KR102263935B1 - 메틸클로로실란의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 직접 합성법에 의해 메틸클로로실란을 제조하는 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, M2(디메틸디클로로실란, Dimethyldichlorosilane) 및 M3(트리메틸클로로실란, Trimethylchlorosilane)의 생산량을 개선한 메틸클로로실란의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명의 메틸클로로실란의 제조 방법은 금속 규소, 알루미늄, 촉매 및 조촉매를 포함하는 접촉 조성물과 염화메틸을 반응시키는 단계를 포함하고, 상기 접촉 조성물은 금속 규소 100 중량부에 대하여 0.1 내지 0.2 중량부의 알루미늄을 포함한다.
Description
본 발명은 직접 합성법에 의해 메틸클로로실란을 제조하는 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, M2(디메틸디클로로실란, Dimethyldichlorosilane) 및 M3(트리메틸클로로실란, Trimethylchlorosilane)의 생산량을 개선한 메틸클로로실란의 제조 방법에 관한 것이다.
1940년대 GE Rochow와 Wacker Muller가 실리콘 모노머 합성을 위한 직접 합성법(Direct Synthesis)을 발명한 이래로, 수십 년간 직접 합성법에 대한 수많은 특허가 나왔지만 양산 공정에 대한 기술은 실리콘 업체들에 의해 제한적으로 공개되어 있는 상황이다.
직접 합성법은 통상적으로 알킬할라이드와 금속 규소 분말을 구리 촉매 존재하에서 반응시켜 알킬할로실란을 얻으며, 여기서 얻어지는 알킬할로실란은 다음 화학식 1로 표시될 수 있다.
[화학식 1]
RnSiX4-n
상기 화학식 1에서, R은 탄소수 1 ~ 4개를 갖는 알킬 그룹으로 더욱 상세하게는 메틸, 에틸, 프로필, 부틸 그룹이고, X는 할로겐 원소로 바람직하게는 Cl, Br, F이며, n은 0 ~ 4 의 정수이다.
상기 알킬할라이드로서 염화메틸을 이용하는 경우 상기 화학식 1에서 R이 메틸인 메틸클로로실란(MCS, Methylchlorosilanes)를 수득할 수 있다. 상기 MCS 합성 시, 주요 생성 모노머는 M2(디메틸디클로로실란, Dimethyldichlorosilane)로 실리콘 2차 제품의 주요 원료이며 이외 M1(메틸트리클로로실란, Methyltrichlorosilane), M3(트리메틸클로로실란, Trimethylchlorosilane) 그리고 MH(메틸디클로로실란, Methyldichlorosilane)순으로 나오게 된다.
과거에는 MCS 합성의 주 생성물인 M2의 수요가 가장 많아, 이를 증가시키기 위한 연구가 중점적으로 진행되어 왔으나, 현재에는 많은 기술 개발들을 통해 소량 생산되는 여타 메틸클로로실란들도 용도에 따라 다양하게 사용되고 있는 추세이다. 예를 들어, M1은 실리카 제조의 원재료 및 반도체 흡착공정의 첨가제로, M3는 화장품 첨가용 폴리머, MH는 변성 폴리머 제조를 위한 기초원료로 발수제 등에 사용된다. 현재 유효 메틸클로로실란(M2, M1, M3, MH)는 낭비 없이 모두 사용되고 있으며 시장 상황에 따라 유동적으로 그 수요들이 변화, 증가되고 있는 상황이다.
M2 증대 관련 과거 종래기술을 살펴보면, 구리 주촉매 기준 다양한 조촉매 적용을 통해 M2 생산량 증가가 검토되었으나, 90년대 후반 각 경쟁사의 주요 특허가 만료됨에 따라 종래기술에서 적용된 촉매의 사용이 일반화된 상황이다.
M3 증대 관련 종래기술을 살펴보면, 메틸클로로실란에서 발생되는 모노머를 이용하여 Al 계열 촉매와 반응가스 등을 이용하여 재분배(Redistribution) 방식으로 M3를 제조하는 기술이 주를 이루었다. 이 중 Al powder를 원료로 적용 시, 생성되는 M3 대비하여 부산물로 AlCl3가 과량 발생하며 이를 제거하는 공정이 추가로 필요한 단점이 있으며, 일부 특허에서는 원료로 TMS(테트라메틸실란, Tetramethylsilane)를 사용하고 있는데 이는 M3 제조를 위한 메틸기를 제공하는데 가장 큰 역할을 하는 물질이나 메틸클로로실란 합성 시 극 소량 발생되는 저비점 물질로 유사한 비점의 탄화수소가 주변에 분포하여 증류로 분리하기 어렵고, 가격도 고가이므로 적용하기 어려운 상황이다.
현재 퍼스널 케어 제품의 수요 증가와 더불어 화장품용 원료로 사용되고 있는 비반응성 실리콘 오일의 수요가 증가하고 있는 상황이다. 이는 주 원료인 M3 수요 증가되는 상황이나, 메틸클로로실란 합성 시 1~2% 수준으로, 증가되는 수요를 만족시키기는 어려운 상황이다. 또한 M3를 증가시키면 M2가 감소하고 부산물인 다이실란(-Si-Si-)류가 증가되는 단점이 있으므로 이 두 가지를 개선할 수 있는 기술적 개선 방안이 필요한 상황이다.
이에, 본 발명은 M2 및 M3의 생산성을 개선한 메틸클로로실란의 제조 방법을 제공하고자 한다.
위와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 금속 규소, 알루미늄, 촉매 및 조촉매를 포함하는 접촉 조성물과 염화메틸을 반응시키는 단계를 포함하고, 상기 접촉 조성물은 금속 규소 100 중량부에 대하여 0.1 내지 0.2 중량부의 알루미늄을 포함하는 메틸클로로실란의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 메틸클로로실란의 제조 방법을 이용하면 M2 및 M3의 생산성을 동시에 개선할 수 있는 효과가 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 메틸클로로실란 제조를 위한 유동층 반응기의 개략도이다.
보다 구체적으로, 도 1은 염화메틸(MC)과 금속 규소(Si metal)를 메틸클로로실란 반응기의 일 예인 유동층 반응기(Fluidized Bed Reactor, FBR)에 투입한 후, 제조되는 메틸클로로실란 이외에 미반응 접촉 조성물(Exhausted Contact Mass, ECM)과 미반응 염화메틸을 회수하여 2차 사이클론 하부에 위치한 호퍼(Hopper)에서 재반응시켜 메틸클로로실란을 제조하는 일 예를 도시한다.
도 1은 메틸클로로실란 제조를 위한 유동층 반응기의 개략도이다.
보다 구체적으로, 도 1은 염화메틸(MC)과 금속 규소(Si metal)를 메틸클로로실란 반응기의 일 예인 유동층 반응기(Fluidized Bed Reactor, FBR)에 투입한 후, 제조되는 메틸클로로실란 이외에 미반응 접촉 조성물(Exhausted Contact Mass, ECM)과 미반응 염화메틸을 회수하여 2차 사이클론 하부에 위치한 호퍼(Hopper)에서 재반응시켜 메틸클로로실란을 제조하는 일 예를 도시한다.
본 발명의 메틸클로로실란의 제조 방법은 금속 규소, 알루미늄, 촉매 및 조촉매를 포함하는 접촉 조성물(Contact Mass)과 염화메틸을 반응시키는 단계를 포함한다.
뮐러-록하우법(Muller-Rochow method)에 따른 메틸클로로실란의 직접 합성법으로서, 적절한 촉매 또는 촉매 조합물의 존재 하에 실리콘과 염화메틸의 반응에 의해 메틸클로로실란을 제조하는 방법이 알려져 있다. 예를 들면, 이러한 방법은 "Catalyzed Direct Reactions of Silicon; K.M. Lewis, D.G. Rethwisch; Elsevier 1993"에 기재되어 있다.
메틸클로로실란의 직접 합성법에 따르면, 금속 규소를 각종 촉매의 존재 하에, 경우에 따라서는 각종 촉매와 조촉매의 존재 하에 염화메틸과 반응시킴으로써, 목적 화합물인 디메틸디클로로실란을 얻을 수 있다. 여기서, 상기 금속 규소, 촉매 및 조촉매 등의 혼합물을 접촉 조성물이라고 칭한다.
상기 접촉 조성물에 포함되는 금속 규소로는 금속 분말 규소를 사용할 수 있으며, 상기 금속 분말 규소는 순도 99% 이상의 함량으로 규소(Si)를 포함하는 것이나, 총 중량으로 1% 미만의 함량으로 알루미늄(Al), 칼슘(Ca), 니켈(Ni), 아연(Zn), 크롬(Cr), 마그네슘(Mg), 납(Pb), 티탄(Ti), 망간(Mn), 철(Fe), 구리(Cu), 주석(Sn), 바나듐(V) 또는 이들의 혼합물을 포함하고 있는 것일 수 있다.
본 발명에 따른 메틸클로로실란의 제조에 사용하는 접촉 조성물은 알루미늄을 포함하는 것을 특징으로 하며, 여기서 상기 알루미늄은 상기 금속 분말 규소에 포함되어 있는 것일 수 있으며, 상기 금속 분말 규소에 함유된 형태 외에 알루미늄 분말과 같은 형태로 별도로 접촉 조성물에 투입되는 것일 수 있다.
또한, 상기 알루미늄은 금속, 합금 또는 화합물의 형태로 상기 접촉 조성물에 포함될 수 있으며, 예를 들어 알루미늄 분말, AlMgSi (0.6~1.4 wt% Mg, 0.6~1.6 wt% Si, 0.6~1.0 % Mn 및 잔량의 Al), AlCl3 또는 이들의 혼합물의 형태로 포함될 수 있다. 또한, 바람직하게는 상기 금속 규소 및 촉매와 같은 원료와 함께 접촉 조성물에 도입될 수 있다.
구체적으로, 상기 알루미늄은 상기 접촉 조성물 내 포함되는 금속 규소 100 중량부에 대하여 0.1 내지 0.2 중량부의 양으로 포함될 수 있고, 구체적으로 상기 금속 규소 100 중량부에 대하여 0.11 내지 0.18 중량부의 양으로 포함될 수 있다. 상기 범위의 함량으로 알루미늄을 포함하는 경우 M2 및 M3 의 생산성이 모두 개선되는 효과를 나타낼 수 있다.
또한, 상기 접촉 조성물에 포함되는 촉매 및 조촉매는 본 발명의 목적을 저해하지 않는 범위 내에서 당업계에 사용하는 것을 사용할 수 있으며, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어 상기 촉매는 구리(Cu) 또는 염화구리(CuCl)를 사용할 수 있으며, 조촉매로는 주석(Sn), 아연(Zn), 인(P) 또는 이들의 혼합물을 사용할 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 메틸클로로실란의 제조방법은 상기 접촉 조성물을 반응기 내로 투입하여 반응층을 충진하고 반응가스로 염화메틸을 투입하여 반응을 유도하고 촉매와 조촉매를 투입하여 반응기 운전을 진행하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 메틸클로로실란을 제조하기 위한 반응기로는 고정층상 반응기(Fixed Bed Reactor), 교반형 반응기(Stirred Bed Reactor), 유동층 반응기(Fluidized Bed Reactor)등의 공지된 반응기를 사용할 수 있다. 산업적인 공정에서는 높은 수율과 선택성, 에너지의 효율적인 이용측면에서 유동층 반응기가 가장 널리 사용되고 있다. 유동층 반응기는 접촉 조성물의 양호한 유동화와 반응시 입자 등이 반응기 밖으로 유출되는 것을 방지하기 위해 반응기 길이(L)와 폭(D)의 비(L/D)가 매우 중요하며, 통상 L/D가 5 내지 15인 것을 사용하는 것이 적당하다.
본 발명에 있어서, 염화메틸은 단독으로 투입하거나 불활성 기체를 혼합하여 투입할 수 있다. 이때 사용할 수 있는 불활성 기체의 종류는 헬륨, 알곤, 질소, 또는 이들의 혼합물이고 경제적인 측면을 고려하면 가장 유리한 것은 질소일 수 있다.
일 실시예에서, 본 발명의 메틸클로로실란의 제조 방법은 상기 접촉 조성물과 염화메틸을 반응시킨 후, 미반응된 접촉 조성물 및 미반응된 염화메틸을 회수하여 재반응시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 미반응된 반응물을 회수하여 재반응시키는 단계를 더 포함함으로써 목적하는 생성물의 수율을 개선하는 효과를 나타낼 수 있다. 구체적으로, 상기 재반응시키는 단계는 재반응이 수행되는 반응기 내부에 불활성 기체를 주입한 후 수행될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 재반응은 도 1에 도시된 바와 같이 반응 장치 내 2차 사이클론 하부에 위치한 호퍼(Hopper)에서 수행될 수 있다.
상기 불활성 기체의 주입 조건은 1.5 Kgf/cm2 내지 3.0 Kgf/cm2, 구체적으로는 2.5 Kgf/cm2 내지 3.0 Kgf/cm2의 압력으로 10 내지 30 Umf, 구체적으로는 10 내지 16 Umf의 주입량으로 주입하는 것일 수 있다. 이 때 1 Umf는 약 1.2 cm/s로 환산될 수 있으며, 상기 '약'은 상기 수치 값에 대하여 1% 오차 범위를 나타내기 위하여 사용하였다. 상기 압력 범위를 벗어나면 불활성 기체가 반응기로의 역류 가능성이 존재하므로 메틸클로로실란 생산량 감소에 영향을 줄 수 있다. 또한, 상기 주입량이 10 Umf 미만이면 STC(테트라클로로실란, Tetrachlorosilane) 감소 효과가 저하될 수 있고, 30 Umf 초과이면 불활성 기체의 사용 비용이 증가하여 비용적 측면에서 바람직하지 않을 수 있다.
염화메틸의 투입량은 메틸클로로실란을 생성하기 위한 이론적인 양과 같거나 많은 양을 투입하고 기체 속도는 접촉 혼합물이 유동화되기 시작하는 최소 유동화 속도나 이 속도 이상으로 투입한다. 통상적으로 기체의 투입 속도는 최소 유동화 속도의 3 내지 25배 범위 내에서 이루어질 수 있다.
예시적으로, 메틸클로로실란의 제조를 위한 공업적 방법은 다음 참고문헌에 나타나 있는 공지의 방법을 이용할 수 있다[Walter Noll, Chemistry and Technology of Silicones, P 26-41, Academic Press Inc., (1968)].
또한, 대한민국 등록특허공보 제839939호(2008.06.20.공고)를 참고하여, 본 발명의 메틸클로로실란의 제조 방법에 따라 생성되는 메틸클로로실란의 혼합물을 최소의 설비 및 에너지를 사용하여 최대의 분리 효과를 얻기 위해 부분응축기를 사용하여 메틸클로로실란 저비점물을 함유하고 있는 미 반응된 염화메틸을 회수하여 유동층 반응기 내로 재투입하여 사용할 수 있다(도 1).
본 발명에 따른 메틸클로로실란의 제조 방법에 있어서, 유동층 반응기 내에서 접촉 조성물과 염화메틸의 반응 시 반응 온도는 350℃이하이고, 구체적으로 200℃ 이상 350℃ 이하, 280℃ 이상 350℃ 이하이고, 보다 구체적으로 280℃ 이상 295℃ 이하인 것이 M2 및 M3 생산성 향상의 측면에서 가장 바람직할 수 있다. 또한 2차 사이클론 하부에 위치한 호퍼(Hopper) 내부의 온도는 200℃ 이상 295℃ 이하이고, 구체적으로 200℃ 이상 280℃ 이하인 것인 M2 및 M3 생산성 향상의 측면에서 바람직할 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예 등을 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예들은 본 발명이 속한 분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
실시예 1.
하기 표 1의 조성을 갖는 금속 분말 규소를 유동성 반응기에 투입하고 염화메틸, 촉매 및 조촉매를 투입하여 289℃에서 반응 후 2차 사이클론 상부를 거쳐 액화기(Condenser)를 통하여 기상 상태의 메틸클로로실란을 액화 및 회수하여 가스크로마토그래피를 이용하여 성분 분석을 통해 표 2의 조성을 얻었다.
| 구성 | 실험예1 | 실험예2 | 실험예3 | 실험예4 | 실험예5 | 실험예6 | |
| 금속규소(g) | 3,000 | 3,000 | 3,000 | 3,000 | 3,000 | 3,000 | |
| 금속 규소 내 구성 | Si | 99.22% | 99.22% | 99.26% | 98.91% | 99.29% | 99.04% |
| Al | 0.14% | 0.16% | 0.11% | 0.18% | 0.09% | 0.21% | |
| Ca | 0.08% | 0.09% | 0.07% | 0.11% | 0.07% | 0.08% | |
| Ni | 0.01% | 0.01% | 0.01% | 0.01% | 0.01% | 0.01%. | |
| Zn | 0.00% | 0.00% | 0.00% | 0.00% | 0.00% | 0.00% | |
| Cr | 0.00% | 0.00% | 0.01% | 0.00% | 0.00% | 0.00% | |
| Mg | 0.01% | 0.01% | 0.01% | 0.01% | 0.01% | 0.01% | |
| Pb | 0.00% | 0.00% | 0.00% | 0.00% | 0.00% | 0.00% | |
| Ti | 0.03% | 0.04% | 0.07% | 0.06% | 0.04% | 0.05% | |
| Mn | 0.01% | 0.01% | 0.01% | 0.01% | 0.01% | 0.01% | |
| Fe | 0.43% | 0.42% | 0.41% | 0.62% | 0.45% | 0.54% | |
| Cu | 0.01% | 0.01% | 0.01% | 0.03% | 0.00% | 0.02% | |
| Sn | 0.00% | 0.00% | 0.00% | 0.00% | 0.00% | 0.00% | |
| V | 0.06% | 0.03% | 0.04% | 0.06% | 0.03% | 0.04% | |
| 촉매 | Cu | 36,000ppm | 36,000ppm | 36,000ppm | 36,000ppm | 36,000ppm | 36,000ppm |
| 조촉매 | P | 260ppm | 260ppm | 260ppm | 260ppm | 260ppm | 260ppm |
| Sn | 120ppm | 120ppm | 120ppm | 120ppm | 120ppm | 120ppm | |
| Zn | 1,600ppm | 1,600ppm | 1,600ppm | 1,600ppm | 1,600ppm | 1,600ppm | |
| CH3Cl 유속 | 7Umf | 7Umf | 7Umf | 7Umf | 7Umf | 7Umf | |
※ Umf ≒ 1.2 cm/s
| 조성 | 실험예1 | 실험예2 | 실험예3 | 실험예4 | 실험예 5 | 실험예 6 |
| M1 | 5.34% | 6.28% | 5.68% | 6.51% | 5.38% | 6.35% |
| M2 | 85.88% | 84.74% | 86.23% | 84.29% | 87.28% | 83.26% |
| M3 | 2.32% | 2.45% | 1.92% | 2.53% | 1.77% | 1.78% |
| MH | 1.47% | 1.08% | 1.22% | 1.09% | 1.17% | 1.72% |
| STC | 0.45% | 0.74% | 0.25% | 0.98% | 0.21% | 1.16% |
| MSR | 3.72% | 4.05% | 4.21% | 4.18% | 3.67% | 5.26% |
| 기타 | 0.82% | 0.66% | 0.49% | 0.42% | 0.52% | 0.47% |
상기 표 2의 결과를 보면, 금속 규소 내 알루미늄 함량이 규소 100 중량부를 기준으로 0.1 내지 0.2 중량부인 실험예 1 내지 실험예 4는 실험예 5 및 실험예 6과 비교하였을 때, 메틸클로로실란 내에 M2 및 M3의 비율이 증가됨을 확인할 수 있다.
실시예 2.
상기 표 1의 실험예 1 구성으로 반응 후 2차 사이클론을 통하여 포집된 미반응 접촉 조성물과, 1차 호퍼(Hopper)를 거쳐서 지나가는 미반응 염화메틸을 포집하여 표 3의 조성으로 1차 호퍼(Hopper)에 재투입하고 질소 기체를 주입하여 280℃에서 반응을 진행하고, 생성된 메틸클로로실란을 샘플링하여 가스 크로마토그래피를 이용하여 성분 분석하여 표 4에 나타내었다.
| 구성 | 실험예7 | 실험예8 | 실험예9 | 실험예 10 |
실험예11 | 실험예12 | 실험예13 | 실험예14 | |
| ECM(g/day) | 83.3 | 83.3 | 83.3 | 83.3 | 83.3 | 83.3 | 83.3 | 83.3 | |
| N2 gas |
투입유속 | 28Umf | 22Umf | 32Umf | 12Umf | 10Umf | 16Umf | 14Umf | 8Umf |
| 압력(K) | 2.6 | 2.6 | 2.7 | 2.5 | 2.1 | 2.1 | 2.1 | 1.5 | |
※ Umf ≒ 1.2 cm/s
| 조성 | 실험예7 | 실험예8 | 실험예9 | 실험예10 | 실험예11 | 실험예12 | 실험예13 | 실험예14 |
| M1 | 5.23% | 5.84% | 6.23% | 6.13% | 5.69% | 5.72% | 5.88% | 6.74% |
| M2 | 84.95% | 85.26% | 84.37% | 85.93% | 85.76% | 86.21% | 86.15% | 84.21% |
| M3 | 1.63% | 1.75% | 1.52% | 2.02% | 1.87% | 2.10% | 2.13% | 1.32% |
| MH | 2.03% | 2.09% | 1.86% | 1.72% | 1.93% | 1.75% | 1.68% | 1.87% |
| STC | 0.62% | 0.42% | 0.54% | 0.22% | 0.38% | 0.10% | 0.16% | 0.83% |
| MSR | 5.54% | 4.64% | 5.48% | 3.98% | 4.37% | 4.12% | 4.00% | 5.03% |
| ECM(g/day) | 83.3 | 73.3 | 80.0 | 83.3 | 76.7 | 83.3 | 86.7 | 80.0 |
※ Umf ≒ 1.2 cm/s
상기 표 4의 결과를 보면, 호퍼(Hopper)에 투입되는 N2 gas의 투입유속이 10 내지 16 Umf인 실험예 10 내지 실험예 13은 실험예 9 및 실험예 14와 비교하였을 때, M2 및 M3의 비율이 증가됨을 확인할 수 있다.
실시예 3.
반응 온도에 따라 생성되는 MCS 의 조성을 비교하기 위해, 표 3의 실험예 12의 구성으로 1차 호퍼(Hopper) 반응 온도를 다음과 같이 조정하여 반응을 진행한 후 생성되는 MCS의 성분을 분석하여 하기 표 5에 나타내었다.
| No. | 반응온도(℃) | 조성(%) | |||||
| MH | STC | M3 | M1 | M2 | MSR | ||
| 1 | 190 | 1.94 | 0.1 | 1.82 | 5.46 | 85.72 | 4.96 |
| 2 | 210 | 1.73 | 0.1 | 2.16 | 5.69 | 86.08 | 4.24 |
| 3 | 280 | 1.75 | 0.10 | 2.10 | 5.72 | 86.21 | 4.12 |
| 4 | 305 | 4.52 | 8.67 | 2.72 | 44.12 | 34.33 | 5.64 |
| 5 | 380 | 4.94 | 11.63 | 2.99 | 46.92 | 27.82 | 5.7 |
| 6 | 400 | 4.15 | 13.55 | 2.72 | 46.3 | 27.82 | 5.46 |
상기 표 5의 결과를 보면, 호퍼(Hopper)내 반응 온도가 200℃ 이상 295℃ 이하일 때 M2 및 M3의 비율이 증가하고 M1, STC의 비율이 급격히 감소됨을 확인할 수 있다. 반면, 호퍼(Hopper)내 반응 온도가 200℃보다 낮으면 M2 및 M3의 비율이 감소하고, 295℃보다 높으면 M2 및 M3의 비율이 급격히 감소하며 M1, STC의 비율이 급격히 증가됨을 알 수 있다. 이는 STC의 발생량 증가로 공비혼합물(Azeotrope)을 형성하여 메틸클로로실란 증류 회수율이 급격하게 감소하는 것이다. 따라서, M2 및 M3 생산성의 측면에서 반응 온도는 200℃ 이상 295℃ 이하에서 우수한 효과를 나타낼 수 있음을 확인하였다.
Claims (6)
- 금속 규소, 알루미늄, 촉매 및 조촉매를 포함하는 접촉 조성물과 염화메틸을 반응시키는 일차 반응 단계를 포함하고, 상기 접촉 조성물은 금속 규소 100 중량부에 대하여 0.1 내지 0.2 중량부의 알루미늄을 포함하는 것이며,
상기 일차 반응시킨 후, 미반응된 접촉 조성물 및 미반응된 염화메틸을 회수하여 상기 일차 반응과 별도의 반응기에서 재반응시키는 단계를 포함하며,
상기 재반응이 수행되는 반응기는 상기 일차 반응이 수행되는 반응기와 적어도 하나의 사이클론에 의해 연통된 호퍼(hopper)이며,
상기 재반응시키는 단계는 상기 호퍼 내부에 2.1 내지 2.5 kgf/cm2의 압력 및 10 내지 16 Umf의 주입량으로 불활성 기체를 주입한 후 수행되는 것이며,
상기 재반응이 수행되는 반응기 내부의 온도가 200℃ 이상 295℃ 이하인 메틸클로로실란의 제조 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 접촉 조성물은 금속 규소 100 중량부에 대하여 0.11 내지 0.18 중량부의 알루미늄을 포함하는 것인 메틸클로로실란의 제조 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 접촉 조성물과 염화메틸의 반응 온도는 200℃ 이상 350℃ 이하인 것인 메틸클로로실란의 제조 방법. - 삭제
- 삭제
- 삭제
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