直接法について
鋭意検討を行った結果、硼素を含有した反応触体を使用
することによって反応活性を維持しながらハイドロシラ
ン類、ジシラン類の生成を減少せしめ、従ってジアルキ
ルジハロシランの生産量を高めることを見出した。
触媒について検討されてきたが、本発明に係る硼素化合
物に関してはこれまで殆んど検討されておらず、例えば
Tuset,J.K.,Int.Sem.on Ref
ining and Alloying of Liq
uid Al & Ferroalloys(198
5)Trondheimには標準的な金属珪素中の硼素
濃度は多くても50ppmであり、直接法反応に使用さ
れる精製された金属珪素では多くても40ppmである
ことが示されているが、多くの総説において直接法の反
応活性は殆んどないか、あるいは多量に使用する場合に
は触媒毒となると示されているのみである。しかしなが
ら、実際に使用する金属珪素中の硼素含有濃度は原料と
なる硅石の生産諸国により著しく異なる。硼素含有濃度
は元来少ない上に、通常は金属珪素の精錬工程で一層低
減され、触体中には実質的に硼素は殆ど含まれていない
ものである。本発明者の分析によれば、ブラジル等南米
産、中国産、オーストラリア産の精錬金属粉末中の硼素
濃度は、10ppm以下、フランス、ノルウェー等の欧
州産の精錬金属珪素粉末中の硼素濃度は、10ppm以
上30ppm以下のものが多数をしめている。
毒となると考えられていた硼素が助触媒として優れた効
果を有し、触体中に硼素を含有させることにより、反応
活性を維持しながらハイドロシラン類、ジシラン類の生
成を減少させ、ジアルキルジハロシランの生産量を高め
ることができることを知見し、本発明をなすに至った。
発明のアルキルハロシランの製造方法は、金属珪素粉末
と銅触媒とを含む触体を反応器に仕込み、該反応器にア
ルキルハライドを含むガスを導入して直接合成法によ
り、下記一般式 RnSiX 4-n (但し、式中Rは炭素数1〜4のアルキル基、Xはハロ
ゲン原子を示し、nは0〜4の整数である。)で示され
るシラン類を製造する方法において、上記触体が1〜1
0000ppmの硼素元素を含むことを特徴とするもの
である。
97重量%以上、特に純度が98重量%以上のものを用
いることが好ましい。また、金属珪素は粉砕し、適当な
粒度を持った粉末として使用することが好ましく、反応
器として流動層反応器又は撹拌型反応器を用いる場合
は、金属珪素粉末に良好な流動性を持たせるため、金属
珪素粉末の粒子径は篩分による重量基準累積分布曲線の
50%に相当する粒径として5〜150μmの範囲とす
ることが好ましい。
グ銅などの単体銅あるいは酸化第一銅、酸化第二銅、ハ
ロゲン化銅などの銅化合物など種々の形態のものを用い
ることができる。また助触媒として、亜鉛、錫、アンチ
モン、砒素などの種々の促進剤を用いてもよく、これら
は単独で用いても銅との合金として用いてもよい。例示
すると金属亜鉛、金属錫、金属アンチモン、金属砒素粉
及びこれらの塩化物あるいは酸化物、Cu−Zn,Cu
−Sn,Cu−Zn−SnあるいはZnやSnの代わり
にSb,Asを用いた銅合金が一般に製造可能である。
またこれらの銅触媒は反応器中に単独で仕込んでもよい
し、金属珪素粉末と共に合金として仕込んでもよい。こ
れら銅触媒の配合量は、金属珪素粉末100部(重量
部、以下同じ)に対して銅量に換算して0.1〜10
部、特に2〜8部とすることが好ましい。また亜鉛の配
合量は、金属珪素粉末100部に対して0.05〜1
部、錫、アンチモン及び砒素の配合量は、金属珪素粉末
に対していずれか一種あるいは合計で0.001〜0.
05部、好ましくは0.005〜0.01部とするのが
よい。
元素を1〜10000ppm、好ましくは5〜1000
0ppm、より好ましくは50〜8000ppm、更に
好ましくは55〜6000ppm、最も好ましくは20
0〜5000ppm含むものを使用する。
方法としては、触体を構成する金属珪素として硼素濃度
の高い金属珪素を用いる方法、金属珪素の製造におい
て、金属珪素の溶融温度で揮発性の少ない硼素化合物を
添加し、硼素濃度の高い金属珪素を使用する方法、更に
直接法反応器中の反応触体に硼素化合物を添加する方法
が挙げられる。
の精製工程を含むプロセスの中で硼素化合物を珪素に供
給することによって得ることができ、この場合、不揮発
性の化合物を珪素精錬工程を含む工程における溶融状態
の金属珪素に加えることができる。この際に用いられる
硼素化合物としては、ほう砂(Na2B4O7・10H
2O)、カーン石(Na2B4O7・14H2O)、コール
マン石(Ca2B6O11・5H2O)等の硼素を含有する
天然鉱物や、M1 2B(但し、M1はFe,Co,Ni,
Mn,Mo,W,Ta等を示す)、M2 3B2(但し、M2
はMg等を示す)、M3 B(但し、M3はFe,Co,N
i,Mn,Cr,Mo,W,Nb,Ta等を示す)、M
4 3B4(但し、M4はTa,Nb,Mn,Cr等を示
す)、M5 B2(但し、M5はTi,Zr,Hf,V,N
b,Ta,Cr等を示す)、M6 2B5(但し、M6はM
o,W等を示す)で示される硼化物、窒化硼素、炭化硼
素、燐化硼素、硼素リン酸塩などを挙げることができ
る。また、珪素精錬条件下に硼素化合物を加えた際、こ
の硼素化合物が還元されて硼素が含有された珪素を用い
ることも好ましいが、このような硼素化合物としては、
硼酸、硼酸金属塩、酸化硼素を挙げることができる。
に揮発するものを用いることができる。
は、珪素精錬の原料として、硼素を含有する石英、硼素
を含有する石炭、硼素を含有するコークス、硼素を含有
する木炭、硼素を含有するユーカリを使用する方法を挙
げることもできる。また、珪素精錬の電極として硼素を
含有するカーボン電極を用いる方法を採用してもよい。
合、硼素は、例えば酸化物を還元して得られる無定形硼
素等の元素硼素、硼素−銅合金、上記と同様のM1 2B、
M2 3B2、M3 B、M4 3B4、M5 B2、M6 2B5で示される
硼化物、窒化硼素、炭化硼素、燐化硼素、硼素リン酸塩
等を挙げることができる。これらを直接法反応器に添加
する場合には、微量の水分を除去するために予め200
℃程度で加熱脱水処理を施すことが更に好ましい。ま
た、添加する硼素化合物として、気相状あるいは直ちに
揮発するハロゲン化硼素等を用いることができる。
を得るためのアルキルハライドとしては、塩化メチル、
塩化エチル、塩化プロピル、臭化メチル、臭化エチルな
どを例示することができる。この中で工業的に最も有用
なものは塩化メチルであり、これを用いて製造されるジ
メチルジクロロシランは多くのシリコーン樹脂の原料と
して幅広い用途がある。アルキルハライドは予め昇温
し、ガス化した後、反応器へ送入する。この場合、アル
キルハライドガスを単独で送入してもよいし、不活性ガ
スとの混合ガスとしてもよい。このアルキルハライドガ
スの送入量は、不活性ガスと合わせて触体が流動化する
量として算出され、用いる反応器の直径と空塔速度から
適宜決定される。
において、反応器内の触体の流動化に用いる不活性ガス
は、窒素ガス、アルゴンガス等が例示されるが、経済性
の点から、窒素ガスを用いることが好ましい。これらの
工程における不活性ガスの流速は触体の流動化開始速度
以上であればよいが、特に流動化開始速度の5倍程度が
好ましい。不活性ガスの流速をこの範囲より小さくする
と触体の均一な流動化が困難となり、一方、不活性ガス
の流速をこの範囲より大きくすると、金属珪素粉の飛散
が増加し、また不活性ガスのロスや熱のロスが増加する
ため不利となる場合が生じる。また、不活性ガスを循環
使用することがより好ましい。
行った後、反応器にアルキルハライドを導入し、常法に
従い、アルキルハライドと金属珪素とを気−固接触反応
させることによりアルキルハロシランを得ることができ
る。この場合、反応温度は280〜300℃とすること
ができる。なお、反応方法としては、流動層内で連続条
件の下に反応を行う方法、撹拌層で反応を行う方法、固
定層で反応を行う方法などを挙げることができる。
するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではな
い。なお、下記の例において部は重量部を示す。
0mmのカーボンスチール製の流動層反応器に、金属珪
素粉を100部、金属銅粉よりなる触媒混合物4部を仕
込んだ。また表1に示す硼素化合物を種々の添加量で仕
込んだ。
ecで反応器に導入し、反応器内温度を330℃まで上
げ、反応を継続し、6時間後反応を停止した。反応開始
から反応終了時までの累積のSTYを表1に示す。ま
た、生成した全メチルクロロシラン量に対するジメチル
ジクロロシランの割合、メチルジクロロシランの割合、
高沸点生成物(生成メチルクロロシラン中のジシランな
どの常圧における沸点が70℃より高い生成物)の割合
も表1にそれぞれD、H、Rとして併記する。なお、上
記STYは以下の意味を示す。
mのカーボンスチール製の流動層反応器に、硼素を7.
0ppm含有する金属珪素粉を100部、金属銅粉より
なる触媒混合物4部を仕込んだ。触体中の硼素濃度を表
2に示す。
ecで反応器に導入し、反応器内温度を330℃まで上
げ、反応を継続し、6時間後反応を停止した。反応開始
から反応終了時までの累積のSTYを表2に示す。ま
た、生成した全メチルクロロシラン量に対するジメチル
ジクロロシランの割合、メチルジクロロシランの割合、
高沸点生成物(生成メチルクロロシラン中のジシランな
どの常圧における沸点が70℃より高い生成物)の割合
も表2にそれぞれD、H、Rとして併記する。
mのカーボンスチール製の流動層反応器に、硼素を74
ppm含有する金属珪素粉を100部、金属銅粉よりな
る触媒混合物4部を仕込んだ。触体中の硼素濃度を表2
に示す。
ecで反応器に導入し、反応器内温度を330℃まで上
げ、反応を継続し、6時間後反応を停止した。反応開始
から反応終了時までの累積のSTY、D、H、Rを表2
に示す。
mのカーボンスチール製の流動層反応器に、硼素を14
8ppm含有する金属珪素粉を100部、金属銅粉より
なる触媒混合物4部を仕込んだ。触体中の硼素濃度を表
2に示す。
ecで反応器に導入し、反応器内温度を330℃まで上
げ、反応を継続し、6時間後反応を停止した。反応開始
から反応終了時までの累積のSTY、D、H、Rを表2
に示す。
mのカーボンスチール製の流動層反応器に、硼素を22
00ppm含有する金属珪素粉を100部、金属銅粉よ
りなる触媒混合物4部を仕込んだ。触体中の硼素濃度を
表2に示す。
ecで反応器に導入し、反応器内温度を330℃まで上
げ、反応を継続し、6時間後反応を停止した。反応開始
から反応終了時までの累積のSTY、D、H、Rを表2
に示す。
mのカーボンスチール製の流動層反応器に、硼素を0.
032ppm含有する金属珪素粉を100部、金属銅粉
よりなる触媒混合物4部を仕込んだ。触体中の硼素濃度
を表2に示す。
ecで反応器に導入し、反応器内温度を330℃まで上
げ、反応を継続し、6時間後反応を停止した。反応開始
から反応終了時までの累積のSTY、D、H、Rを表2
に示す。
mのカーボンスチール製の流動層反応器に、硼素を0.
50ppm含有する金属珪素粉を100部、金属銅粉よ
りなる触媒混合物4部を仕込んだ。触体中の硼素濃度を
表2に示す。
ecで反応器に導入し、反応器内温度を330℃まで上
げ、反応を継続し、6時間後反応を停止した。反応開始
から反応終了時までの累積のSTY、D、H、Rを表2
に示す。
おいて、硼素は硼酸、硼酸金属塩(金属はナトリウムあ
るいはカリウム)、酸化硼素を用いて所定量を含有させ
た。この場合、これら硼素化合物は、原料珪素の精錬工
程において、還元反応前に、原料硅石、木炭、木片等と
共に電炉釜に添加し、1500℃以上でアークを発生さ
せ、還元反応を行った。その後、容器を移し換え、窒
素、空気によるバブリングを1時間以上20時間以下行
い、酸化物スラグと分別し、冷却するという方法で処理
した。
mのカーボンスチール製の流動層反応器に、硼素を7.
0ppm含有する金属珪素粉を100部、金属銅粉3.
7部、硼素を2.0重量%含有する金属銅粉0.3部を
仕込んだ。触体中の硼素濃度を表3に示す。
ecで反応器に導入し、反応器内温度を330℃まで上
げ、反応を継続し、6時間後反応を停止した。反応開始
から反応終了時までの累積のSTY、D、H、Rを表3
に示す。
mのカーボンスチール製の流動層反応器に、硼素を55
0ppm含有する金属珪素粉を100部、金属銅粉3.
5部、硼素を2.0重量%含有する金属銅粉0.5部を
仕込んだ。触体中の硼素濃度を表3に示す。
ecで反応器に導入し、反応器内温度を330℃まで上
げ、反応を継続し、6時間後反応を停止した。反応開始
から反応終了時までの累積のSTY、D、H、Rを表3
に示す。
mのカーボンスチール製の流動層反応器に、硼素を14
8ppm含有する金属珪素粉を100部、金属銅粉4.
0部、硼化チタン1.2部を仕込んだ。触体中の硼素濃
度を表3に示す。
ecで反応器に導入し、反応器内温度を330℃まで上
げ、反応を継続し、6時間後反応を停止した。反応開始
から反応終了時までの累積のSTY、D、H、Rを表3
に示す。
mmのカーボンスチール製の流動層反応器に、硼素を5
50ppm含有する金属珪素粉を100部、金属銅粉
4.0部、硼化ジルコニウム0.5部を仕込んだ。触体
中の硼素濃度を表3に示す。
ecで反応器に導入し、反応器内温度を330℃まで上
げ、反応を継続し、6時間後反応を停止した。反応開始
から反応終了時までの累積のSTY、D、H、Rを表3
に示す。
mmのカーボンスチール製の流動層反応器に、硼素を7
4ppm含有する金属珪素粉を100部、金属銅粉4.
0部、硼化ニオブ0.5部を仕込んだ。触体中の硼素濃
度を表3に示す。
ecで反応器に導入し、反応器内温度を330℃まで上
げ、反応を継続し、6時間後反応を停止した。反応開始
から反応終了時までの累積のSTY、D、H、Rを表3
に示す。
mmのカーボンスチール製の流動層反応器に、硼素を1
48ppm含有する金属珪素粉を100部、金属銅粉
3.5部、硼化タングステン1.0部を仕込んだ。触体
中の硼素濃度を表3に示す。
ecで反応器に導入し、反応器内温度を330℃まで上
げ、反応を継続し、6時間後反応を停止した。反応開始
から反応終了時までの累積のSTY、D、H、Rを表3
に示す。
を7〜550ppm含有する金属珪素粉は、実施例3〜
6と同様にして製造した。また、硼素を2.0重量%含
有する金属銅粉は、硼素と銅粉末とを混合し、窒素雰囲
気下において室温から2時間かけて1800〜2200
℃に加熱して1時間保持した後、溶融体を冷却させるこ
とにより製造した。
mmのカーボンスチール製の流動層反応器に、硼素を
7.0ppm含有する金属珪素粉を100部、金属銅粉
よりなる触媒混合物4部、窒化硼素0.2部を仕込ん
だ。触体中の硼素濃度を表4に示す。
ecで反応器に導入し、反応器内温度を330℃まで上
げ、反応を継続し、6時間後反応を停止した。反応開始
から反応終了時までの累積のSTY、D、H、Rを表4
に示す。
mmのカーボンスチール製の流動層反応器に、硼素を
7.0ppm含有する金属珪素粉を100部、金属銅粉
よりなる触媒混合物4部、窒化硼素0.7部を仕込ん
だ。触体中の硼素濃度を表4に示す。
ecで反応器に導入し、反応器内温度を330℃まで上
げ、反応を継続し、6時間後反応を停止した。反応開始
から反応終了時までの累積のSTY、D、H、Rを表4
に示す。
mmのカーボンスチール製の流動層反応器に、硼素を
7.0ppm含有する金属珪素粉を100部、金属銅粉
よりなる触媒混合物4部、窒化硼素1.4部を仕込ん
だ。触体中の硼素濃度を表4に示す。
ecで反応器に導入し、反応器内温度を330℃まで上
げ、反応を継続し、6時間後反応を停止した。反応開始
から反応終了時までの累積のSTY、D、H、Rを表4
に示す。
mmのカーボンスチール製の流動層反応器に、硼素を
7.0ppm含有する金属珪素粉を100部、金属銅粉
よりなる触媒混合物4部、炭化硼素0.5部を仕込ん
だ。触体中の硼素濃度を表4に示す。
ecで反応器に導入し、反応器内温度を330℃まで上
げ、反応を継続し、6時間後反応を停止した。反応開始
から反応終了時までの累積のSTY、D、H、Rを表4
に示す。
mmのカーボンスチール製の流動層反応器に、硼素を7
8ppm含有する金属珪素粉を100部、金属銅粉より
なる触媒混合物4部、メタ燐酸硼素3.0部を仕込ん
だ。触体中の硼素濃度を表4に示す。
ecで反応器に導入し、反応器内温度を330℃まで上
げ、反応を継続し、6時間後反応を停止した。反応開始
から反応終了時までの累積のSTY、D、H、Rを表4
に示す。
に添加すれば、従来に比較してより安価な方法で所望の
STYにおいてジアルキルジハロシランの生産量を高
め、かつ不必要なハイドロシラン類、ジシラン類を減少
させることによってアルキルハロシランの直接法による
製造方法の生産性を向上させることができる。
Claims (3)
- 【請求項1】 金属珪素粉末と銅触媒とを含む触体を反
応器に仕込み、該反応器にアルキルハライドを含むガス
を導入して直接合成法により、下記一般式 RnSiX 4-n (但し、式中Rは炭素数1〜4のアルキル基、Xはハロ
ゲン原子を示し、nは0〜4の整数である。)で示され
るシラン類を製造する方法において、上記触体が1〜1
0000ppmの硼素元素を含むことを特徴とするアル
キルハロシランの製造方法。 - 【請求項2】 触体が50〜10000ppmの硼素元
素を含む請求項1記載の製造方法。 - 【請求項3】 触体が、硼素を含有する金属珪素粉末及
び/又は硼素もしくは硼素化合物を添加することにより
形成された請求項1又は2記載の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19506698A JP3729236B2 (ja) | 1997-06-27 | 1998-06-25 | アルキルハロシランの製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9-187574 | 1997-06-27 | ||
JP18757497 | 1997-06-27 | ||
JP19506698A JP3729236B2 (ja) | 1997-06-27 | 1998-06-25 | アルキルハロシランの製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1171384A true JPH1171384A (ja) | 1999-03-16 |
JP3729236B2 JP3729236B2 (ja) | 2005-12-21 |
Family
ID=26504445
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19506698A Expired - Fee Related JP3729236B2 (ja) | 1997-06-27 | 1998-06-25 | アルキルハロシランの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3729236B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008074849A (ja) * | 2006-09-20 | 2008-04-03 | Wacker Chemie Ag | メチルクロロシランの製造方法 |
KR100839938B1 (ko) * | 2001-11-09 | 2008-06-20 | 주식회사 케이씨씨 | 메틸클로로실란의 제조용 촉매 조성물 및 이를 이용한메틸클로로실란의 제조방법 |
-
1998
- 1998-06-25 JP JP19506698A patent/JP3729236B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100839938B1 (ko) * | 2001-11-09 | 2008-06-20 | 주식회사 케이씨씨 | 메틸클로로실란의 제조용 촉매 조성물 및 이를 이용한메틸클로로실란의 제조방법 |
JP2008074849A (ja) * | 2006-09-20 | 2008-04-03 | Wacker Chemie Ag | メチルクロロシランの製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3729236B2 (ja) | 2005-12-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4762940A (en) | Method for preparation of alkylhalosilanes | |
US5654460A (en) | Method for production of aklylhalosilanes | |
JPH0551596B2 (ja) | ||
JP3812642B2 (ja) | オルガノハロシランの製造方法 | |
US6528674B1 (en) | Method for preparing a contact mass | |
JP2744106B2 (ja) | アルキルハロゲノシランの製造法 | |
EP0893448B1 (en) | Preparation of alkylhalosilanes | |
JP4570731B2 (ja) | アルキルハロシランの製造方法 | |
US6288258B1 (en) | Preparation of organohalosilanes | |
JPH03148287A (ja) | ジメチルジクロロシランとメチルジクロロシランの調製方法 | |
US7179933B2 (en) | Preparation of organohalosilanes | |
JP3362619B2 (ja) | アルキルハロシランの製造方法 | |
JPH04305582A (ja) | メチルジクロロシランの収率増加方法 | |
JP3272689B2 (ja) | メチルクロロシランの直接合成法 | |
JPH0259590A (ja) | 有機クロルシランの製造法 | |
JP3818357B2 (ja) | オルガノハロシランの製造方法 | |
JP3729236B2 (ja) | アルキルハロシランの製造方法 | |
US5625088A (en) | Process for preparing dimethyldichlorosilane | |
JP3364302B2 (ja) | アルキルハロシランの製造方法 | |
JP3760984B2 (ja) | オルガノハロシラン合成用助触媒及びオルガノハロシランの製造方法 | |
JPH04297483A (ja) | オルガノハロシラン類の調製方法 | |
KR100785673B1 (ko) | 알킬할로게노실란의 직접 합성을 위한 촉매 시스템 및 방법 | |
Lewis | Recent advances in the direct process | |
KR20050085450A (ko) | 알킬할로실란의 직접 합성을 위한 구리, 인 및 알칼리 금속기재 촉매 조성물 | |
US3110721A (en) | Preparation of organo-halogenosilanes |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040929 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041006 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20041124 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050914 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050927 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081014 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111014 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141014 Year of fee payment: 9 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |