TW201233627A - Process for preparing trichlorosilane - Google Patents

Description

201233627 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種製備三氯矽烷（TCS )的方法，其 中可隨意地另外獲得六氯二矽烷（HCDS )及/或八氯三 矽烷（OCTS )。 【先前技術】 TCS如今在工業矽烷化學中是重要且越來越要尋求之 原料化合物。例如，藉由單一不飽和及隨意經取代之烯烴 類的氫矽化作用，可能製備有機氯矽烷類，其可藉由利用 醇之簡單的酯化作用轉化成有機烷氧基矽烷類。藉由TCS 之岐化作用，也可能獲得極純形式之甲矽烷*其轉而另外 藉由熱分解作用被處理成多晶矽，特別是用於半導體應用 者。在TCS之岐化作用中及在藉由西門子（Siemens)方 法製造Si中所獲得之副產物是四氯化矽，例如在利用醇 將其酯化之後可以四烷氧基矽烷形式用於溶膠-凝膠技術 之製造沉澱矽石中，或在複雜的純化作用之後作爲用於製 造玻璃纖維電纜之原料或作爲煙矽石製造時之反應物成份 。然而，實際情況常是：大量之所得的STC流必須在整合 的系統內再循環或設定另外的用途。 TCS大抵藉由矽（Si )，例如冶金矽，與氯化氫（ HC1)在相對高溫下反應而工業地製造（特別是DE 3 6 40 172)。也可以獲得相對大量之STC。 此外，可藉由STC之催化氫化作用獲得TCS (特別是 201233627 W02005/1 02927、W Ο 2 0 0 5 / 1 0 2 9 2 8 )。 長久以來已知：在125(TC下，Si與STC之反應及產 物流之急冷提供較高氯矽烷類（SinCl2n + 2，其中n = 2至25 或 2 至 〇〇 ) [ Η ο 11 e m a η η - W i b e r g，L e h r b u c h d e r anorganischen Chemie [Inorganic Chemistry], 81 st-90th ed·，539 及 540 頁，（1 976 )]，也比較 WO2009/1 43823、 WO2009/1 43 824 ° 由於近來的發展，特別是在半導體工業中在市場上對 HCDS及OCTS之需求逐漸增加。 同樣地已知：也可將較高之氯矽烷類再分解以獲得較 低之氯矽烷類。該分解作用可加熱地或催化地進行（特別 是 GB 575,669 )。 【發明內容】 本發明之目的是要提供製備三氯矽烷之另外的方法， 其中STC可作爲反應物成份。此外，若可能則特別想要提 供一種裝置，藉由此裝置，不僅TCS可由該方法獲得， HCDS及/或OCTS也另外可獲得。 依照本發明，遵照申請專利範圍中之細節，可達成所 述之目的。 令人驚訝地已發現：以有利、簡單且經濟上可行的方 式，使用四氯化矽（STC )，藉由以下步驟，可以製備三 氯矽烷（TCS)及視需要之隨意的六氯乙矽烷（HCDS)及 /或八氯丙矽烷（OCTS ): 201233627 a) 在步驟1中，使四氯化矽及矽在>800至1450 °C (較佳地在900至1350 °C，更佳地1000至1300 °C ，特別地1100至1250 °C )之溫度下反應， b) 在步驟2中，將由步驟1所得之產物流（PS)冷 卻以獲得產物流（PG2 )， c )隨意地，在步驟3中，由該產物流（PG2 )移除 STC及HCDS以獲得爲殘留物或底部產物之產物 混合物（P G 3 )， d)隨意地，在步驟4中，由步驟3之產物流PG3移 除OCTS以獲得爲殘留物或底部產物之產物混合 物（PG4)， e )在步驟5中，使源於步驟2之產物流（PG2 )或源 於步驟3之產物混合物（PG3)或源於步驟4之 產物混合物（PG4)或產物流PG2及PG3之混合 物或產物流PG2及PG4之混合物與氯化氣反應以 獲得產物流（PHS )，及 f)在隨後之步驟6中，由所得之產物流（PHS)移除 三氯矽烷且排出殘留之含STC的底部物或將彼作 爲反應物成分而再循環於該方法之步驟1中。 本發明因此提供一種製備三氯矽烷及隨意地HCDS及 OCTS方法，其係藉由： a)在步驟1中，使四氯化矽及矽在>800至14501 之溫度下反應， b )在步驟2中，將由步驟1所得之產物流（PS )冷 201233627 卻以獲得產物流（PG2 )， e) 隨意地，在步驟3中，由該產物流（PG2 )移除 STC及HCDS以獲得爲殘留物或底部產物之產物 混合物（P G 3 )， d)隨意地，在步驟4中，由步驟3之產物流PG3移 除OCTS以獲得爲殘留物或底部產物之產物混合 物(PG4)， e )在步驟5中，使源於步驟2之產物流（PG2 )或源 於步驟3之產物混合物（PG3)或源於步驟4之 產物混合物（PG4 )或產物流PG2及PG3之混合 物或產物流PG2及PG4之混合物與氯化氫反應以 獲得產物流（PHS )，及 f) 在隨後之步驟6中，由所得之產物流（PHS )移除 三氯矽烷且排出殘留之含STC的底部物或將彼作 爲反應物成分而再循環於該方法之步驟1中。 在依照本發明之方法中，有利地使用通常由高合金鋼 (較佳地選自Ni鋼類，特別是那些除了 Ni之外也含有Cr 及/或Mo及Ti者）組成的反應器。此外，在本發明中， 較佳是使用具有10立方公分至20立方公尺容量並配合1 公分至2公尺直徑及1〇公分至1〇公尺高度的反應器。可 以分成多部分地（亦即分批地）或連續地將矽供應至反應 器。 在依照本發明之方法中，在步驟1中，有利地使用具 有至少50重量％之Si (較佳地60至100重量％，更佳地 201233627 80 至 99 重量％，特別地 90、91、92、93、94、95、96、 97、98重量％ )之矽含量的矽品。較佳是選自冶金矽（ metallurgical silicon)、鐵矽（ferr0SiiiC0n)、純矽或高 純度矽’這些可合適地是達於細粉狀之碎片或團粒形式， 較佳是那些具有<30公分，更佳地1微米至20公分的粒 子尺寸’例如但不是只有得自用於矽石之碳熱（ carbothermal)或鋁熱（aluminothermal)製備方法者或甚 至得自甲矽烷或氯矽烷之熱分解作用者或得自半導體或晶 片製造之播種殘留物。也可能在導入反應器之前藉由粉碎 將矽調節成所要之粒子尺寸。此外，在導入反應器之前該 矽利用惰性氣體（例如氮或氬）被合適地沖洗至基本上不 含水及氧。 STC計量添加於該反應器較佳係連續的，在此情況中 ，該STC可在冷的狀態（亦即液態）或預熱狀態（亦即氣 態）下導入該反應器。爲要預熱該STC流，有利地可能利 用在該方法中所產生之廢熱。在該反應器中，該STC可以 通過該經加熱之矽之上或較佳地穿過經加熱之矽配置體（ 例如固定床或流化床）；例如，STC可能從下方流過經加 熱且塡充矽之反應器。 該反應器可以被電熱或利用氣體燃燒器，例如使用熱 交換器系統間接地加熱。 依照本發明之方法的步驟1有利地在固定床反應器或 在流化床反應器中，在0.1至10巴（較佳地0.2-1.5，更 佳地0.3 -1.2，甚至更佳地0.4 - 0 · 9，且特別地0.5 - 0 · 7巴） 201233627 之壓力下且基本上不包含氧及水之情況下進行。 在步驟1中STC及Si之轉化可以在觸媒存在下進行 ’該觸媒較佳係選自過渡金屬或元素週期表1至5主族之 至少一種元素或一種元素的至少一種化合物群組中，較佳 地選自 Fe、Co、Ni、Cr、Mo、W、Ti、Zr、Zn、Cd、Cu 、Na、K、Mg、Ca、B、A1、C、Ge、Sn、Pb、P、As、Sb ’例如但不只有元素形式者，也提及合金、氯化物、矽化 物作爲一些選擇。爲此目的，可在其製備過程中及/或當 塡充反應器時將該觸媒添加至矽。 在依照本發明之步驟2中，得自步驟1之產物流（ps )使用熱交換器冷卻及/或藉由送入液態STC中而急冷， 所得之產物流（P G2 )較佳具有5 0 °C以上（較佳2 2 0 °C以 上）之溫度，留下有利地呈氣相之STC或HCDS及OCTS ，可能在移除冷凝物之後分餾地分離HCDS及OCTS。合 適地，若可能，PG2仍處於壓力下，以避免或最小化任何 在冷凝物中的熱/能量損失。 隨意地，在步驟3中，藉由分餾作用，STC及HCDS 可從產物流（PG2 )移除，以致獲得HCDS作爲具有另外 之附加價値的產物，可將STC再循環於步驟1及/或2且 可將殘留物或底部產物（PG3 )隨意地供應至步驟4或步 驟5。 作爲用於另外增加依照本發明之方法的附加價値的另 —選擇方式，在步驟4中有利地可能藉由分餾作用’從步 驟3之殘留物（PG3)移除另外之有附加價値之OCTS產 -10- 201233627 物，且將該殘餘之殘留物或底部產物（PG4)供應至步驟 5 ° 此外，在依照本發明之方法中，在步驟5中之反應較 佳係在20至200°C (較佳地50至1 50°C，特別地80至 120 °C)之溫度及較佳地10毫巴至10巴（更佳地100毫 巴至2毫巴，特別地8 00毫巴至1.2巴）之壓力下，使用 過量之HC1 (通常是氣態）進行。再者，此轉化或反應可 隨意地在觸媒存在下進行。 例如，在依照本發明中，在此較佳被使用之含氮觸媒 可以是利用有機基團官能化之胺基官能化觸媒，特別是胺 基烷基官能化之觸媒，其較佳另外是聚合的且是化學固定 至載體材料。可選擇地，也可能使用固態不可溶及/或相 對高沸點之含氮化合物作爲觸媒。有用之載體材料通常包 含所有具有能對胺基官能化觸媒鍵結的反應基團的材料。 載體材料較佳是成形物體形式諸如球、棒或粒子形式。 特佳之含氮觸媒是以下之觸媒及/或藉由水解作用或 縮合作用由彼衍生之含氮觸媒，諸如 -具有院基官能化之二級、三級及/或四級胺基的胺 基官能化之化合物，特別是通式V之胺基烷氧基矽烷或更 佳地至少一種彼之水解及/或縮合產物 (CzH2z+l〇)3Si(CH2)dN(CgH2g+l)2 (V) 其中Z=1至4’ g=l至10’ d=l至3;或由彼所衍生 且化學鍵結至載體材料之單體的或寡聚的胺基矽烷；更佳 地，在式V中，獨立地z=l至4，特別地1或2，d = 3或2 -11 - 201233627 且g=1至18 ，或 式VI或VII之經烴基取代之胺 NHkR3-k (VI) 其中k=0、1或2，其中各個R基團是相 且R是具有1至20個碳原子之脂族直鏈或支 或芳族烴，R較佳具有至少2個碳原子，或 [NH|RV 丨]+ Ζ· (VII) 其中1 = 0、1'2或3，其中各個R1基團是 的且R1是具有1至18個碳原子之脂族直鏈或 族或芳族烴，R1較佳具有至少2個碳原子且Ζ 較佳是鹵離子，或 -具有三級胺基之經二乙烯基苯交聯之聚 特佳是以至少一種通式V之胺基烷氧基砂 觸媒或藉由水解及/或縮合所得之觸媒，其較 至載體，較佳地共價鍵結至該載體，特別是 silicatic)載體。更佳地，依照本發明，該觸 基胺基丙基三甲氧基矽烷或其水解及/或縮合 地在矽化物載體材料上被使用，例如但不只有 或煙矽石爲底質之載體。合適地，在依照本發 所用之所有觸媒是無水的或基本上無水的。因 在彼被用於本方法之前有利地被乾燥且基本上 在依照本發明之方法的步驟6中，在較佳 用進行TCS之移除後，大體上含STC之殘留 物可再循環於該方法中，特別是於步驟1及/ 丨同或不同的 :鏈或環脂族 :相同或不同 ，支鏈或環脂 是陰離子， 苯乙烯。 烷爲底質之 佳化學固定 至砂化物（ 媒是二異丁 產物且有利 以沉殿矽石 明之方法中 此，該觸媒 除去水》 藉由分餾作 物或底部產 或2中。 -12- 201233627 通常，依照本發明之方法可進行如下： 圖1是本發明之較佳方法圖解的槪略代表。 通常，反應器用矽塡充，用惰性氣體（例如 ’且加熱，然後添加四氯化矽（STC )，可能將 態之STC供應至該反應器。同時可以將惰性氣流 依照本發明，可能分成多部份地或連續地將另外 入該反應器。例如，STC (特別是由氯矽烷方 STC返回流，對於此流而言在某些情況中可能也 點物）可與矽（例如冶金矽及/或來自太陽能/ 製造之Si廢料）熱反應（thermally reacted)。 鹵化聚矽烷隨後從該反應區移除或冷凝出，例如 SiCl4急冷。由此所得之鹵化聚矽烷類之混合物 媒存在下利用HC1轉化成三氯矽烷及SiCl4，且 移除。TCS可以有利地再次被使用以製備甲矽烷 別是用於半導體應用者）、或官能矽烷類。殘餘 可以有利地再循環回本發明之方法以供與Si之 意地’在依照本發明之方法中，可能首先藉由分 冷凝作用，從Si及STC之轉化後所得之鹵化聚 混合物移除未反應之^(：14及六氯二矽烷及/或 院產物。所得之SiCl4再循環回該與Si之反應。 之六氯二矽烷及八氯三矽烷是在半導體工業中所 ;這些也可作爲製備鹵化聚矽烷類的原料。蒸餾 常由具有大於或等於4之寡聚程度之更高鹵化聚 成’然後在觸媒存在下利用HC1之添加裂解成三 氮）沖洗 液態或氣 再循環。 之矽計量 法所得之 含有高沸 半導體矽 所形成之 藉由利用 可以在觸 TCS可被 、矽（特 :之 SiCl4 反應。隨 餾作用或 矽烷類的 八氯三矽 由此所得 用之產物 底部物通 矽烷類組 氯砂院及 -13- 201233627

SiCl4 (該觸媒較佳是含氮觸媒，更佳是利用有機基團官能 化之胺基官能化的觸媒，特別是胺基烷基官能化觸媒，其 較佳另外是聚合型，且化學固定至載體材料，特別是經矽 石支撐之二異丁基胺基丙基三甲氧基矽烷），且例如藉由 分餾作用分離出。以此方式獲得之TCS可有利地用來製備 甲矽烷、多晶矽或官能矽烷。殘餘之SiCU有利地再循環 回依照本發明之方法之與矽的反應中。 然而在依照本發明之方法中，也可能使由Si及STC 之轉化所得的鹵化聚矽烷類混合物至少部分地進行以上詳 述之隨意的方法步驟。 因此，依照本發明之方法能以有利且經濟可行之方式 將在多種化學方法中所得的STC轉化回TCS及視需要之 待獲得的HCDS及/或OCTS。 本發明藉由以下實例詳述說明，卻無意限制本發明之 主題。 【實施方式】 實例 圖2顯示在此所進行之實驗的槪略實驗設備。

SiCl4與金屬矽之反應

SiCl4蒸氣在約50毫巴之壓力下經過在碳化矽管內之 矽碎片上（冶金矽，矽含量>98%，直徑約5毫米）。該 反應管用電加熱至1 1 5 且由該反應區所逸出之氣體使用 -14- 201233627 水冷式冷卻區快速冷卻。在第一階段中利用鹽水冷卻（_ 25。(：）進行冷凝作用。小量之SiCl4在第二階段中利用液 態氮冷凝以保護真空泵。在該第一冷凝階段中所得之冷凝 物被連續地移除。所得之冷凝物的組成藉由GC分析。 所得冷凝ί 吻之G C分析： GC樣品 SiCl4 (TCD %) Si2Cl6 (TCD %) Si3Cl8 (TCD %) SI4CI1O (TCD %) 較高寡聚物 (TCD %) 反應混合物 41.3 12.8 29.7 10.1 6.1 2.四氯化矽之蒸餾移除 10 70克之依照實例1可得之氯矽烷混合物混合物被部 分地蒸餾以移除低沸點餾份（SiCl4)。 爲此目的，該氯矽烷混合物在具有115公分管柱（ Sulzer LAB-EX金屬塡充）及套管迴圈冷凝器之蒸餾裝置 中，在80 °C之底部溫度及350毫巴之低壓下被蒸餾以直至 不再有SiCU餾出（頂部溫度約26°C )。 餾出物質量：452.6克 底部物質量：61 5.4克 GC分析： GC樣品 SiCl4 (TCD %) Si2Cl6 (TCD %) Si3Cl8 (TCD %) SI4CI1O (TCD %) 較高寡聚物 (TCD %) 原料樣品 41.3 12.8 29.7 10.1 6.1 底部物 - 21.7 50.5 17.2 10.4 餾出物 99.7 0.2 - - - -15- 201233627 3 ·六氯二矽烷及八氯三矽烷之蒸餾移除 在依照實例2之蒸餾底部中所得之氯矽烷混合物另外 在上述蒸餾裝置中蒸餾以移除Si2Cl6。在約105t之底部 溫度及11毫巴之壓力下，Si2Cl6在35至42 °C之頂部溫 度下蒸餾。在約l〇8°C之底部溫度及<1毫巴之壓力下， Si3Cl8在51至57 °C之頂部溫度下蒸餾。質量：餾份1: 82.2克：餾份2: 330.1克：底部物：195.7克 GC分析： GC樣品 SiCl4 (TCD %) Si2Cl6 (TCD %) Si3Cl8 (TCD %) Sl4Cll〇 (TCD %) 較高寡聚物 開始的樣品 - 21.7 50.5 17.2 10.4 餾份1 99.7 • 餾份2 . 11.9 86.1 0.5 _ 底部物 - 3.8 10.4 61.0 24.3 4.氯矽烷混合物之裂解 理想反應式： 觸媒

Si3Cl8 + HC1 — Si2Cl6 + HSiCl3 觸媒

Si2Cl6 + HC1 — SiCl4 +HS1CI3 程序= 在起初將135克之用於製備HC1的NaCl塡充於一配 備滴液漏斗及氣體出口之1升的三頸燒瓶（反應槽1)中 -16- 201233627 ，且將270毫升之濃Hz S〇4導入該滴液漏斗中。在起初用 添加指示劑（酚酞）之甲氧化鈉溶液（30% )塡充一配備 攪拌器、氣體入口管及迴流冷凝器之2升三頸燒瓶。此燒 瓶在整個反應過程中被冰冷。 配備氣體入口管、溫度計、氣體出口管及具有餾出物 接收器之管柱頂部的250毫升四頸燒瓶在起初用24.克之 下述觸媒球體塡充且添加72.5克之主要含八氯丙矽烷的 混合物（其組成參見GC表，SiCl4已依照實例2從在實例 1後所得之氯烷混合物餾出且依照實例3大部分的Si2Cl6 被餾出）。 利用油浴將反應燒瓶（2 )加熱至90 °C且將硫酸逐滴 添加至該氯化鈉。調節逐滴添加的速率以在整個實驗期間 獲得約3升/小時之固定HC1流量。利用在該燒瓶下部之 氣體入口管，使氯化氫氣泡經過該觸媒球體。氣流經由該 迴流冷凝器導入該經冷卻之甲氧化鈉溶液以供中和。 在20分鐘之反應時間後，在該反應燒瓶中設定迴流 且將液體收集在該蒸餾接收器中。 在2小時之反應時間後，停止實驗。在該接收器中已 收集6.8克之餾出物。 進行在該接收器中之餾出物、在該反應燒瓶內殘留之 液體（底部物）及原料的GC分析。 -17- 201233627 GC分析： GC 樣品 HSiCb (TCD %) SiCL, (TCD %) Si2Cl6 (TCD %) Si3Cl8 (TCD %) Si4Cl1()及較高 寡聚物 (TCD %) 開始的樣品 _ - 4.5 86.5 6.4 底部物 10.9 24.8 63.4 峰 餾出物 35.1 64.9 - - 八氯丙矽烷可在合適觸媒存在下利用HC1裂解以獲得 三氯矽烷及四氯化矽。經由做爲安定中間物之六氯乙矽烷 進行反應。 5.依照實例3之蒸餾底部物之裂解 理想反應式： 觸媒

Si4Cli〇 + HC1 — Si3Cl8 + HSiCl3 觸媒

Si3Cl8 + HC1 — Si2Cl6 + HSiCl3 觸媒

Si2Cl6 + HC1 — SiCl4 +HSiCl3 程序： 在起初將210克之用於製備HCl的NaCl塡充於配備 滴液漏斗及氣體出口之1升的三頸燒瓶（反應槽1)中， 且將42 0毫升之濃H2S04導入該滴液漏斗中。在起初用添 加指示劑（酚酞）之甲氧化鈉溶液（3 0 % )塡充配備攪拌 器、氣體入口管及迴流冷凝器之2升三頸燒瓶。此燒瓶在 -18- 201233627 整個反應過程中被冰冷。 配備氣體入口管、溫度計、氣體出口管及具有餾出物 接收器之管柱頂部的250毫升四頸燒瓶在起初用24克之 下述觸媒球體及添加96.6克之主要含十氯四矽烷及較高 寡聚物的混合物（其組成參見GC表，SiCl4、Si2Cl6及 Si3Cl8已依照實例2及3從在實例1後所得之氯烷混合物 餾出）。 利用油浴將反應燒瓶（2)首先加熱至85 °C且在1小 時後加熱至95 t且將硫酸逐滴添加至該氯化鈉。調節逐滴 添加的速率以在整個實驗期間獲得約2.5升/小時之固定 HC1流量。利用在該燒瓶下部之氣體入口管，使氯化氫氣 泡經過該觸媒球體。氣流經由該迴流冷凝器導入該經冷卻 之甲氧化鈉溶液以供中和。 在2小時之反應時間後，在該反應燒瓶中設定極弱迴 流。從約3小時，液體逐漸餾出且收集在蒸餾接收器中。 在4小時之反應時間後，停止實驗。在該接收器中已 收集6.0克之餾出物。 在1小時、2小時及4小時之反應時間點上，經由隔 膜（底部1-3)，從該反應燒瓶取出樣品。進行在該接收 器中之餾出物、在該反應燒瓶取得之樣品及原料的GC分 析。 -19- 201233627 GC分析： GC分析 HSiCl3 (TCD %) SiCl4 (TCD %) Si2Cl6 (TCD %) Si3Cl8 (TCD %) Si4CI,〇 (TCD %) 較高 寡聚物 開始的樣品 • • 0.5 3.2 81.7 12.2 底部物1* 2.7 3.5 14.8 12.0 53.8 8.5 底部物 2.3 4.6 33.0 16.7 30.4 7.4 底部物3* 4.5 9.5 46.5 9.4 15.9 5.6 餾出物0 22.9 62.5 14.1 - _ *在底部樣品1-3的情況中，微量訊號發生於各主訊 號之間且係源於部分經氫化之氯矽烷寡聚物類，其 係同樣地在降解反應期間形成。這說明與1 〇〇%的偏 差。 **由於利用HC1之長且連續的氣提，故雖有甚高沸點 溫度，六氯二矽烷部分被收集在該接收器中。 八氯丙矽烷可在合適觸媒存在下利用HC1裂解以獲得 三氯矽烷及四氯化矽。經由做爲最安定中間物之八氯三矽 烷及六氯二矽烷進行反應。 經支撐之觸媒的製備 600克之含水的乙醇（H20含量=5%)及54克之3-異 丁基胺基丙基三甲氧基矽烷在起初與300克之觸媒載體（ Si 02球體，直徑約5毫米）一同被塡充。在123至1281 之油浴溫度下將反應混合物加熱5小時。在冷卻後，上清 液經抽吸濾出且該等球體以600克之含水乙醇清洗。1小 時後，該液體再次抽吸濾出。該等球體在305至35毫巴 之壓力及110至119°C之浴溫下預先乾燥1小時，然後在 -20- 201233627 <1毫巴下乾燥9.5小時。 [圖式簡單說明】 圆1是本發明之較佳方法圖解之槪略代表。 圖2顯示在本文中所進行之實驗的槪略實驗設備。 [$要元件符號說明】 用於製備HC1之反應槽 U :含有H2S04之滴液漏斗 lb : NaCl 1 C :浮子流量計 2:含有觸媒及待裂解之聚矽烷類混合物的反應槽 2a :熱板與油浴 2b :冷凝器 2c :蒸餾接收器 3 :含有用於處理揮發性裂解產務之甲氧化鈉溶液的 反應槽 3a :攪拌器 3b :冷凝器 3c :廢氣處理 -21 -

Claims (1)

1. 201233627 七、申請專利範園： 1·一種製備三氯矽烷之方法，其係藉由： a)在步驟1中，使四氯化矽及矽在>800至1450 °C 之溫度下反應， b )在步驟2中，將由步驟1所得之產物流（P S )冷 卻以獲得產物流（PG2)， c) 隨意地，在步驟3中，由該產物流（PG2)移除 STC及HCDS以獲得爲殘留物或底部產物之產物 混合物（PG3 )， d) 隨意地，在步驟4中，由步驟3之產物流PG3移 除OCTS以獲得爲殘留物或底部產物之產物混合物 (PG4)， e )在步驟5中，使源於步驟2之產物流（PG2 )或源 於步驟3之產物混合物（PG3 )或源於步驟4之產 物混合物（PG4)或產物流PG2及PG3之混合物 或產物流PG2及PG4之混合物與氯化氫反應以獲 得產物流（PHS )，及 f)在隨後之步驟6中，由所得之產物流（PHS )移除 三氯矽烷且排出殘留之含STC的底部物或將彼作 爲反應物.成分而再循環於該方法之步驟1中。 2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中步驟1是在固 定床反應器或流化床反應器中於0.1至10巴之壓力下及 基本上排除氧及水之情況下進行。 3. 如申請專利範圍第1或2項之方法，其中步驟！之 -22- 201233627 該產物流PS以0.1公分/秒至1公尺/秒之流速被導引 〇 4. 如申請專利範圍第1或2項之方法，其中該STC及 Si在步驟1中之轉化係在觸媒存在下進行，該觸媒係選自 過渡金屬或元素週期表之主族I至V之至少一種元素或一 種元素之至少一種化合物。 5. 如申請專利範圍第1或2項之方法，其中在步驟1 中之反應器連續地或分批地塡充至少一種具有至少50重 量％Si之Si含量的矽品。 6. 如申請專利範圍第1或2項之方法，其中在步驟2 中，來自步驟1之產物流（PS)使用熱交換器冷卻及/或 藉由送入液態STC中急冷，所得之產物流（PG2 )較佳具 有高於50°C (較佳高於220°C )之溫度。 7. 如申請專利範圍第1或2項之方法，其中在步驟3 中，STC及HCDS係藉由分餾作用從產物流（PG2)移除 ，STC再循環於步驟1及/或步驟2中且殘留物或底部產 物（PG3 )隨意地供應至步驟4或步驟5。 8. 如申請專利範圍第1或2項之方法，其中在步驟4 中，OCTS藉由分餾作用從來自步驟3之殘留物（PG3) 移除且其餘之殘留物或底部產物（PG4)供應至步驟5。 9. 如申請專利範圍第1或2項之方法，其中在步驟5 中之反應係在20 °C至200 °C之溫度及1〇毫巴至10巴壓力 下，使用過量HC1進行，且隨意地在觸媒存在下進行該反 應。 -23- 201233627 1 〇.如申請專利範圍第9項之方法，其中該反應係在 矽石上所承載之二異丁基胺基丙基三甲氧基矽烷的存在下 進行。 11.如申請專利範圍第1或2項之方法，其中在步驟6 中該基本上含有STC之殘留物或底部產物在TCS移除後 再循環於該方法中。 -24-