KR102532454B1 - 클로로실란을 모노실란과 테트라클로로실란으로 불균화하기 위한 칼럼과 공정 및 모노실란을 생산하기 위한 플랜트 - Google Patents

클로로실란을 모노실란과 테트라클로로실란으로 불균화하기 위한 칼럼과 공정 및 모노실란을 생산하기 위한 플랜트 Download PDF

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Abstract

구해진 실란을 동시에 정류 분리하고 클로로실란을 모노실란과 테트라클로로실란으로 (연속) 불균화하기 위한 칼럼 및 공정이 설명된다. 상기 칼럼을 포함한 플랜트가 설명된다. 상기 칼럼은 칼럼 헤드, 칼럼 섬프 및 칼럼 헤드와 칼럼 섬프 사이에 배열된 튜브형 칼럼 쉘을 포함한다. 상기 칼럼은, 칼럼 쉘 내에서 칼럼 축을 따라 서로 아래위에 배열된 두 개 이상의 반응 영역들 및 정류 분리를 위한 두 개 이상의 분리 영역을 포함하며, 반응 영역과 분리 영역은 교대로 배열되며, 상기 반응 영역은 촉매 층을 포함하며, 상기 촉매 층 내에서 클로로실란은 칼럼 내에서 상승 가스 유동을 형성하는 저 비등점 실란으로 불균화되고 (응축 후에는) 상기 칼럼 내에서 아래를 향하는 액체 유동을 형성하는 (상대적으로) 고 비등점 실란으로 불균화된다. 상기 반응 영역과 분리 영역은, 가스 유동과 액체 유동이 분리 영역에서 만나도록 구성되며, 반응 영역에서 액체 유동이 촉매 층을 통해 안내되고, 상측을 향하는 가스 유동이 상기 액체 유동으로부터 공간적으로 분리되어 상기 촉매 층을 통과한다.

Description

클로로실란을 모노실란과 테트라클로로실란으로 불균화하기 위한 칼럼과 공정 및 모노실란을 생산하기 위한 플랜트
본 발명은, 구해진 실란(silanes)을 동시에 정류 분리(rectificative separation)하고 클로로실란(chlorosilanes)을 모노실란(monosilane) 및 테트라클로로실란(tetrachlorosilane)으로 불균화(disproportionation)하기 위한 칼럼 및 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 상기 칼럼을 갖는 모노실란의 생산 플랜트에 관한 것이다.
반도체 소자 및 태양 전지를 생산하기 위한 고순도 실리콘은 일반적으로, 비교적 높은 비율의 불순물을 포함하는 금속 실리콘으로부터 진행되는 다단계 공정으로 제조된다. 금속 실리콘을 정화하는 가능한 방법은, 예를 들어, 트리클로로실란(trichlorosilane, SiHCl3)과 같은 트리 할로 실란(trihalosilane)으로 변환하고 계속해서 고순도 실리콘으로 열분해 하는 것이다. 상기 유형의 과정이, 예를 들어 문헌 제DE 29 19 086 A1호에 공지되어 있다.
상기 공정의 추가 개발은 유니온 카바이드 코포레이션(Union Carbide Corp.)의 문헌 제 DE 33 11 650 A1 호에 설명된다. 상기 공정에서, 트리클로로실란은 즉시 분해되지 않는다. 대신에, 트리클로로실란은, 모노실란(SiH4) 및 테트라클로로실란(SiCl4)을 최종 생성물로서 생성하는 불균화 반응에 영향을 받는다. 구해진 모노실란은 트리클로로실란 대신에 열분해 된다. 유리하게, 형성된 분해 생성물은, 거의 독점적으로 수소(H2) 및 금속 실리콘이다. 대조적으로, 트리클로로실란의 분해는, 염화수소(HCl)와 같이 부식성이 높은 화합물을 형성한다.
트리클로로실란과 같은 클로로실란의 불균화가 촉매화될 수 있다. 특히 유리하다고 입증된 촉매는, 예를 들어 문헌 제 DE2507864 A1 호에 공지된 아민 화합물과 같은 염기성 촉매(basic catalysts)를 포함한다. 상기 촉매들은 바람직하게 예를 들어 문헌 제 DE 3311650 A1에 설명된 바와 같이 결합된 형태(bound form)로 이용된다. 고체 캐리어에 결합된 촉매는 액체 또는 기체 반응 혼합물로부터 쉽게 분리된다. 이것은, 종래기술을 따르는 클로로실란의 산업적 불균형화 과정에서 캐리어에 고정되거나 가교 결합된 폴리머내에 박혀진 아민 촉매가 사실상 유일하게 이용되기 때문이다.
반응성 증류(reactive distillation)의 원리에 따라 트리클로로실란의 불균화를 수행하는 것이 특히 문헌 제 DE 198 60 146 A1 호에 알려져있다. 반응성 증류는, 하나의 칼럼에서 반응과 증류를 조합하고, 특히 정류 분리를 수행한다. 상기 칼럼 내에서 트리클로로실란은 적당한 촉매상에서 불균화될 수 있고, 동시에 불 균화 반응으로부터 생성된 저 비등점(low boiling) 생성물은 증류, 특히 정류에 의해 칼럼으로부터 제거된다. 화학 평형이 형성됨에 따라 밀폐된 반응 용기에서 수행되는 불균화 반응의 수율은 제한된다. 대조적으로, 반응성 증류는 저 비등점 생성물의 계속적인 제거를 보장함으로써 연속적인 평형 이동을 발생시키고, 불균화 반응의 수율 및 전체 작업의 효율을 향상시킨다.
문헌 제 DE 100 17 168 A1 호에 의하면, 하나의 칼럼 내에서 복수의 반응/증류 영역들을 서로 아래위에 적층되는 구조로 수용하는 것이 공개된다. 상기 영역들 사이에 배열된 응축기는, 상대적으로 고 비등점을 가진 클로로실란으로부터 모노실란 함유 생성물의 혼합물을 분리한다. 상기 형태의 공정 변형은 장비 요건상, 상대적으로 까다롭지만, 상대적으로 높은 반응 영역이 고 비등점의 클로로실란에 의해 과도하게 영향받지 않도록 한다.
문헌 제 DE 10 2009 032 833 A1 호에 의하면, 2개의 반응/증류 반응영역들을 서로 아래위에서 수용하는 모노실란의 불균화 반응 칼럼이 공개된다. 상기 두 반응 영역들은 상이한 온도에서 작동하고, 또한 상대적으로 낮은 반응영역을 위해 선택된 고체들은 상대적으로 높은 반응 영역에 비해 더 높은 열적 안정성을 가지기 때문에 상이한 촉매 효과 및 열적 안정성을 갖는 고체를 포함한다. 칼럼 섬프(sump)를 통해 가열된 칼럼은 상대적으로 높은 온도에서 작동될 수 있는데, 상대적으로 낮은 반응 영역에서 촉매의 열적 안정성에 신경을 덜 쓰기 때문이다. 이러한 방식으로 불균형율이 증가될 수 있다.
본 발명의 목적은, 클로로실란, 특히 트리클로로실란의 불균화를 위한 종래기술의 기술적 방법을 개선하는 것이다. 상기 방법은, 높은 에너지 효율 및 수율을 위한 기술적 방법이고 또한 매우 단순한 장비 설계를 가진 플랜트 내에서 신뢰성을 가지는 기술적 방법이다. 상기 목적은 청구항 제1항의 특징을 갖는 칼럼 및 제15항의 특징을 갖는 공정에 의해 해결된다. 본 발명에 따른 칼럼의 바람직한 실시 양태는 종속항 제2항 내지 제14항에 설명된다. 본 발명을 따르는 공정의 선호되는 실시예가 종속항 제16항에 정의된다. 또한, 청구항 제14항의 특징을 갖는 플랜트가 본 발명에 포함된다. 모든 청구항들의 기재내용은 참고로서 본 명세서에 포함된다.
본 발명의 칼럼은 반응 증류의 원리에 따라 문헌 제 DE 198 60 146 A1 호, 제 DE 100 17 168 A1 호 및 제 DE 10 2009 032 833 A1 호에서 공개된 칼럼과 같이 작동한다. 클로로실란의 불균화를 위해 지금까지 사용된 칼럼과 마찬가지로, 본 발명의 칼럼은, 칼럼 헤드, 칼럼 섬프 및 칼럼 헤드와 칼럼 섬프 사이에 배열된 튜브 형상의 칼럼 쉘을 포함한다. 칼럼 헤드는 일반적으로, 칼럼의 가장 높은 지점을 구성합니다. 칼럼은 수직으로 정렬되는 것이 바람직하다.
칼럼은, 일반적으로 연속적으로 작동된다. 이를 위해, 칼럼은 클로로실란에 의해 부분적으로 충진되거나 연속적으로 충진될 수 있다. 일반적으로 불균화 반응 과정에서 형성된 모노실란을 칼럼으로부터 제거는 연속적으로 수행된다. 테트라클로로실란 제품은 칼럼 섬프로부터 연속적으로 제거되거나 일정한 간격으로 제거될 수 있다.
불균화 반응을 위해 선호되는 개시 재료는 서두에 설명한 공정에서와 같이 트리클로로실란이다. 트리클로로실란은 하기 반응계획에 따라 불균화된다.
식 1
Figure 112017094752357-pct00001
식 2
Figure 112017094752357-pct00002
식 3
Figure 112017094752357-pct00003
식 4 전체반응
Figure 112017094752357-pct00004
상기 계획을 참고할 때, 트리클로로실란의 모노실란으로 전환되는 과정은 2 개의 중간체 즉, 디클로로실란(SiH2Cl2) 및 모노 클로로실란 (SiH3Cl)을 통해 진행된다. 상기 중간 생성물과 최종 생성물인 모노실란이 생성되는 수율은, 서두에 설명한 것처럼, 칼럼내에 발생되는 조건하에서 형성되는 특정 평형에 의존한다. 그러나, 상기 평형을 원하는 방향으로 전이시키기 위해 반응 평형으로부터 생성물을 영구적으로 제거할 수 있다. 정확하게 상기 과정은, 구해진 실란 및/또는 실란 혼합물의 일정한 정류 분리를 통해 본 발명의 칼럼에서 발생한다.
원칙적으로, 불균화 반응의 개시재료로서 모노 - 및/또는 디클로로실란은 또한, 트리클로로실란 대신에 이용되거나 트리클로로실란과 함께 이용될 수 있다. 특히, 디클로로실란은, 실리콘이 트리클로로실란의 열분해에 의해 고전적으로 제조되는 제조 설비에서 매우 유용하다. 상기 설비는, 분해 과정의 부산물로서 디클로로실란을 발생시킨다.
일부 경우들에서, 칼럼에 존재하는 실란의 비등점이 상당히 다르다. 대기압에서의 비등점은 모노실란의 경우 112℃이고, 테트라클로로실란의 경우 57℃이다. 중간체인 모노 클로로실란과 디클로로실란은 (대기압에서) 30℃ 및 8℃의 비등점을 가진다. 대기압에서의 트리클로로실란의 비등점은 32℃이다. 모노실란과 모노 클로로실란의 비등점 차이는 본 발명의 칼럼에서 특히 유리한 효과를 가지며, 따라서 모노실란을 칼럼에서 효율적으로 제거할 수 있다.
본 발명을 따르는 칼럼의 칼럼 쉘은 중공 실린더의 형상을 가지는 것이 선호된다. 칼럼 셸 내에서, 본 발명에 따른 칼럼은 클로로실란의 반응/증류 전환을 위해 지금까지 이용된 종래 기술의 칼럼과 상당히 다르다. 상기 칼럼은, 칼럼 쉘 내에서 칼럼 축을 따라 서로 아래위에 배열된 복수 (적어도 2개)의 반응 영역들 및 정류 분리를 위한 복수(적어도 2개)의 분리 영역을 포함하며, 반응 영역과 분리 영역은 칼럼 축을 따라 교대로 배열된다. 다시 말해, 항상 인접한 반응 영역들 사이에 분리 영역이 있고, 인접한 분리 영역들 사이에 항상 반응 영역이 있다.
반응 영역은 각각 촉매 층을 수용한다. 상기 클로로실란 불균화 반응은 상기 식 1 내지 3에 따라 수행된다. 각각의 방정식은 저 비등점 및 상대적으로 고 비등점을 가진 실란의 형성을 포함하며, 상기 저 비등점 및 고 비등점은 상대적인 의미를 가지는 것으로 이해해야 한다. 예를 들어, 디클로로실란의 불균화에 의해 트리클로로실란 및 모노 클로로실란이 형성되며, 트리클로로실란은 고 비등점 성분이고 모노 클로로실란은 저 비등점 성분이다. 상기 모노 클로로실란의 불균화에 의해 모노실란 및 디클로로실란이 발생되며, 이 경우 모노실란은 저 비점등점 성분이고 디클로로실란은 고 비등점 성분이다.
통계적으로 볼 때, 칼럼 내부에서 모노 클로로실란의 불균화는 디클로로실란의 불균화 "위에서" 이루어진다는 사실을 고려할 때, 고 비등점을 가진 실란은 응축과정 후에 상기 칼럼 내에서 아래를 향하는 액체 유동을 형성하고 저 비등점을 가진 실란은 칼럼 내에서 상승하는 가스 유동을 형성하는 것이 분명하다. 가장 가벼운 생성물인 모노실란 및 가장 무거운 생성물인 테트라클로로실란은 각각, 칼럼 헤드와 칼럼 섬프를 향해 이동한다.
본 발명에 따른 칼럼의 특히 바람직한 특징에 의하면, 분리 영역은 가스 유동과 액체 유동이 분리 영역에서 만나도록 구성되며, 아래를 향하는 액체 유동이 촉매 층을 통해 안내되고, 상측을 향하는 가스 유동이 상기 액체 유동으로부터 공간적으로 분리되어 상기 촉매 층을 통과하도록 반응 영역이 구성된다. 다시 말해, 가스 유동 및 액체 유동이 분리 영역에서 만날 때 가스 유동 및 액체 유동은 서로 분리되어 반응 영역을 통해 안내된다.
본 발명에 따른 칼럼의 설계는, 종래기술의 설계보다 우수한 것으로 밝혀졌다. 특히, 반응 영역에서 가스 유동 및 액체 유동을 정밀하게 분리하며 반응 영역 및 분리 영역을 교대로 배열하는 조합은, 수율 및 반응 속도와 관련하여 현저히 높은 수준의 성능을 제공한다. 또한, 불균화 공정의 에너지 요구량은, 종래 기술의 불균화 공정보다 낮다. 클로로실란 반응물과 촉매의 접촉이 상승 가스에 의해 방해받지 않기 때문에, 본 발명에 따른 칼럼에서 불균화 반응은 보다 효율적으로 진행되는 것으로 생각된다. 또한, 정류 분리는, 분리 영역과 반응 영역의 교대 배열에 의해보다 효율적으로 진행되는 것으로 보인다.
선호되는 실시예에서, 본 발명에 따른 칼럼은 칼럼 쉘 내에서 칼럼 축을 따라 2개 내지 12개의 반응 영역, 보다 바람직하게 4개 내지 7개의 반응 영역 및 특히 5개의 반응 영역을 포함한다. 최상부의 반응 영역은 2개의 분리 영역들 사이에 배열되고, 하나는 반응 영역위에 배열되고 한 개는 반응 영역 아래에서 배열되는 것이 선호된다.
선호되는 실시예에서, 본 발명의 칼럼은 칼럼 쉘 내에서 칼럼 축을 따라 3개 내지 13개의 분리 영역들을 포함하고, 더욱 바람직하게 4개 내지 8개의 분리 영역들을 포함하며 특히 6개의 분리 영역을 포함한다.
상기 반응 영역 각각은 한 개 이상의 가스 덕트, 선호적으로 튜브 형상의 가스 덕트를 포함하고, 상기 가스 덕트를 통해 가스 유동은 반응 영역 내에서 장애물 없이 촉매 층을(상향으로) 통과하는 것이 선호된다. 가스 덕트는 가스 덕트의 하측 단부 및 상측 단부에서 상승 가스를 위한 유입구 및 배출구를 가진다. 덕트위에서 분리 영역으로부터 상승 가스 유동을 위한 배출구 속으로 액체가 아래로 유동하는 것을 방지하기 위해 배리어(barrier)가 이용될 수 있다.
특히 선호되는 실시예에서, 상기 가스 덕트는 칼럼 축과 일치하는 축을 가진 튜브이다. 그러나, 칼럼 축 주위에 배열된 두 개 이상의 튜브들이 추가로 제공되거나 선택적으로 제공될 수도 있다.
선호되는 실시 예에서, 가스 덕트를 통해 상향 유동하는 가스를 위한 가스 분배기는, 반응 영역 위에서 분리 영역과 접촉하는 유동의 횡단면을 최대화하기 위해 배출구 위에 배열된다. 상기 가스 분배기는 상기 배리어의 기능을 수행할 수도 있다.
반응 영역속의 촉매 층은 칼럼 축 주위에서 링 형상의 배열, 특히 튜브 형상의 가스 덕트 주위에서 링 형상의 배열을 가지는 것이 선호된다. 이상적인 경우에, 촉매 층들은, 상기 튜브 형상의 가스 덕트 및 칼럼 쉘 사이의 공간을 완전히 충진한다. 칼럼 축 주위에서 두 개 이상의 튜브들이 배열을 형성할 때 상기 촉매 층들은 칼럼의 전체 횡단면을 가로 질러 연장되고 단지 촉매 층들을 통해 안내되는 튜브들에 의해 중단된다.
촉매 층은 촉매 층에서 일어나는 불균화 반응을 촉진시키는 촉매에 의해 적어도 부분적으로 채워진다. 촉매 유형 및 조성은, 서두에 설명한 종래기술을 참고할 수 있다.
선호되는 실시예에서, 촉매 층을 통해 안내된 액체 유동이 제어되어 저장(dammed)되는 수단을 포함한다. 상기 구성은, 촉매 층에 배열된 촉매가 이상적으로 실란(들)의 액체 혼합물에 의해 항상 둘러싸이기 때문에 중요하다.
촉매 층에 저장된 액체는 다양하게 하부의 분리 영역으로 전달될 수 있다. 가장 단순한 경우에 의하면, 배출 파이프는 촉매 층의 트레이에 배열될 수 있고, 액체가 하부의 분리 영역으로 배출될 수 있다. 그러나, 이 경우, 분리 영역으로부터 위쪽으로 유동하는 가스가 배출 튜브 속으로 들어가지 않도록 주의해야 한다. 이를 위해, 배출 파이프는 사이폰 형태 구조를 가질 수 있다.
본 발명의 칼럼은 각각의 반응 영역에 대해 분리 영역위에서 튜브 라인을 포함하고, 상기 튜브 라인에 의해 상기 반응 영역의 촉매 층으로부터 저장된 액체가 아래 분리 영역 속으로 전달될 수 있는 것이 더욱 선호된다.
다수의 경우들에서 상기 튜브 라인의 적어도 부분적인 섹션, 선택적으로 심지어 전체 튜브 라인이 칼럼 쉘 외측부에 배열되는 것이 선호될지라도, 상기 튜브 라인은 칼럼 쉘의 내측부 및 외측부에 형성될 수 있다.
선호되는 실시예에서, 상기 튜브 라인은 촉매 층의 트레이 영역에서 배출 파이프와 연결되고 배출파이프에 의해 상기 저장된 액체가 공급된다. 상기 배출 파이프가 반드시 상기 트레이 영역내에 배열될 필요는 없다. 그러나, 촉매 층을 통과하는 수직 유동이 유리한 것으로 고려되면, 배출 파이프가 상기 트레이 영역내에 배열되는 것이 선호된다. 또한, 불균화 반응과정 동안 형성된 저 비등점 성분은 상기 촉매 층의 트레이 영역내에 수집되는 것이 제안된다. 정확하게 상기 저 비등점 성분은 칼럼 내에서 아래로 전달되어야 한다.
특히 선호되는 실시예에 의하면, 상기 튜브 라인은 처음에 칼럼 헤드를 향해 상승하고 역 "U"자 형상의 아크 부분을 형성하기 위해서 방향을 변화시키고 분리 영역을 향해 (그리고 칼럼 섬프를 향해) 아래로 하강한다. 트레이 영역에 배출 파이프를 갖는 촉매 층과 함께, 상기 튜브 라인은 사이폰 형태의 장치를 형성한다. 상기 배열에서, 사이폰의 가장 낮은 지점 및 사이폰의 배출구는 각각 촉매 층의 트레이 및 아크에 의해 형성되는 것이 선호된다.
촉매 층 내부의 액체 레벨은 원호의 높이를 통해 제어될 수 있다. 따라서, 상기 튜브 라인 및 사이폰 형태의 장치는 촉매 층 내에서 액체 유동의 저장을 제어하기 위한 상기 수단의 바람직한 실시 예를 구성한다.
특히 선호되는 실시예에서, 튜브 라인은 연결 라인을 통해 촉매 층 상부의 칼럼 내부와 연통하고, 칼럼 내부로부터 액체가 공급되고, 특히 촉매 층 바로 위의 칼럼 내부와 연통하여 튜브 형상의 가스 덕트와 연통하며, 가스 유동은 촉매 층 단부(가스 공간)를 통과할 수 있다. 필요한 경우에, 상기 연결 라인을 통해 압력은 동일하게 되어 촉매 층이 빈 상태로 사이폰(syphoned) 흡인되는 것이 방지된다. 연결 라인이 구체적으로 수직으로 상측을 향해 아크 부분의 상측 단부로부터 떨어져 분기되는 것이 선호된다.
본 발명의 칼럼은, 반응 영역 아래에서 적어도 각각의 분리 영역을 위해 아래를 향하는 액체 유동을 위한 분배기(액체 분배기)를 포함하여 상기 분리 영역과 접촉하는 유동의 횡단면을 최대화하는 것이 선호된다. 상기 분배기들은 상기 분리 영역의 바로 위에 배열되는 것이 선호된다. 칼럼을 위한 액체 분배기들이 종래기술에 공지된다. 종래기술의 분배기들은 중앙 채널을 가지고 분배되어야 하는 액체가 상기 채낼 속으로 공급되고 다음에 중앙 채널에 대해 횡 방향으로 연장되고 상대적으로 작은 다수의 채널들이 상기 중앙 채널에 부착된다. 상기 분배기 채널들은 분배되어야 하는 액체가 방울 형태로 유출하는 유출 오리피스를 가진다.
선호되는 실시예에서, 상기 튜브 라인을 통해 액체 분배기는 위에 배열된 반응 영역의 촉매 층과 연통한다. 따라서, 상기 액체 분배기는, 액체 분배기 바로 위에 배열된 반응 영역의 촉매 층으로부터 액체를 공급받는 것이 선호된다.
원리적으로, 액체 유동을 배출 파이프를 통해 상기 촉매 층으로부터 반응 영역 아래에 배열된 분리 영역 속으로 안내하여 반응 영역 내에서 가스 유동과 액체 유동을 분리할 수도 있고, 상기 가스 유동은 상기 액체 유동 및 촉매 층으로부터 공간적으로 분리된 상태로 한 개 이상의 튜브라인들에 의해 촉매 층을 지나 위로 향해 안내된다. 따라서, 일부 선호되는 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 칼럼의 반응 영역은 하기 구성들 중 한 개 이상의 구성을 포함한다.
반응 영역 각각이 방출 라인을 포함하고, 방출 라인을 통해 액체 유동은 촉매 층으로부터 반응 영역아래에서 분리 영역 속으로 유동하는 구성,
상기 한 개 이상의 방출 라인은 선호적으로 배출 파이프 튜브, 특히 칼럼 축과 일치하는 축을 가진 배출 파이프 튜브인 구성,
상기 배출 파이프 튜브는 특정 반응 영역의 촉매 층에 의해 링 형상으로 둘러싸이는 구성,
상기 배출 파이프 튜브는, 내부 튜브, 외부 튜브, 및 내부 튜브의 외경과 외부 튜브의 내경에 의해 형성되는 원형 갭을 갖는 이중 튜브로서 구성되며, 외부 튜브는 상측 단부에서 밀봉되고 내부 튜브의 상측 단부는 개방되며 상기 원형 갭에 의해 상기 반응 영역의 촉매 층과 연통 연결되는 구성,
반응 영역들은 튜브 라인의 적어도 일부 섹션을 포함하고, 상기 튜브 라인에 의해 가스 유동은 상기 특정 반응 영역의 촉매 층을 지나 반응 영역위의 분리 영역 속으로 유도되고, 상기 튜브 라인의 적어도 일부 섹션은 칼럼 쉘 외부에 위치하는 구성.
상기 이중 튜브는 또한 사이폰 형태의 배열을 형성하기 위해 촉매 층과 결합한다. 바람직하게, 상기 배열에서, 사이폰의 가장 낮은 지점과 출구는 각각, 촉매층의 트레이 및 내부 튜브의 상단에 의해 형성된다.
상기 분리 영역은 접촉하는 가스 유동 및 액체 유동 사이의 질량 및 열 전달을 강화하기 위한 내부구조를 수용하는 것이 선호된다. 상기 내부구조는 구조화된 패킹을 포함한다. 알려진 것처럼, 여기서 중요한 것은, 일반적으로 얇고 주름구조 및/또는 천공구조를 가진 금속 판들 또는 금속 메쉬들이 규칙적으로 배열된 내부구조이다. 상기 패킹의 구조에 의해 압력에 대해 최소 저항을 가지며 가스상 및 액체 상 사이의 최적 전달이 보장된다.
상기 구조화된 패킹에 대해 추가하거나 대체하여, 본 발명을 따르는 칼럼의 분리 영역은 또한, 느슨한 덤프(loose dump) 형상을 가진 패킹 요소들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 공지된 패킹 요소들은 안장 형상 또는 구 형상을 가진 라시그(raschig) 링 또는 패킹 요소들을 포함한다. 분리 영역에 배열되는 구조화된 패킹을 대체하여 예는 체(sieve), 버블 캡(bubble cap) 및 밸브 트레이를 포함한다.
일반적으로 본 발명에 따른 칼럼의 칼럼 섬프에 가열 요소가 제공된다. 상기 가열 요소는 칼럼의 일체 부분이거나 외부 가열 요소의 형태를 가질 수 있고, 외부 가열 요소인 경우에 클로로실란이 칼럼 섬프에서 가열 요소로 이송되고 가열 요소로부터 순환에 의해 칼럼 섬프로 이송되는 것이 선호된다.
선택적으로 본 발명의 칼럼은 칼럼 헤드내에 배열되거나 칼럼 헤드와 연결된 냉각 요소를 포함한다. 상기 냉각 요소는 예를 들어, 응축기 형태를 가질 수 있다.
완전하 이해를 위해 추가로 설명하면, 본 발명을 따르는 칼럼은 물론 불균화되어야 하는 클로로실란 또는 클로로실란 혼합물을 위한 적어도 한 개의 유입구 및 불균화 반응 과정 동안 형성된 테트라클로로실란을 위한 적어도 한 개의 배출구, 상기 칼럼 헤드 영역에 배열되는 것이 선호되고 불균화 반응 과정 동안 형성된 모노실란을 위한 적어도 한 개의 배출구를 포함한다.
본 발명을 따르는 모노실란의 생산 플랜트는 본 발명을 따르는 칼럼을 포함하고 선택적으로, 상기 칼럼의 하류위치에 배열된 응축기 및/또는 상기 칼럼의 하류 위치에 배열된 정류 유닛 또는 하류 위치의 응축기 및 정류 유닛을 포함한다.
특히 본 발명에 따른 칼럼의 헤드에 냉각 요소가 제공되지 않거나 칼럼 헤드에 냉각 요소가 일체 구조로 제공되지 않는 경우에 응축기가 제공될 수 있다. 이 경우, 모노실란보다 높은 비등점을 갖는 성분이 가능한 효율적으로 분리될 수 있도록 응축기를 칼럼의 하류 단부에서 칼럼에 연결하는 것이 유리할 수 있다.
모노실란의 순도가 모노실란을 분해하여 회수된 실리콘의 품질에 직접적인 영향을 미치기 때문에, 불균화 반응으로부터 회수된 모노실란은 정류에 의해 후 처리되는 것이 매우 일반적이다. 이를 위해 상기 정류 유닛이 이용된다.
본 발명의 칼럼과 같이, 구해진 실란을 동시에 정류 분리하고 클로로실란을 모노실란과 테트라클로로실란으로 불균화하기 위해 본 발명의 공정이 이용된다. 본 발명의 공정은 필수적으로 하기 특징들을 가진다.
불균화 반응을 위한 반응 영역 및 정류 분리를 위한 분리 영역이 칼럼 축을 따라 교대 배열을 형성하는 칼럼 내에서 상기 공정이 수행되고,
상기 반응 영역 내부의 촉매 층은 불균화 반응을 촉매화하는 촉매로 충진되며,
상기 촉매 층 내에서, 촉매에 의해 클로로실란은 칼럼 내에서 상승 가스 유동을 형성하는 저 비등점 실란으로 불균화되고 상기 칼럼 내에서 아래를 향하는 액체 유동을 형성하는 고 비등점 실란으로 불균화되고,
가스 유동과 액체 유동이 분리 영역에서 만나도록 가스 유동과 액체 유동이 칼럼을 통해 유도되며, 반응 영역 내에서 액체 유동은 촉매 층을 통해 아래로 유도되고, 가스 유동은 액체 유동으로부터 공간적으로 분리되어 상측을 향해 상기 촉매 층을 통과한다.
본 발명의 공정이 수행되는 상기 칼럼은 본 발명을 따르는 상기 칼럼의 실시예인 것이 선호된다.
이용된 칼럼은 상기 칼럼 섬프에 대해 제공된 상기 가열요소에 의해 가열되는 것이 선호된다. 촉매 층 내부의 온도는 10℃ 내지 200℃, 선호적으로 20℃ 내지 150℃, 특히 30℃ 내지 120℃ 사이의 온도로 조정되는 것이 선호된다. 이 경우, 상대적으로 높은 온도가 가장 낮은 반응 영역 내에서 구해지는 것이 선호되고, 각 경우 상대적으로 낮은 온도가 가장 높은 반응 영역 내에서 구해지는 것이 선호된다. 상기 칼럼 내부의 압력이 1 바(bar) 내지 32 바, 선호적으로 1.5 바(g) 내지 15 바(g), 특히 2바(g) 내지 5바(g)의 값으로 설정된다.
상기 본 발명의 또 다른 특징과 장점들이 선호되는 실시예에 관한 도면들로부터 이해된다.
도 1은, 본 발명을 따르는 칼럼의 선호되는 실시예를 개략적으로 도시한 종 방향 단면도.
도 2는, 본 발명을 따르는 칼럼의 반응 영역의 실시예를 개략적으로 도시한 도면.
도 3은, 반응 영역의 또 다른 실시예가 개략적인 형태로 도시된 종 방향 단면.
도 4는, 본 발명을 따르는 칼럼의 종 방향 단면도.
도 5는 본 발명을 따르는 플랜트의 실시 예를 위한 흐름도.
도 1은, 본 발명을 따르는 칼럼(100)의 선호되는 실시예를 개략적으로 도시한 종 방향 단면도이다.
상기 칼럼(100)은 칼럼 헤드(101), 가열 요소(116)에 의해 가열될 수 있는 칼럼 섬프(102), 및 칼럼 쉘(103)을 포함한다. 상기 칼럼 쉘(103) 내에서(파선으로 표시된) 칼럼 축(104)을 따라 모두 네 개의 반응 영역(105a 내지 105d)들 및 5개의 분리 영역(106a 내지 106e)들이 서로 아래위에서 교대로 배열된다. 반응 영역(105c) 및 분리 영역(106c)을 포함한 칼럼(100)의 세부구조가 확대되어 도시된다.
분리 영역(106a 내지 106e)은, 칼럼 내에서 액체와 기체상태들 사이의 질량 및 열 전달을 최적화하기 위해 구조화된 패킹(structured packings)을 포함한다. 각각의 반응 영역(105a 내지 105d)에서, 칼럼 축(104)과 일치하게 배열된 중앙 튜브(108a 내지 108d) 주위에 링 형상의 촉매 층(catalyst bed)(107a 내지 107d)이 배열된다. 튜브(108a 내지 108d)들은, 칼럼 내에서 공간적으로 분리된 촉매층(107a 내지 107d)들을 지나 상측을 향하는 가스 유동을 형성한다. 튜브들의 상측 단부들에서 튜브(108a 내지 108d)는 각각 상승 가스를 위한 배출구를 포함한다.
상기 배출구 위에서, 가스 분배기(109a 내지 109d)는 특히 상기 분리 영역(106a 내지 106e)과 접촉하는 유동의 단면을 최대화하기 위해 전체 칼럼 단면을 가로 지르는 상승 가스를 가능한 한 균일하게 분배한다. 동일한 이유로 분리 영역(106a 내지 106d) 위에서 칼럼 내에서 하향 유동하는 액체를 위한 분배기(110a 내지 110d)가 제공된다.
상기 액체 분배기(110a 내지 110d)는 실란의 액체 혼합물이 저장된(dammed) 촉매 베드(107a 내지 107d)로부터 공급된다. 촉매 층(107a 내지 107d)의 트레이 영역은 각각, 파이프(111a 내지 111d)에서 끝나는 배출파이프를 포함하고, 상기 파이프는 칼럼 쉘(103)을 통해 외부로 유도된다. 칼럼 쉘(103)의 외측에서 파이프(111a 내지 111d)는 각각 칼럼 헤드(101)를 향해 수직 상향으로 역 "U"자 형상의 아크부분(117)까지 연장되고 다음에 상기 파이프들은 수직 아래로 하강한다. 반응 영역(105a 내지 105d) 아래 및 상기 액체 분배기(110a 내지 110d) 위에서, 상기 파이프들은 칼럼 쉘(103)을 통해 칼럼(100) 속으로 되돌아가며 파이프들은 액체 분배기(110a 내지 110d)에 액체 클로로실란을 공급한다.
클로로실란은, 바람직하게 각 경우 모든 반응 영역위에 배열되고 모든 분리 영역 위에 배열되는(불균화되는 클로로실란 또는 클로로실란 혼합물을 위한 공급 위치의 예로서) 전용 충전 스터브(stub)를 통해 칼럼(100)으로 공급될 수 있다. 반응 영역(105c) 및 분리 영역(106c)을 가진 확대된 세부구조에서 상기 충전 스터브(121,122)가 예를 들어 도시된다.
불균화 반응의 과정에서 형성된 모노실란을 위한 배출구(123)가 칼럼 헤드의 상측 단부에 위치한다. 칼럼 섬프의 바닥에 불균화 반응의 과정에서 형성된 테트라클로로실란을 위한 배출구(124)가 위치한다.
도 2는, 본 발명을 따르는 칼럼의 반응 영역(205)의 실시예를 개략적으로 도시하고, 칼럼속의 가스 유동은 액체 유동으로부터 공간적으로 분리되어 촉매층(207)을 지나 유도된다.
이를 위해, 칼럼은 촉매 층(207)에 의해 링(ring) 형상으로 둘러싸는 중심 튜브(208)를 포함한다. 가스 유동은 상기 중심 튜브(208)를 통해 촉매 층(207)을 지나 위쪽으로 유도된다. 대조적으로, 촉매 층(207)에서 수집되는 액체는 칼럼 쉘(203) 외부에서 튜브 라인(211)을 통해 반응 영역(205)으로부터 분리된다. 상기 튜브 라인(211)은 상기 촉매 층(207)의 트레이 바로 위 지점에서 칼럼 쉘(203)을 통과하고 다음에 역 "U"자 형상을 가진 아크 부분까지 초기에 급하게 상승하며 다음에 수직으로 떨어진다. 반응 영역(205) 아래에서, 상기 튜브 라인은 칼럼 쉘(203)을 통해 칼럼 속으로 다시 안내된다.
반응 영역의 또 다른 실시예가 도 3에서(종 방향 단면의) 개략적인 형태로 도시된다.
가스 유동은 칼럼 쉘(303) 외부에서 섹션 방향으로 배열된 튜브(311)에 의해 반응 영역(305)의 촉매 층(307)을 지나게 된다. 대조적으로, 촉매 층(307)으로부터 이동한 액체가, 칼럼 내에서 중심에 배열된 배출 파이프 튜브(308)를 통해 아래로 분리된다.
배출 파이프(308)는, 내부 튜브(318), 외부 튜브(319), 및 내부 튜브의 외경과 외부 튜브의 내경에 의해 형성되는 원형 갭(320)을 갖는 이중 튜브로서 구성되며, 외부 튜브(319)는 상측 단부에서 밀봉되고 내부 튜브(318)의 상측 단부는 개방되며 상기 원형 갭(320)에 의해 상기 반응 영역(305)의 촉매 층(307)과 연통 연결된다. 촉매 층(307)의 액체 레벨이 튜브(318)로 진입하는 지점보다 높을 때, 압력 균등화가 발생하고 상기 원형 갭(320)을 통해 액체는 튜브(318) 속으로 가압되고 하향 방향으로 유동한다.
본 발명을 따르는 칼럼의 종 방향 단면도가 도 4에 부분적으로 도시된다.
도면을 참고할 때 반응 영역(405) 및 반응영역의 위아래에 각각 배열된 분리 영역(406a,406b)의 부분들이 도시된다. 반응 영역(405)은, 튜브(408)주위에 배열된 고리형상 촉매 층(407)을 수용한다. 액체는 접근 점(413)을 통해 촉매 층(407)으로 공급될 수 있고, 반대로 액체는 촉매 층(407)으로부터 동일하게 제거될 수 있다. 밀폐 가능한 개구부(414,415)들이 도시되고 촉매 층(404)을 촉매로 채우거나 칼럼으로부터 촉매를 제거한다.
튜브(408)는, 칼럼 내부에서 상향 가스 유동을 공간적으로 분리되어 촉매 층(407)을 지나도록 유도한다. 상기 튜브의 상단부에서 튜브(408)는 상승하는 가스를 위한 배출구를 포함한다. 특히 분리 영역(406b)과 접촉하는 유동의 단면을 최대화하기 위해 전체 칼럼 단면을 가로지르는 상승 가스를 가능한 한 균일하게 분배하는 가스 분배기(409)가 상기 배출구위에 위치한다. 동일한 이유로 칼럼 내에서 액체를 아래쪽으로 유동시키는 분배기(410)가 분리 영역(406a)위에 위치한다.
액체 분배기(410)는 실란의 액체 혼합물이 저장된(dammed) 촉매 층(407)으로부터 공급된다. 촉매 층(407)을 횡 방향으로 한정하고 튜브 라인(411)에서 직접 끝나는 칼럼 쉘(403)을 통해 안내되는 배출 파이프 튜브(412)가 촉매 층(407)의 트레이 영역내에 위치한다. 상기 구성은 처음에(도면에 도시되지 않는) 칼럼 헤드를 향해 수직으로 상측을 향해 안내되고 다음에 역 "U"자 형상의 아크를 형성하며 다음에 아래쪽을 향해 수직으로 내려간다. 반응 영역(405) 아래 및 상기 액체 분배기(410) 위에서, 튜브 라인(411)은 칼럼 쉘(403)을 통해 칼럼 내로 유도되고 액체 분배기(410)에 대해 액체 클로로실란을 공급한다.
상기 아크의 상측 단부에서 연결 라인(425)은 분기되고 촉매 층(407) 위에서 가스 공간(426)에 튜브 라인(411)을 연결하기 위해 이용될 수 있다. 필요한 경우에, 연결 라인(425)을 통해 동일하게 되어 촉매 층(407)이 빈 상태로 사이폰(syphoned) 흡인되는 것이 방지된다.
도 5는 본 발명을 따르는 플랜트의 실시 예를 위한 흐름도를 도시한다. 상기 플랜트는 예를 들어, 도 1에 도시된 칼럼과 같이 본 발명에 따라 구성된 클로로실란의 불균화를 위한 칼럼(500)을 포함한다. 상기 칼럼(500)은 라인(552)을 통해 증류 또는 정류 플랜트(550)의 상류 단계에서 정제된 트리클로로실란을 공급받는다.트리클로로실란은 칼럼 섬프에서 구해지며, 저 비등점 불순물은 라인(553)을 통해 배출된다.
칼럼(500)은 칼럼 쉘(503)을 포함하며, 칼럼 쉘(503) 내에서 복수의 반응 영역 및 분리 영역이 교대 배열을 형성한다. 칼럼 섬프(502)는 가열 요소(516)에 의해 간접적으로 가열된다. 이를 위해, 액체는 펌프를 통해 칼럼 섬프로부터 가열 요소 속으로 재순화되고 다시 칼럼 섬프 속으로 재순환된다. 일반적으로, 테트라클로로실란 및 트리클로로실란의 혼합물은 상기 칼럼 섬프내에 형성된다. 상기 혼합물의 일부분은 라인(571)을 통해 증류 또는 정류 플랜트(570)로 규칙적인 간격으로 전달되거나 연속적으로 전달된다. 상기 증류 또는 정류 플랜트에서 사염화 규소(silicon tetrachloride) 및 트리클로로실란이 분리된다. 생성된 사염화 규소는 칼럼 섬프에서 제거된다. 대조적으로, 트리클로로실란은 라인(572)을 통해 불균화 칼럼(500)으로 다시 공급된다.
칼럼(500) 내에서 형성된 모노실란 - 함유 반응 혼합물은, 라인(523)을 통해 칼럼 헤드로부터 제거된다. 비말(entrained)상태인 클로로실란의 일차 제거가 응축기(560)에 의해 수행된다. 제거된 클로로실란이 라인(561)을 통해 칼럼(500) 속으로 재순환될 수 있다. 상기 라인(561)에 의해 응축기(560)에 연결된 증류 또는 정류 플랜트(580)에서 추가 정화가 수행될 수 있다. 모노실란 및 비말상태의 클로로실란은 플랜트(580)에서 분리된다. 모노실란은 라인(582)을 통해 칼럼 헤드로부터 제거된다. 제거된 클로로실란은 추가로 불균화하기 위해 라인(581)을 통해 칼럼(550)으로 귀환할 수 있다.
100......칼럼,
101......칼럼 헤드,
116......가열 요소,
102......칼럼 섬프,
103......칼럼 쉘,
104......칼럼 축.

Claims (16)

  1. 구해진 실란을 동시에 정류 분리하고 클로로실란을 모노실란과 테트라클로로실란으로 (연속) 불균화하기 위한 칼럼으로서,
    상기 칼럼은 칼럼 헤드, 칼럼 섬프(column sump) 및 칼럼 헤드와 칼럼 섬프 사이에 배열된 튜브형 칼럼 쉘을 포함하고,
    상기 칼럼은, 칼럼 쉘 내에서 칼럼 축을 따라, 서로 아래위에 배열된 두 개 이상의 반응 영역들을 포함하고, 상기 반응 영역은 촉매 층을 포함하며, 상기 촉매 층 내에서 클로로실란은 칼럼 내에서 상승 가스 유동을 형성하는 저 비등점 실란으로 불균화되고 (응축 후에는) 상기 칼럼 내에서 아래를 향하는 액체 유동을 형성하는 (상대적으로) 고 비등점 실란으로 불균화되며,
    상기 칼럼은, 칼럼 쉘 내에서 칼럼 축을 따라, 정류 분리를 위한 두 개 이상의 분리 영역을 포함하며,
    반응 영역과 분리 영역은 칼럼 축을 따라 교대로 배열되고,
    분리 영역은 가스 유동과 액체 유동이 분리 영역에서 만나도록 구성되며,
    반응 영역은, 아래를 향하는 액체 유동이 촉매 층을 통해 안내되고 상측을 향하는 가스 유동이 액체 유동으로부터 공간적으로 분리되어 촉매 층을 통과하도록 구성되며,
    상기 칼럼은 촉매 층을 통해 안내된 액체 유동이 촉매 층 내에서 제어되어 저장되는 수단을 포함하고,
    배출 파이프가 촉매 층의 트레이에 배열될 수 있으며, 배출 파이프를 통해 액체가 하부의 분리 영역으로 배출될 수 있거나, 상기 칼럼은 반응 영역에 대해 분리 영역 위에서 튜브 라인을 포함하고, 상기 튜브 라인은 촉매 층의 트레이 영역에서 배출 파이프와 연결되며, 촉매 층에 저장된 액체가 상기 튜브 라인을 통해 하부의 분리 영역으로 전달되는, 것을 특징으로 하는 칼럼.
  2. 제1항에 있어서, 상기 반응 영역 각각은 한 개이상의 가스 덕트 선호적으로 튜브 형상의 가스 덕트를 포함하고, 상기 가스 덕트를 통해 가스 유동은 반응 영역내에서 장애물 없이 촉매 층을(상향으로) 통과하는 것을 특징으로 하는 칼럼.
  3. 제2항에 있어서, 상기 가스 덕트는 칼럼 축과 일치하는 축을 가진 튜브인 것을 특징으로 하는 칼럼.
  4. 제1항에 있어서, 반응 영역 속의 촉매 층은 칼럼 축 주위에서 링 형상의 배열을 가지는 것을 특징으로 하는 칼럼.
  5. 제1항에 있어서, 튜브 라인의 적어도 일부 섹션은 칼럼 쉘 외측에 배열되는 것을 특징으로 하는 칼럼.
  6. 제1항에 있어서, 튜브 라인은 역 "U"자 형상의 아크 부분을 형성하기 위해서 칼럼 헤드를 향해 상승하고 분리 영역을 향해 아래로 하강하는 것을 특징으로 하는 칼럼.
  7. 제1항에 있어서, 상기 칼럼은, 반응 영역 아래에서 각각의 분리 영역에 대해, 분리 영역과 접촉하는 유동의 횡단면을 최대화하기 위하여 아래를 향하는 액체 유동을 위한 분배기(액체 분배기)를 포함하는 것을 특징으로 하는 칼럼.
  8. 제7항에 있어서, 액체 분배기는, 칼럼 쉘 외측에 위치된 튜브 라인의 적어도 일부 섹션에서, 반응 영역의 튜브 라인과 연통하는 것을 특징으로 하는 칼럼.
  9. 제1항에 있어서,
    두 개 이상의 반응 영역들은 각각 방출 라인을 포함하고, 상기 방출 라인을 통해 액체 유동은 촉매 층으로부터 반응 영역 아래에서 분리 영역 속으로 유동하며,
    상기 방출 라인은 선호적으로 배출 파이프 튜브이고,
    상기 배출 파이프 튜브는 특정 반응 영역의 촉매 층에 의해 링 형상으로 둘러싸이며,
    상기 배출 파이프 튜브는, 내부 튜브, 외부 튜브, 및 상기 내부 튜브의 외경과 상기 외부 튜브의 내경에 의해 형성되는 원형 갭을 갖는 이중 튜브로서 구성되며, 여기서 외부 튜브는 상측 단부에서 밀봉되고 내부 튜브의 상측 단부는 개방되며 상기 원형 갭에 의해 특정 반응 영역의 촉매 층과 연통 연결되고,
    반응 영역들은 가스 유동이 특정 반응 영역의 촉매 층을 지나 반응 영역 위의 분리 영역 속으로 유도될 수 있는 튜브 라인을 포함하며, 상기 튜브 라인의 적어도 일부 섹션이 칼럼 쉘 외측에 위치하는 것을 특징으로 하는 칼럼.
  10. 제1항에 있어서, 분리 영역은 서로 만나는 가스 유동과 액체 유동 사이의 질량 및 열 전달을 강화하기 위한 내부구조를 수용하는 것을 특징으로 하는 칼럼.
  11. 제1항에 있어서,
    칼럼 섬프에 제공된 가열 요소,
    칼럼 헤드 내에 배열되거나 칼럼 헤드에 연결된 냉각 요소,
    불균화되는 클로로실란 또는 클로로실란 혼합물을 위한 유입구,
    칼럼 헤드 영역에 배열되고 불균화 반응 과정 동안 형성된 모노실란을 위한 배출구 및,
    불균화 반응 과정 동안 형성된 테트라클로로실란을 위한 배출구들 중 한 개 이상을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 칼럼.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항을 따르는 칼럼을 포함하고 상기 칼럼의 하류 위치에 배열된 응축기 및/또는 상기 칼럼의 하류 위치에 배열된 정류 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 모노실란의 생산 플랜트.
  13. 구해진 실란을 동시에 정류 분리하고 클로로실란을 모노실란과 테트라클로로실란으로 불균화하기 위한 공정으로서,
    상기 공정은, 칼럼 축을 따라, 불균화 반응을 위한 반응 영역 및 정류 분리를 위한 분리 영역이 교대 배열을 형성하는 칼럼 내에서 수행되고,
    반응 영역 내부의 촉매 층이 불균화 반응을 촉매화하는 촉매로 충진되며,
    반응 영역 내에서, 촉매에 의해, 클로로실란은 칼럼 내에서 상승 가스 유동을 형성하는 저 비등점 실란으로 불균화되고 (응축 후에는) 칼럼 내에서 아래를 향하는 액체 유동을 형성하는 (상대적으로) 고 비등점 실란으로 불균화되며,
    가스 유동과 액체 유동은 분리 영역에서 만나도록 칼럼을 통해 유도되며, 반응 영역 내에서, 액체 유동은 촉매 층을 통해 아래로 유도되고, 가스 유동은 액체 유동으로부터 공간적으로 분리되어 상측을 향해 촉매 층을 통과하며,
    여기서, 칼럼은 촉매 층을 통해 안내된 액체 유동이 촉매 층 내에서 제어되어 저장되는 수단을 포함하고,
    배출 파이프가 촉매 층의 트레이에 배열될 수 있으며, 배출 파이프를 통해 액체가 하부의 분리 영역으로 배출될 수 있거나, 칼럼은 반응 영역에 대해 분리 영역 위에서 튜브 라인을 포함하고, 상기 튜브 라인은 촉매 층의 트레이 영역에서 배출 파이프와 연결되며, 촉매 층에 저장된 액체가 상기 튜브 라인을 통해 하부의 분리 영역으로 전달되는, 것을 특징으로 하는 공정.
  14. 제13항에 있어서, 불균화 반응은, 칼럼 내에서,
    반응 영역의 온도가 10℃ 내지 200℃의 온도로 설정되고,
    칼럼 내부의 압력이 1 바(bar) 내지 32바의 값으로의 설정에 따라 수행되는 것을 특징으로 하는 공정.
  15. 삭제
  16. 삭제
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