RU2261839C2 - Кремниевый порошок для получения алкил- и арилгалогенсиланов - Google Patents

Кремниевый порошок для получения алкил- и арилгалогенсиланов Download PDF

Info

Publication number
RU2261839C2
RU2261839C2 RU2002135595/15A RU2002135595A RU2261839C2 RU 2261839 C2 RU2261839 C2 RU 2261839C2 RU 2002135595/15 A RU2002135595/15 A RU 2002135595/15A RU 2002135595 A RU2002135595 A RU 2002135595A RU 2261839 C2 RU2261839 C2 RU 2261839C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
powder
microns
particle size
less
silicon
Prior art date
Application number
RU2002135595/15A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2002135595A (ru
Inventor
Тома МАРГАРИА (FR)
Тома МАРГАРИА
Original Assignee
Энвансиль
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Энвансиль filed Critical Энвансиль
Publication of RU2002135595A publication Critical patent/RU2002135595A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2261839C2 publication Critical patent/RU2261839C2/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/02Silicon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F7/00Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
    • C07F7/02Silicon compounds
    • C07F7/08Compounds having one or more C—Si linkages
    • C07F7/12Organo silicon halides
    • C07F7/16Preparation thereof from silicon and halogenated hydrocarbons direct synthesis

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Silicon Compounds (AREA)
  • Developing Agents For Electrophotography (AREA)

Abstract

Изобретение относится к производству порошка кремния или кремниевого сплава, предназначенного для производства алкил- и арилгалогенсиланов, с гранулометрией ниже 350 мкм, содержащего менее 3% мас., преимущественно менее 2% мас., частиц с размером меньше 5 мкм. Порошок кремния или кремниевого сплава готовят путем размалывания порошка до гранулометрии ниже 350 мкм, промывки водой, отстаивания и сушки. Этот порошок позволяет повысить выход реакции. 4 н. и 8 з.п. ф-лы.

Description

Изобретение относится к порошку кремния или кремниевого сплава с гранулометрией ниже 350 мкм, специально адаптированному к производству алкил- и арилгалогенсиланов, предназначенных для синтеза силиконов.
Синтез алкил- и арилгалогенсиланов взаимодействием галогенированных углеводородов, например метилхлорида, с кремнием при температуре от 250 до 350оС известен из патента США №2380995, выданного в 1945 г. на имя E.G.ROCHOW.
Эта реакция достигла значительного промышленного развития в производстве силиконов. Ее часто проводят в реакторах с псевдоожиженным слоем с порошком кремния, имеющим чаще всего гранулометрию ниже 350 мкм. На протяжении уже многих лет стало обычным использование гранулометрической фракции приблизительно 50-350 мкм, поскольку присутствие в порошке частиц кремния размером менее 50 мкм является причиной потерь материала и снижения производительности реакторов. Для иллюстрации использования такой гранулометрической фракции можно в качестве примера назвать патент EP 0191502 фирмы Union Carbide, зарегистрированный в 1986 г., в котором предлагается фракция от 48 меш (300 мкм) до 325 меш (45 мкм), или заявку EP 0893408 фирмы Pechiney Electrometallurgie, поданную в 1998 г., в которой упоминается (в примерах 1 и 2) фракция 50-35 мкм.
Предметом изобретения является порошок кремния или кремниевого сплава для производства алкил- и арилгалогенсиланов с гранулометрией ниже 350 мкм, содержащий фракцию частиц с размером меньше 5 мкм в количестве менее 3% мас., преимущественно менее 2% мас.
Изобретение основано на установлении заявителем наличия в кремниевых порошках, просеянных с целью получения гранулометрической фракции порядка 50-350 мкм, частиц с размером меньше 5 мкм, количеством которых нельзя пренебречь. Эксперимент неожиданным образом показал, что просеивание порошка с целью выделения фракции меньше 50 мкм оказывается мало эффективным в отношении удаления наиболее малых частиц, например фракции меньше 5 мкм. Эти очень тонкие частицы образуются по-видимому при расфасовке продукта, в то время как наблюдение порошка под микроскопом не подтверждает существования этих частиц.
Оценка относительных количеств этих частиц по массе может быть осуществлена с помощью лазерной гранулометрии. В кремниевых порошках независимо от их приготовления всегда обнаруживают фракции частиц с размером меньше 5 мкм в количествах порядка по меньшей мере 4% мас. Заявителем было также установлено, что устранение или уменьшение содержания этих очень тонких частиц позволяет повысить выход реакции Рохова. Таким образом, целью изобретения является по возможности наиболее эффективное использование контактной массы на основе порошка кремния, который составляет значительную долю себестоимости производства галогенсиланов, и довести содержание частиц с размером меньше 5 мкм до менее чем 3% и предпочтительно до менее чем 2%.
Чтобы получить такой результат, можно использовать промывку водой порошка, размолотого до частиц меньше 350 мкм и, возможно, просеянного для получения гранулометрической фракции 50-350 мкм. За этой промывкой следует селективное отстаивание и затем сушка осевшего порошка с вспомогательным проводом через вакуум для облегчения удаления воды. Этот способ позволяет осуществлять гранулометрическое фракционирование с точностью до 5 мкм, в результате чего содержание остаточной фракции с размером меньше 5 мкм может достигать 0,5%.
Для селективного удаления наиболее тонких частиц можно также использовать диспергирование порошка в токе движущегося с умеренной скоростью газа. Скорость газа выбирают в зависимости от желаемого порога фракционирования, соблюдая во всех случаях ламинарный режим. Что касается газа, предпочтительно использовать воздух, который по соображениям безопасности обеднен кислородом.
Пример 1
В электродуговой печи приготовляют металлургический кремний марки ХЧ (химически чистый), соответствующий техническим требованиям для применения в производстве галогенсиланов. Сплав отливают, отверждают, после чего размалывают до гранулометрии ниже 350 мкм. Отбирают пять образцов продукта массой 1 кг каждый.
Этот тип порошка обычно испытывают на аппарате, созданном для оценки рабочих характеристик. Для этой цели 40 г порошка смешивают с катализатором и помещают смесь в стеклянный реактор диаметром 30 мм, оборудованный мешалкой. Пропускают поток газообразного CH3Cl через пористый стеклянный диск, на котором находится порошок. Расход газа поддерживают постоянным и равным 3,6·10-3 м3/ч. После нагрева реакционной среды и начала реакции в системе поддерживают температуру 300оС. Через 12 час отмечают среднюю производительность по диметилдихлорсилану, а также среднее содержание продукта в суммарном продукте реакции.
Для оценки гранулометрического качества порошка образца №1 были проведены два измерения:
- лазерная гранулометрия;
- упрощенный по сравнению с описанным выше испытанием тест, состоящий в работе непосредственно с тестируемым порошком без добавления катализатора, при комнатной температуре, без нагрева и с заменой газообразного CH3Cl азотом.
Лазерная гранулометрия обнаружила 5,5% мас. мелочи с размером ниже 5 мкм.
В упрощенном тесте после 12 час обработки был извлечен и взвешен оставшийся в реакторе продукт. Из 40 г исходного материала остается только 37,2 г, т.е. потери составляют 7%.
Пример 2
Образец №2, приготовленный в начале примера 1, был рассеян по 50 мкм с целью выделения гранулометрической фракции 0-50 мкм. На просеянном таким образом образце было произведено измерение с помощью лазерной гранулометрии и найдено 4,5% мелочи с размером ниже 5 мкм. Отобрано 40 г порошка для проведения описанного в примере 1 упрощенного теста. После 12 час обработки оставшийся в реакторе продукт был извлечен и взвешен. Из 40 г исходного материала остается только 37,8 г, т.е. потери составляют 5,5%.
Пример 3
Образец №3 с гранулометрией ниже 350 мкм, приготовленный в начале примера 3, был промыт 10 л воды. Полученную смесь отстаивают после этого в течение одного часа, после чего удаляют надосадочную жидкость, а осевший порошок извлекают и сушат под инфракрасной лампой в вакууме. На промытом таким образом порошке было произведено измерение с помощью лазерной гранулометрии и найдено 0,5% мелочи с размером ниже 5 μм.
От этого образца (№3) было взято 40 г порошка для проведения описанного в примере 1 упрощенного теста. После 12 час обработки оставшийся в реакторе продукт был извлечен и взвешен. Из 40 г исходного материала остается только 39,7 г, т.е. потери составляют 0,75%.
Пример 4
Образец №4, приготовленный в начале примера 1, был диспергирован с помощью регулярных вбрасываний в ритме 10 г за 1 мин в верхнюю часть трубки с диаметром 50 мм и высотой 500 мм, через которую пропускается восходящий поток газа, состоящего из двух объемов воздуха и двух объемов азота, расход которого регулируется на 60 см3/с.
Был отмечен отход сверху трубки захватываемой газом тонкой пыли.
На извлеченном с низа трубки порошке было произведено измерение с помощью лазерной гранулометрии и найдено 2% мелочи с размером ниже 5 мкм. От этого образца (№4) было взято 40 г порошка для проведения описанного в примере 1 упрощенного теста. После 12 час обработки оставшийся в реакторе продукт был извлечен и взвешен. Из 40 г исходного материала остается 39,0 г, т.е. потери составляют 2,5%.
Пример 5
Образец №5 был рассеян по 50 мкм с целью приготовления порошка гранулометрической фракции 50-350 мкм, который затем был использован для повторения операции, описанной в примере 4.
На извлеченном с низа трубки порошке было произведено измерение с помощью лазерной гранулометрии и найден 1% мелочи с размером ниже 5 мкм. От обработанного таким образом образца №5 было взято 40 г порошка для проведения описанного в примере 1 упрощенного теста. После 12 час обработки оставшийся в реакторе продукт был извлечен и взвешен. Из 40 г исходного материала остается 39,4 г, т.е. потери составляют 1,5%.

Claims (12)

1. Порошок кремния или кремниевого сплава для производства алкил- и арилгалогенсиланов с гранулометрией ниже 350 мкм, отличающийся тем, что фракция частиц с размером меньше 5 мкм составляет менее 3 мас.%.
2. Порошок кремния по п.1, отличающийся тем, что фракция частиц с размером меньше 5 мкм составляет менее 2 мас.%.
3. Способ приготовления порошка по одному из п.1 или 2, включающий размалывание порошка до гранулометрии ниже 350 мкм, промывку водой, отстаивание и сушку.
4. Способ приготовления порошка по п.3, отличающийся тем, что порошок, размолотый до гранулометрии ниже 350 мкм, рассеивают по 50 мкм с целью получения гранулометрической фракции 50-350 мкм.
5. Способ приготовления порошка по одному из п.1 или 2, включающий размалывание порошка до гранулометрии ниже 350 мкм, рассеивание для получения гранулометрической фракции 50-350 мкм и диспергирование этого порошка в токе газа в ламинарном режиме.
6. Способ по п.5, отличающийся тем, что газом является обедненный кислородом воздух.
7. Способ производства алкил- и арилгалогенсиланов взаимодействием при 250-350°С галогенированных углеводородов с порошком кремния или кремниевого сплава с гранулометрией ниже 350 мкм, отличающийся тем, что порошок кремния или кремниевого сплава содержит фракцию частиц с размером меньше 5 мкм в количестве менее 3 мас.%.
8. Способ по п.7, отличающийся тем, что фракция частиц с размером меньше 5 мкм составляет менее 2 мас.%.
9. Способ по п.7 или 8, отличающийся тем, что порошок кремния или кремниевого сплава получают способом, включающим размалывание порошка до гранулометрии ниже 350 мкм, промывку водой, отстаивание и сушку.
10. Способ по п.9, отличающийся тем, что порошок, размолотый до гранулометрии ниже 350 мкм, рассеивают по 50 мкм с получением гранулометрической фракции 50-350 мкм.
11. Способ по п.7 или 8, отличающийся тем, что порошок кремния или кремниевого сплава получают способом, включающим размалывание порошка до гранулометрии ниже 350 мкм, просеивание с получением гранулометрической фракции 50-350 мкм и диспергирование этого порошка в токе газа в ламинарном режиме.
12. Способ по п.11, отличающийся тем, что газом является обедненный кислородом воздух.
RU2002135595/15A 2000-05-30 2001-05-29 Кремниевый порошок для получения алкил- и арилгалогенсиланов RU2261839C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0006920 2000-05-30
FR0006920A FR2809719B1 (fr) 2000-05-30 2000-05-30 Poudre de silicium pour la preparation des alkyl - ou aryl-halogenosilanes

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2002135595A RU2002135595A (ru) 2004-04-10
RU2261839C2 true RU2261839C2 (ru) 2005-10-10

Family

ID=8850781

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002135595/15A RU2261839C2 (ru) 2000-05-30 2001-05-29 Кремниевый порошок для получения алкил- и арилгалогенсиланов

Country Status (14)

Country Link
US (1) US7108734B2 (ru)
EP (1) EP1292535B1 (ru)
JP (1) JP4782968B2 (ru)
CN (1) CN1237003C (ru)
AT (1) ATE321734T1 (ru)
AU (1) AU2001264040A1 (ru)
BR (1) BR0111189B1 (ru)
CA (1) CA2410639C (ru)
DE (1) DE60118365T2 (ru)
FR (1) FR2809719B1 (ru)
NO (1) NO20025733L (ru)
RU (1) RU2261839C2 (ru)
WO (1) WO2001092153A1 (ru)
ZA (1) ZA200209240B (ru)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104105543A (zh) * 2011-12-19 2014-10-15 蓝星有机硅法国公司 烷基卤代硅烷的直接合成方法
US11072528B2 (en) * 2019-04-22 2021-07-27 Fei Company Halogen generator

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2466412A (en) * 1946-02-21 1949-04-05 Gen Electric Method of preparation of hydrocarbon-substituted halosilanes
US3133109A (en) * 1960-11-28 1964-05-12 Gen Electric Silicon compound process and apparatus
US4307242A (en) * 1980-10-03 1981-12-22 General Electric Company Process for removing impurities from residual silicon powder
JPS58145611A (ja) * 1982-02-23 1983-08-30 Shin Etsu Chem Co Ltd シリコン粒子の粉砕、篩別方法
US4864044A (en) * 1985-02-15 1989-09-05 Union Carbide Corporation Tin containing activated silicon for the direct reaction
JPS62108727A (ja) * 1985-11-07 1987-05-20 Mitsubishi Mining & Cement Co Ltd 疎水性微粒シリカの製造方法
JPH07100605B2 (ja) * 1987-03-14 1995-11-01 三井東圧化学株式会社 高純度粒状珪素の製造方法
KR940006017B1 (ko) * 1992-03-19 1994-07-02 재단법인 한국화학연구소 실리콘 입자의 제트분쇄방법
JPH06191817A (ja) * 1992-12-22 1994-07-12 Tonen Chem Corp 粒状多結晶シリコンの製造方法
JP3679175B2 (ja) * 1995-11-15 2005-08-03 東レ・ダウコーニング株式会社 シリコーン系微粒子の分級方法
JP3159029B2 (ja) * 1996-01-12 2001-04-23 信越化学工業株式会社 シラン類の製造方法
US5728858A (en) * 1996-10-10 1998-03-17 Osi Specialties, Inc. Activation of copper-silicon slurries for the direct synthesis of trialkoxysilanes
JPH10279584A (ja) * 1997-04-01 1998-10-20 Shin Etsu Chem Co Ltd アルキルハロシランの製造方法
JPH1129319A (ja) * 1997-07-08 1999-02-02 Kunimine Ind Co Ltd 補強性充填剤
FR2766474B1 (fr) * 1997-07-24 1999-09-03 Pechiney Electrometallurgie Procede de fabrication de poudre de silicium active pour la preparation des alkyl- ou aryl-halogenosilanes
US6057469A (en) * 1997-07-24 2000-05-02 Pechiney Electrometallurgie Process for manufacturing active silicon powder for the preparation of alkyl- or aryl-halosilanes
US6019667A (en) * 1998-05-26 2000-02-01 Dow Corning Corporation Method for grinding silicon metalloid
US6258970B1 (en) * 1999-04-19 2001-07-10 General Electric Company Method for promoting dialkyldihalosilane formation during direct method alkylhalosilane production

Also Published As

Publication number Publication date
BR0111189A (pt) 2003-06-10
CN1431969A (zh) 2003-07-23
ZA200209240B (en) 2003-11-13
EP1292535A1 (fr) 2003-03-19
ATE321734T1 (de) 2006-04-15
WO2001092153A1 (fr) 2001-12-06
CA2410639A1 (fr) 2001-12-06
US20030171606A1 (en) 2003-09-11
JP2003535008A (ja) 2003-11-25
FR2809719A1 (fr) 2001-12-07
NO20025733D0 (no) 2002-11-28
DE60118365D1 (de) 2006-05-18
AU2001264040A1 (en) 2001-12-11
JP4782968B2 (ja) 2011-09-28
EP1292535B1 (fr) 2006-03-29
NO20025733L (no) 2003-01-30
BR0111189B1 (pt) 2010-10-19
FR2809719B1 (fr) 2002-07-12
US7108734B2 (en) 2006-09-19
CA2410639C (fr) 2011-01-25
DE60118365T2 (de) 2006-11-02
CN1237003C (zh) 2006-01-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4612456B2 (ja) トリクロロモノシランの製造方法
FI77040C (fi) Foerfarande foer direkt syntes av dimetyldiklorsilan.
JPS6351390A (ja) ハロゲン含有シランの製造方法
RU2261839C2 (ru) Кремниевый порошок для получения алкил- и арилгалогенсиланов
EP1438139A1 (en) Method for removing impurities from silicon-containing residues
US8030510B2 (en) Process for the direct synthesis of alkylhalosilanes
KR100702498B1 (ko) 직접 방법 생성 동안의 디알킬디할로실란 형성 촉진 방법
JPH09110411A (ja) オルガノクロロシラン反応器の微粉を不動態化すると共にそこからクロロシラン有価物を回収する方法
KR102248396B1 (ko) 야금학적 실리콘의 분류 방법
US6218562B1 (en) Process for preparing organohalosilanes
US5618960A (en) Fine particle silicon containing surface-bound halogen, a process for its production and its use
US12065457B2 (en) Process for preparing methylchlorosilanes with structure-optimised silicon particles
JP2851588B2 (ja) ジメチルジクロルシランの製造法
US5880307A (en) Process for the preparation of alkylhalosilanes
FR2525222A1 (fr) Procede de fabrication de methylchlorosilanes
DE69117396T2 (de) Silanprodukte durch Reaktion von Siliziummonoxid mit organischen Haliden
JPH06211875A (ja) アルキルハロシランの製造方法
JP3248390B2 (ja) ハロシランの製造方法
JPH0280399A (ja) 炭化珪素ウィスカーに含有する遊離炭素の流動燃焼除去方法
KR20220013417A (ko) 구조 최적화된 규소 입자로 트리클로로실란을 제조하는 방법
RU2002135595A (ru) Кремниевый порошок для получения алкил-и арилгалогенсиланов
TH51859A (th) กรรมวิธีสำหรับเตรียมออแกโนแฮโลซิเลน
TH25326B (th) กรรมวิธีสำหรับเตรียมออแกโนแฮโลซิเลน

Legal Events

Date Code Title Description
RH4A Copy of patent granted that was duplicated for the russian federation

Effective date: 20061215

PC4A Invention patent assignment

Effective date: 20070130

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130530