NO133321B - - Google Patents
Download PDFInfo
- Publication number
- NO133321B NO133321B NO3221/72A NO322172A NO133321B NO 133321 B NO133321 B NO 133321B NO 3221/72 A NO3221/72 A NO 3221/72A NO 322172 A NO322172 A NO 322172A NO 133321 B NO133321 B NO 133321B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- chlorosilane
- liquid
- separator
- chloride
- gas
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 27
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 20
- VXEGSRKPIUDPQT-UHFFFAOYSA-N 4-[4-(4-methoxyphenyl)piperazin-1-yl]aniline Chemical compound C1=CC(OC)=CC=C1N1CCN(C=2C=CC(N)=CC=2)CC1 VXEGSRKPIUDPQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 239000005049 silicon tetrachloride Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 8
- MROCJMGDEKINLD-UHFFFAOYSA-N dichlorosilane Chemical compound Cl[SiH2]Cl MROCJMGDEKINLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- YPFNIPKMNMDDDB-UHFFFAOYSA-K 2-[2-[bis(carboxylatomethyl)amino]ethyl-(2-hydroxyethyl)amino]acetate;iron(3+) Chemical compound [Fe+3].OCCN(CC([O-])=O)CCN(CC([O-])=O)CC([O-])=O YPFNIPKMNMDDDB-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims abstract description 4
- PPDADIYYMSXQJK-UHFFFAOYSA-N trichlorosilicon Chemical compound Cl[Si](Cl)Cl PPDADIYYMSXQJK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 239000005046 Chlorosilane Substances 0.000 claims description 47
- KOPOQZFJUQMUML-UHFFFAOYSA-N chlorosilane Chemical compound Cl[SiH3] KOPOQZFJUQMUML-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 47
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 32
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 24
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 24
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J titanium tetrachloride Chemical compound Cl[Ti](Cl)(Cl)Cl XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims description 19
- 229910000519 Ferrosilicon Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 13
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 claims description 12
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 claims description 8
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 claims description 8
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 8
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 claims description 7
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 7
- 239000013049 sediment Substances 0.000 claims description 7
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims description 6
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 6
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 5
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims description 5
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 5
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 5
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 claims description 5
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 5
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 4
- 230000002140 halogenating effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 3
- JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N phencyclidine Chemical class C1CCCCN1C1(C=2C=CC=CC=2)CCCCC1 JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 claims description 3
- 230000008022 sublimation Effects 0.000 claims description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 2
- 239000003039 volatile agent Substances 0.000 claims 1
- VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K aluminium trichloride Chemical compound Cl[Al](Cl)Cl VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 26
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 8
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 7
- FBAFATDZDUQKNH-UHFFFAOYSA-M iron chloride Chemical compound [Cl-].[Fe] FBAFATDZDUQKNH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 7
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 4
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 4
- 229910005347 FeSi Inorganic materials 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 3
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 3
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012320 chlorinating reagent Substances 0.000 description 2
- 238000005660 chlorination reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004508 fractional distillation Methods 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 2
- ZDHXKXAHOVTTAH-UHFFFAOYSA-N trichlorosilane Chemical compound Cl[SiH](Cl)Cl ZDHXKXAHOVTTAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005052 trichlorosilane Substances 0.000 description 2
- 229910003818 SiH2Cl2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010062 TiCl3 Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 1
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- -1 compound sodium aluminum chloride Chemical class 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000010411 cooking Methods 0.000 description 1
- 239000000112 cooling gas Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 230000029142 excretion Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 1
- 238000007038 hydrochlorination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 159000000014 iron salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 150000003377 silicon compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- YONPGGFAJWQGJC-UHFFFAOYSA-K titanium(iii) chloride Chemical compound Cl[Ti](Cl)Cl YONPGGFAJWQGJC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
- C01B33/08—Compounds containing halogen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
- C01B33/04—Hydrides of silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
- C01B33/08—Compounds containing halogen
- C01B33/107—Halogenated silanes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
Abstract
Fremgangsmåte til fremstilling av jern-, aluminium- og titanfritt silisiumtetraklorid resp. en blanding av silisiumtetraklorid og silikokloroform samt eventuelt diklorsilan.
Description
Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte til fremstilling av jern-, aluminium- og titanfritt silisiumtetra-
klorid resp. en blanding av silisiumtetraklorid og siliko-
kloroform, samt eventuelt diklorsilan, i det følgende kort kalt klorsilaner, ved en kontinuerlig omsetning av stykket ferrosilisium med klor resp. klorhydrogen i en lukket reaktor,
som i sin nedre del har et opplager for ferrosilisium samt har halogeneringsmiddeltilførsel og i sin øvre del har en ferro-silisiumtilførsel og reaksjonsgassuttak.
Handelsvanlig ferrosilisium inneholder normalt
ved siden av 89 til 91 vekt% silisium og 6 til 7 vekt% jern,
dessuten 2 til 3 vekt% aluminium og inntil ca. 0,03 vekt%
titan. Ved dets klorering med klor eller klorhydrogen oppstår derfor ved siden av SiCl^ resp. en SiCl^/SiHCl-j/Si^C^-
blanding flyktige klorider av nevnte metaller, som i fremgangs-
måten forstyrrer og forurenser sluttproduktet.
En hittil vanlig fremgangsmåte til fremstilling
av tilsvarende halogensilaner foreskrev å utsublimere jern-
kloridet ved avkjøling av reaksjonsgassen i en til reaktoren etterkoblet varmeutveksler, som faststoff og å utskille i sykloner. Det fra syklonen uttredende gassformede reaksjons-
produkt ble deretter ført til adskillelse av det dannede aluminiumklorid i form av kompleksforbindelsen Na_/ A1C1^_/ over et med NaCl beskikket reaksjonstårn.
Denne arbeidsmåte førte til tilfredsstillende resultater, såvidt reaksjonsgassens strømningshastighet ikke oversteg midlere verdier og flyvestøvutskillelsen i syklonen funksjonerte uklanderlig. Ved høyere strømningshastigheter viser det seg imidlertid at varmeutvekslere og salttårn måtte overdimensjoneres for å forbedre fjerning av jernklorid og aluminiumklorid. En ytterligere vanskelighet lå i at det ved denne fremgangsmåteføring var uunngåelig at ved lengere drift av salttårnet, ble overflaten av kokesaltet belagt ved fra reaktoren meddrevne faststoffpartikler, fortrinnsvis ferrosilisium og jernklorid, hvorved reaktiviteten overfor aluminiumklorid gikk ned. Som følge herav opptrådte det i til salttårnet etterkoblede apparatdeler ofte tilstopninger ved utsublimering av aluminiumklorid, som følsomt forstyrret anleggets drift. Videre måtte det overfor aluminiumklorid i omtrent ti ganger mindre mengde i reaksjonsgassen inneholdte TiCl^ adskilles ved fraksjonert destillasjon av det samlede i fremgangsmåten fremstilte klorsilan.
Endelig er det forsøkt å forsinke unnvikning av sublimerbare jernsalter fra reaktoren ved at man senket den vanligvis rundt 700°C liggende gassuttredelsestemperatur av reaktoren, idet man til det i reaktoren innstrømmende kloreringsmiddel tilblandet gassformet fra fremgangsmåten stammende klorsilan/hydrogen-blanding. Den returgassmengde som er nød-vendig for oppnåelse av en tilstrekkelig temperatursenkning, måtte dessuten utgjøre en betraktelig del av det i fremgangsmåten frembragte klorsilan, hvilket, bortsett fra betraktelige forstyrrelsestendenser førte til ennå større dimensjonering av de enkelte apparater.
Til grunn for oppfinnelsen lå derfor den oppgave
å tilveiebringe en fremgangsmåte for fremstilling av klorsilaner SiCl^, SiHCl-j og SiH2Cl2 ved klorering eller hydro-klorering av ferrosilisium, hvor adskillelsen av jern-, aluminium-og titanklorid fra de dannede halogensilaner lar seg oppnå mest mulig fullstendig.
Oppfinnelsen vedrører altså en fremgangsmåte til fremstilling av jern-, aluminium- og titanfritt silisiumtetraklorid resp. en blanding av silisiumtetraklorid og silikokloroform samt eventuelt diklorsilan ved kontinuerlig omsetning av stykkformet ferrosilisium med klor resp. klorhydrogen i en lukket reaktor, som i sin nedre del har en pålagringsrist for ferrosilisium samt halogeneringsmiddeltilførsel og ved sin øvre del har en ferrosilisiumtilførsel og reaksjonsgassuttak, idet fremgangsmåten er karakterisert ved at man holder temperaturen i reaktorens topprom ved innsprøytning av flytende klorsilan under jernkloridets sublimasjonstemperatur og tilfører reaksjonsgassen over sykloner, til en med flytende klorsilan drevet vasker, fortrinnsvis en venturivasker, innfører den fra denne uttredende blanding av gass, væske og faststoff umiddelbart i en med flytende klorsilan beskikket utskiller for væske og faststo-f, fører den adskilte gass gjennom en med rent klorsilan drevet vaskekolonne og deretter utkonden-
serer rent klorsilan.
Ved tilblanding av dampformet, overopphetet klorsilandamp til halogeneringsmidlet før inntreden i reaktoren-
bevirkes ved dets kjølevirkning en beskyttelse av pålagrings-
risten for ferrosilisium. Dessuten opptrer det ved adiabatisk drift av reaktoren ingen nedsmeltning av ferrosilisium.
Ved innsprøytning av flytende reaksjonsprodukt i reaktorens topprom (Quenchen) holdes altså temperaturen i gass-
fasen under 6J2°C, fortrinnsvis mellom ^00 - 500°C. Derved opp-
nås at jernkloridet er tilblandet- reaksjonsgassen i fast, ut-
skillbar form og f.eks. kan adskilles i etterkoblede sentrifu-gal separat orer .
Best benyttes for de to nevnte kjøleformål tilbake-
ført klorsilan, fortrinnsvis allerede renset klorsilan.
Aluminiumklorid og titantetraklorid utkondenseres
ved siden av mindre mengder i jernkloridet og PeSi- resp. aske-flyvestøv i den med flytende halogensilan drevede vasker ved avkjøling av gassblandingen til ca. 56°C. En spesielt virk-
som utvaskning av de to forstyrrende forurensninger oppnås når man som vasker anvender en venturivasker som mates med flytende klorsilan. Venturivaskeren står hensiktsmessig umiddelbart i forbindelse med utskilleren for væske og faststoff.
Det har vist seg hensiktsmessig som utskiller å
velge et kar, som ved siden av en konisk sump har et sideveis anordnet, omtrent i halv høyde endende dypperør, som med sin øvre åpning er forbundet med venturivaskerens uttak og under nevnte åpning har en gassuttreden. Fortrinnsvis innstiller man i utskilleren det flytende klorsilan på et konstant nivå som ligger under gassutskillelsesområdet. Dette betyr at klorsilan-speilet holdes under nevnte uttredelsesåpning, men over den nedre munning av dypperører, idet man til venturivaskeren har flytende klorsilan fra utskilleren, fortrinnsvis utskillersumpen og dermed recyklerer det til vasking anvendte flytende klorsilan.
Det med dypperørets gassuttreden i forbindelse stående toppdel av utskilleren står i forbindelse med en vaskekolonne, hvorigjennom tilbakeført renklorsilan kan føres i mot-strøm. Mens altså hoveddelen av aluminiumklorid og titantetraklorid utfelles i utskilleren fast resp. i flytende form og AICI3 ansamler seg som faststoff i utskillersumpen foregår i vaskekolonnen en finrensning av gassformet klorsilanprodukt, hovedsakelig av titan(IV)-klorid. Det rensede klorsilan føres deretter gjennom en kjølekjede og kondenseres. Kondensasjonen av SiCl^ resp. SiCl^/SiHCl^/Si<H>gC^-blanding foregår hensiktsmessig i tre trinn, nemlig ved 25°C, -20°C og -70°C. Ved omset-ningen av ferrosilisium med klorhydrogen som biprodukt dannet hydrogen fjernes ved enden av kjølelengden og kan etter en vasking med vann og en etterfølgende vasking med natronlut ut-nyttes. Det kondenserte reaksjonsprodukt samles således i et pumpeforlag. Dette står eventuelt over en ledning i forbindelse med en i reaktorens topprom anordnet forstøvningsdyse. Hvis det er tilsiktet en tilbakeføring av klorsilandamp i reaktoren fører man klorsilan fra pumpeforlaget til en fordampningsinnret-ning som frembringer den nødvendige "returgass".
Det i utskillerens sedimenterte slam inneholder
ved siden av aluminiumklorid, jernklorid og FeSi-støv klorsilan med deri oppløst titan(IV)-klorid. Ifølge en foretrukket ut-førelsesform av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, fjerner man fra tid til annen sedimentet fra utskillerens sump, utdriver deri inneholdt klorsilan og titan(IV)-klorid, over en med alkalihalogenid fylt, fortrinnsvis på minst 180°C oppvarmet tårn og skiller det flyktige, eventuelt etter kondensasjon, deretter på destillativ måte.
Det dannede destillasjonsresidu behandles deretter til hydrolyse med vanndamp og den frigjorte klorhydrogen over-føres i en med vann berislet absorbsjonskolonne i saltsyre. Hydrolyseresiduet kan uttas etter inndampning til tørrhet.
Ifølge en storteknisk anvendbar fremgangsmåtevari-ant bringer man sedimentet fra utskillersumpen inn i en oppvarmbar, med sedimentinntak, damptilførsel og gass- resp. væske-avtrekk utstyrt alt etter dreiemåte omvalsende eller utkastende skovltørker, driver deretter under omvalsning klorsilan og titan(IV)-klorid av over alkalihalogenidtårnet, tilslutter derpå vanndampbehandlingen under saltsyrefrembringelse og kaster endelig det tørre hydrolyseresiduet ut igjen ved reversering av skovltørkerakselen.
De ovenfor forklarte fremgangsmåteforholdsregler gir sammentrukket en kontinuerlig sammensatt fremgangsmåte med innmatning av ferrosilisium og klorhydrogen eller klor samt ut-matning av renklorsilan, hydrogen (ved HC1 som kloreringsmiddel), titan(IV)-klorid, saltsyre og overveiende aluminium-, jern- og silisiumforbindelsesholdig faststoff.
Innen oppfinnelsens ramme tilkommer følgende forholdsregler en vesentlig og selvstendig betydning: 1. Innsprøytning av tilbakeført klorsilan i reaktorens topprom. 2. Anvendelse av en vasker/utskilleranordning til utskillelse av jernklorid, aluminiumklorid, titantetraklorid og FeSi-resp. askeflyvestøv fra reaksjonsgassen. 3. Behandling av sedimentets destillasjonsresidu fra utskilleren med vanndamp etter foregående avdrivning av klorsilan og titan(IV)-klorid over et alkalihalogenidtårn og de der-til foreskrevne apparative forholdsregler.
Oppfinnelsen skal i det følgende forklares nærmere ved hjelp av et eksempel for en foretrukket gjennomførelse av den samlede fremgangsmåte i forbindelse med arbeidsdiagrammet. Eksempel 1.
I den med ca. 3 tonn stykkformet ferrosilisium
( 90% Si) beskikket reaktor (1) innføres 200 Nm^/h klorhydrogen og 300 kg/h klorsilandamp. Ved tilblanding av til ca. l80°C overopphetet dampformet klorsilanblanding til reaksjonsdeltag-eren klorhydrogen unngås den ved de høye reaksjonstemperaturer (rundt 1300°C) betingede forsintringer av PeSi-lagringen, hvilket muliggjør kontinuerlig drift av reaktoren (1). En periodisk avslagging av reaktoren (1) kan derved bortfalle. Kloreringsresiduet uttas kontinuerlig gjennom en som risteryst utformet opplagring for FeSi. Gasstrømmen passerer en ca.
1,50 m høy, stadig på tilnærmet samme nivå holdt ferrosilisium-lagring og reagerer derved til en klorsilanblanding. Til bort-føring av varmeinnholdet av den fra PeSi-lagringen uttredende reaksjonsgass og til utsublimering av dampformet jernklorid innsprøytes i reaktorens toppdel ved (2) ca. 1200 kg/time flytende, tilbakeført, renklorsilanblanding. Under utnyttelse av
fordampnings- og overopphetningsvarmen av Quench-væsken av-kjøler derved reaksjonsgassen seg til ca. 280°C, den ligger dermed langt under jernkloridets sublimasjonstemperatur.
Gasstrømmen fra reaktoren som i det vesentlige sammensetter seg av kjølegass, silisiumtetraklorid, triklor-silan og spordiklorsilan, hydrogen og aluminiumklorid, titantetraklorid, jernklorid passerer til utskillelse av flytende støv samt den største mengde av jernkloridet av syklonen (3)-Derved utskilles ca. 8 kg/time flyvestøv. Utskillelse av flyvestøv i syklonen (3) er forsåvidt av fordel, da derved fast-. stoffdannelsen i faststoffutskilleren (5) reduseres og slamme-opparbeidelsen (14, 15, 16) avlastes.
Til ytterligere rensning av'det gassformedé reaksjonsprodukt tilføres den ca. 250°C varme gassblanding en venturivasker (4), som drives med ca. 10 m^/time, sirkulerende for faststoff klaret silisiumtetraklorid fra faststoffutskiller (5) . I venturivaskeren (4) avkjøles gassblandingen for en stor del ved delvis fordampning av sirkulerende, flytende silisiumtetraklorid til 53°C. Derved kondenseres det samlede aluminiumklorid og likeledes, som ennå tilstedeværende spor av jernklorid nedvaskes med overskytende sirkulasjonsvæske i faststoffutskilleren (5). Titantetraklorid kondenseres samtidig på grunn av avkjøling i venturivaskeren (4) og blandes med sirkula-sjonsvæsken. Gassblandingen som trer ut av det over omløps-væskens speil med en gassuttredelsesåpning utstyrte skillerør (6) av faststoffutskilleren (5) passerer til finrensning for titantetraklorid før kondensasjon (8, 9, 10), dessuten en med Raschig-ringer fylt vaskekolonne (7).
Derved haes på vaskekolonnen så meget tilbakeført renset klorsilanblanding som vaskevæske, som....fordamper ved gass-vasking av silisiumtetraklorid i venturivaskeren (4) og hvor i det følgende behandlet periodiske slamuttak uttas fra faststoffutskilleren (5). Faststoffutskilleren (5) holdes altså på konstant holdt væskenivå. Arbeidsmåten ifølge denne fremgangsmåte byr i forhold til konvensjonelle fremgangsmåter på den fordel at det ikke er nødvendig med en destillasjon, av det samlede i reaksjonen dannede klorsilan for frembringelse av ønsket ren-hetsgrad. Bare den på den samlede produksjon refererte lille silisiumtetrakloridinnhold av slammet må opparbeides destillativt fra faststoffutskilleren. Det for uønskede metallforbindelser rensede klorsilan kondenseres i kondensatorene (9, 9, 10) ved temperaturer mellom +20°C og -50°C. Det fra kondensatorene uttredende hydrogen (100 Nm^/time) tilføres en vannvask (11) og kan etter tørkning videreanvendes på annen måte.
Kondensatet fra kondensatorene (8, 9, 10) løper i første rekke til pumpeforlaget (12). Herifra tilbakeføres en del av kondensatet til kjøle- og vaskeformål (stilling 2, 17
og 7) i anlegget, mens det produserte renklorsilan (345 kg/time silisiumtetraklorid/triklorsilanblanding) med lite innhold av diklorsilan (analyse: 83% SiCl/,, 16, 8% SiHCl^ og 0, 2% SiH2C<l>2) løper gjennom et overløp til lagringstanken (13).
I faststoffutskiller (5) sedimenterer de faste stoffer aluminiumklorid, jernklorid samt FeSi-støv og aske i utskillerens konus. Herifra fjernes ca. 25 liter pr. time faststoff/væskeblanding (sistnevnte består av SiCl^ og TiCl^) periodisk i skovltørkeren (14) og ca. 20 liter pr. time av blandingen av silisiumtetraklorid og titantetraklorid avdrives fra faststoffet. Derved passerer silisiumtetraklorid/titantetraklorid-gasstrømmen et med natriumklorid fylt og oppvarmet tårn (15) til utskillelse av gasstrømmen medført aluminiumklorid i form av kompleksforbindelsen natriumaluminiumklorid, Na_/—AlClij_7. Den avdrevne silisiumtetraklorid/titantetraklorid-blanding kondenseres og underkastes en fraksjonert destillasjon i kolonne 16. Derved avdrives silisiumtetraklorid over toppen og titantetraklorid fjernes fra sumpen.
Under bibehold av dreiemåten av skovltørkeren (14) innblåses etter foretatt tørkning av faststoffet for hydrolyse vanndamp i skovltørkeren. Den frigjorte klorhydrogen absor-beres med vann og tilbakeføres i prosessen (ikke vist). Etter foretatt hydrolyse og tørkning utkastes hydrolyseproduktet ved reversering av dreieretningen av skovltørkeren (14).
Claims (2)
1. Fremgangsmåte til fremstilling av jern-, aluminium-og titanfritt silisiumtetraklorid resp. en blanding av silisiumtetraklorid og silikokloroform samt eventuelt diklorsilan ved kontinuerlig omsetning av stykkformet ferrosilisium med klor resp. klor-hydrogen i en lukket reaktor, som i sin nedre del har
en pålagringsrist for ferrosilisium samt halogeneringsmiddel-tilførsel og ved sin øvre del har en ferrosilisiumtilførsel og reaksjonsgassuttak, karakterisert ved at man holder temperaturen i reaktorens topprom ved innsprøyt-ning av flytende klorsilan under jernkloridets sublimasjonstemperatur og tilfører reaksjonsgassen over sykloner, til en med flytende klorsilan drevet vasker, fortrinnsvis en venturivasker, innfører den fra denne uttredende blanding av gass, væske og faststoff umiddelbart i en med flytende klorsilan beskikket utskiller for væske og faststoff, fører den adskilte gass gjennom en med rent klorsilan drevet vaskekolonne og deretter utkondenserer rent klorsilan.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at man i reaktorens topprom innsprøyter til-bakeført rent klorsilan, 3« Fremgangsmåte ifølge krav 1 til 2, karakterisert ved at man i utskilleren innstiller det flytende klorsilan på et konstant nivå som ligger under gassutskillelsesområdet. 4. Fremgangsmåte ifølge krav 1 til 3, karakterisert ved at man til venturivaskeren leder flytende klorsilan fra utskilleren. 5. Fremgangsmåte ifølge krav 1 til 4, karakterisert ved at man undertiden fjerner sedimentet fra utskillerens sump, utdriver heri inneholdt klorsilan og titan (IV)-klorid over et med alkalihalogenid fylt, til minst l80°C oppvarmet tårn og deretter adskiller destillativt det flyktige. 6. Fremgangsmåte ifølge krav 5, karakterisert ved at man behandler destillasjonsresiduet ved hjelp av vanndamp og overfører den frigjorte klorhydrogen i en med vann berislet absorbsjonskolonne i saltsyre. 7. Fremgangsmåte ifølge krav 6, karakterisert ved at man uttar hydrolyseresiduet etter inndampning for tørkning. 8. Fremgangsmåte ifølge krav 5 til 7, karakterisert ved at man innfører sedimentet fra utskillersumpen i en oppvarmbar med sedimentinntak, damptilførsel og gass- resp. væskeuttak utstyrt alt etter dreiemåte omvalsende eller utkastende skovltørker, deretter under omvalsning utdriver klorsilan og titan(IV)-klorid over alkalihalogenidtårnetj derpå tilknytter vanndampbehandlingen under saltsyrefrembringelse og endelig igjen utkaster det tørre hydrolyseresiduet ved reversering av skovltørkerakslen.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2161641A DE2161641C3 (de) | 1971-12-11 | 1971-12-11 | Verfahren zur Herstellung von eisen-, aluminium- und titanfreiem Chlorsilan bei der Chlorierung oder Hydroborierung von Ferrosilicium |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO133321B true NO133321B (no) | 1976-01-05 |
NO133321C NO133321C (no) | 1976-04-12 |
Family
ID=5827746
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO3221/72A NO133321C (no) | 1971-12-11 | 1972-09-11 |
Country Status (15)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3878291A (no) |
JP (1) | JPS5238518B2 (no) |
BE (1) | BE792542A (no) |
CA (1) | CA979620A (no) |
CH (1) | CH584655A5 (no) |
DE (1) | DE2161641C3 (no) |
FR (1) | FR2162364B1 (no) |
GB (1) | GB1407020A (no) |
IT (1) | IT975490B (no) |
NL (1) | NL165436C (no) |
NO (1) | NO133321C (no) |
RO (1) | RO64682A (no) |
SE (1) | SE379032B (no) |
SU (1) | SU988184A3 (no) |
YU (1) | YU39163B (no) |
Families Citing this family (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4043758A (en) * | 1973-03-06 | 1977-08-23 | Larco Societe Miniere Et Metallurgique De Larymna S.A. | Apparatus for the manufacture of metallic chlorides |
US4066424A (en) * | 1976-10-13 | 1978-01-03 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Selectively recovering metal chlorides from gaseous effluent |
DE3303903A1 (de) * | 1982-02-16 | 1983-08-25 | General Electric Co., Schenectady, N.Y. | Verfahren zum herstellen von trichlorsilan aus silizium |
US4743344A (en) * | 1986-03-26 | 1988-05-10 | Union Carbide Corporation | Treatment of wastes from high purity silicon process |
DE3642285C1 (de) * | 1986-12-11 | 1988-06-01 | Huels Troisdorf | Verfahren zur Aufarbeitung von Rueckstaenden einer Chlorsilan-Destillation |
US5182095A (en) * | 1987-12-16 | 1993-01-26 | Huls Troisdorf Aktiengesellschaft | Method for processing residues from the distillation of chlorosilanes |
DE3828344C1 (no) * | 1988-08-20 | 1989-07-06 | Huels Ag, 4370 Marl, De | |
DE4033611A1 (de) * | 1990-10-23 | 1992-04-30 | Huels Chemische Werke Ag | Verfahren zur gewinnung von chloridarmer ofenasche bei der umsetzung von rohsilicium zu chlorsilanen |
DE4126670A1 (de) * | 1991-08-13 | 1993-02-18 | Huels Chemische Werke Ag | Verfahren zur abwasserfreien aufarbeitung von rueckstaenden einer chlorsilandestillation mit salzsaeure |
TW223109B (no) * | 1991-09-17 | 1994-05-01 | Huels Chemische Werke Ag | |
DE10030251A1 (de) * | 2000-06-20 | 2002-01-03 | Degussa | Abtrennung von Metallchloriden aus gasförmigen Reaktionsgemischen der Chlorsilan-Synthese |
DE10057483B4 (de) * | 2000-11-20 | 2013-02-21 | Evonik Degussa Gmbh | Verfahren zur Entfernung von Aluminiumtrichlorid aus Chlorsilanen |
DE10061682A1 (de) | 2000-12-11 | 2002-07-04 | Solarworld Ag | Verfahren zur Herstellung von Reinstsilicium |
KR101050970B1 (ko) * | 2003-04-01 | 2011-07-26 | 알이씨 실리콘 인코포레이티드 | 폐기 금속 염화물의 처리 방법 |
EP2105410B1 (en) * | 2008-03-24 | 2014-03-12 | Mitsubishi Materials Corporation | Chlorosilanes purifying apparatus and chlorosilanes purifying method |
US7736614B2 (en) * | 2008-04-07 | 2010-06-15 | Lord Ltd., Lp | Process for removing aluminum and other metal chlorides from chlorosilanes |
DE102008001577A1 (de) * | 2008-05-06 | 2009-11-12 | Wacker Chemie Ag | Verfahren zur Hydrolyse von festen Metallsalzen mit wässrigen Salzlösungen |
DE102008042936A1 (de) | 2008-10-17 | 2010-04-22 | Wacker Chemie Ag | Verfahren zur Entfernung von Titan aus Hexachlordisilan |
DE102009020143A1 (de) * | 2009-05-04 | 2010-11-11 | Pv Silicon Forschungs- Und Produktionsgesellschaft Mbh | Verfahren zur Aufbereitung von Sägeabfällen zur Rückgewinnung von Silizium für die Herstellung von Solarsilizium |
EP2530052A1 (de) * | 2011-06-01 | 2012-12-05 | HEI Eco Technology | Verfahren zur Herstellung von Siliziumtetrachlorid und Verfahren zur Herstellung von Solarsilizium |
DE102012103756A1 (de) * | 2012-04-27 | 2013-10-31 | Centrotherm Sitec Gmbh | Verfahren zur Absenkung einer in einem Trichlorsilansynthesereaktor vorherrschenden Temperatur sowie Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens |
DE102012103755A1 (de) * | 2012-04-27 | 2013-10-31 | Centrotherm Sitec Gmbh | Verfahren zur Synthese von Trichlorsilan und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens |
KR20150143794A (ko) * | 2013-04-19 | 2015-12-23 | 알이씨 실리콘 인코포레이티드 | 하이드로클로로실란 제조시 부식 및 파울링의 감소 |
CN109231217B (zh) * | 2018-10-17 | 2023-10-31 | 中国恩菲工程技术有限公司 | 氯硅烷残液急冷除金属氯化物的系统和方法 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2594370A (en) * | 1947-05-14 | 1952-04-29 | Diamond Alkali Co | Method of separating metal halides |
US2718279A (en) * | 1952-12-18 | 1955-09-20 | Du Pont | Process for condensing vaporized metal halides |
US2849083A (en) * | 1957-01-31 | 1958-08-26 | American Cyanamid Co | Separation of iron chloride from gaseous iron chloride-titanium tetrachloride mixtures |
GB963745A (en) * | 1961-01-05 | 1964-07-15 | British Titan Products | Halogenation of silicon-containing materials |
CH412345A (de) * | 1961-01-31 | 1966-04-30 | Weisse Ernst Ing Dr | Verfahren und Vorrichtung zum Abscheiden schädlicher Bestandteile aus den bei der Behandlung von Leichtmetallschmelzen mit Chlor oder chlorhaltigen Gasen entstehenden Abgasen |
DE1567469B1 (de) * | 1966-12-02 | 1970-08-27 | Degussa | Verfahren zur gleichzeitigen Abtrennung von Aluminiumchlorid und Titantetrachlorid aus den bei der Chlorierung oder Hydrochlorierung von Silicium anfallenden Reaktionsgasen |
DE1667195C3 (de) * | 1968-01-31 | 1979-09-27 | Metallgesellschaft Ag, 6000 Frankfurt | Verfahren zur Herstellung von Halogenwasserstoffsäuren und von Metalloxiden |
-
0
- BE BE792542D patent/BE792542A/xx not_active IP Right Cessation
-
1971
- 1971-12-11 DE DE2161641A patent/DE2161641C3/de not_active Expired
-
1972
- 1972-09-11 SU SU721826746A patent/SU988184A3/ru active
- 1972-09-11 NO NO3221/72A patent/NO133321C/no unknown
- 1972-09-20 NL NL7212721.A patent/NL165436C/xx not_active IP Right Cessation
- 1972-10-04 US US294924A patent/US3878291A/en not_active Expired - Lifetime
- 1972-10-06 YU YU02504/72A patent/YU39163B/xx unknown
- 1972-10-30 FR FR7238456A patent/FR2162364B1/fr not_active Expired
- 1972-11-08 IT IT70507/72A patent/IT975490B/it active
- 1972-12-08 SE SE7216069A patent/SE379032B/xx unknown
- 1972-12-11 CH CH1795372A patent/CH584655A5/xx not_active IP Right Cessation
- 1972-12-11 CA CA158,563A patent/CA979620A/en not_active Expired
- 1972-12-11 JP JP47124232A patent/JPS5238518B2/ja not_active Expired
- 1972-12-11 GB GB5708472A patent/GB1407020A/en not_active Expired
- 1972-12-11 RO RO7273110A patent/RO64682A/ro unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2161641C3 (de) | 1974-05-16 |
CH584655A5 (no) | 1977-02-15 |
NO133321C (no) | 1976-04-12 |
YU39163B (en) | 1984-08-31 |
FR2162364A1 (no) | 1973-07-20 |
BE792542A (fr) | 1973-03-30 |
NL165436C (nl) | 1981-04-15 |
GB1407020A (en) | 1975-09-24 |
YU250472A (en) | 1982-05-31 |
DE2161641B2 (de) | 1973-10-04 |
NL165436B (nl) | 1980-11-17 |
US3878291A (en) | 1975-04-15 |
FR2162364B1 (no) | 1979-04-06 |
RO64682A (ro) | 1980-06-15 |
SE379032B (no) | 1975-09-22 |
CA979620A (en) | 1975-12-16 |
JPS4866097A (no) | 1973-09-11 |
JPS5238518B2 (no) | 1977-09-29 |
NL7212721A (no) | 1973-06-13 |
DE2161641A1 (de) | 1973-06-28 |
SU988184A3 (ru) | 1983-01-07 |
IT975490B (it) | 1974-07-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NO133321B (no) | ||
US3582262A (en) | Multiple stage method for removing chlorine and entrained aluminum chloride particles from a waste gas stream | |
CN210825446U (zh) | 冷氢化渣浆零排放处理系统 | |
US2533021A (en) | Separating metal halide vapors | |
JP5686055B2 (ja) | トリクロロシラン製造方法 | |
US5246682A (en) | Process for waste liquid-free processing of chlorosilane distillation residues with hydrochloric acid | |
JP4430287B2 (ja) | 四塩化チタンの製造装置 | |
CN109607548A (zh) | 一种利用多晶硅废弃物生产四氯化硅的方法及装置 | |
US10604595B2 (en) | Process for withdrawing polyolefins | |
US2792077A (en) | Recovery of titanium tetrachloride | |
US4125595A (en) | Process for the production of very pure bromine | |
JPS6369712A (ja) | 四塩化チタンの製造方法 | |
US3371999A (en) | Purification of by-product sulfur formed from chlorination processes | |
HU191194B (en) | Process for producing of 1,2 diclore-ethan | |
US7097671B2 (en) | Method of cleaning industrial gases | |
US2822889A (en) | Chlorine purification | |
US3533733A (en) | Purifying crude ticl4 vapor | |
US3578418A (en) | Sulfur extraction using halogenated hydrocarbons including washing the recovered sulfur with methanol,acetone,or ethylene glycol | |
US4764607A (en) | Method for recovering caprolactam | |
US2877086A (en) | Process of removing entrained alkali metal cyanides from ferro-manganese furnace gases | |
JP3995557B2 (ja) | 四塩化チタンの製造方法 | |
JP3850621B2 (ja) | クロロシラン類の回収方法 | |
US3036418A (en) | Apparatus for the production of hydrochloric acid from waste gases containing hydrogen chloride | |
JPH06205936A (ja) | 金属塩化物含有廃棄物の処理方法 | |
JPS59195519A (ja) | ヘキサクロロジシランの製造法 |