WO2010087001A1 - 炭素含有材料からなる反応容器を備える反応装置、その反応装置の腐食防止方法およびその反応装置を用いたクロロシラン類の生産方法 - Google Patents

炭素含有材料からなる反応容器を備える反応装置、その反応装置の腐食防止方法およびその反応装置を用いたクロロシラン類の生産方法 Download PDF

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reaction vessel
reaction
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gas
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和之 湯舟
真人 三谷
峯登 小林
孝夫 竹内
靖史 松尾
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電気化学工業株式会社
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    • B01J2219/025—Apparatus characterised by their chemically-resistant properties characterised by the construction materials of the reactor vessel proper
    • B01J2219/0272—Graphite

Definitions

  • the present invention relates to a reaction apparatus including a reaction vessel made of a carbon-containing material, a corrosion prevention method for the reaction apparatus, and a method for producing chlorosilanes using the reaction apparatus.
  • Chlorosilanes are expected to increase in demand as raw materials for high-purity silicon used in devices such as semiconductors and solar cells, and there has been a demand for efficient production of these.
  • SiHCl 3 trichlorosilane
  • SiCl 4 tetrachlorosilane
  • This reaction is carried out by heating a gas mixture of gasified tetrachlorosilane and hydrogen to 800 ° C. to 1300 ° C. in a carbon reaction vessel or the like (Patent Document 1).
  • a by-product such as methane reacts with chlorosilane that is generated inside the carbon reaction vessel and leaks to the outside to generate silicon carbide (SiC) as shown below.
  • SiC silicon carbide
  • a heater having a carbon electrode provided outside or outside a carbon reaction vessel is physically or chemically deteriorated.
  • water generated by the combustion of hydrogen and silicon carbide (SiC) generated by reaction of by-products such as methane with chlorosilane leaking from the inside of the carbon reaction vessel, resulting in thinning, embrittlement, or physical It has been demanded to increase the production efficiency of chlorosilanes such as trichlorosilane in a carbon reaction vessel while suppressing deterioration of the chemical or chemical.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and is provided on a gap between seams of a reaction vessel made of a carbon-containing material, an outer surface of a reaction vessel made of a carbon-containing material, or an outer side of a reaction vessel made of a carbon-containing material.
  • a reactor equipped with an electrode made of a carbon-containing material is capable of suppressing a reduction in work efficiency due to thinning, embrittlement, or physical or chemical degradation.
  • the object is to provide a reactor equipped.
  • Another object of the present invention is to provide a reaction apparatus comprising a reaction vessel made of the above-mentioned carbon-containing material, a gap between the seams of the reaction vessel made of the carbon-containing material, the outer surface of the reaction vessel made of the carbon-containing material, or A heater having an electrode made of a carbon-containing material provided outside a reaction vessel made of a carbon-containing material suppresses a reduction in work efficiency due to thinning, embrittlement, or physical or chemical deterioration. It is an object of the present invention to provide a method for preventing corrosion of a reaction apparatus provided with a reaction vessel made of the above carbon-containing material.
  • Another object of the present invention is to provide a method for preventing corrosion of chlorosilanes using a method for preventing corrosion of a reactor equipped with a reaction vessel comprising the above-mentioned carbon-containing material, which can achieve high production efficiency of chlorosilanes such as trichlorosilane. It is to provide a production method.
  • a reaction vessel made of a carbon-containing material having a seam for causing a gas phase reaction between chlorosilanes and hydrogen
  • a heater including an electrode made of a carbon-containing material for heating the reaction vessel
  • a reaction A heat-resistant outer cylinder container for storing the container and the heater
  • an inert gas supply device for supplying an inert gas to a gap between the reaction container and the outer cylinder container, and a gap between the reaction container and the outer cylinder container
  • a reaction device including an inert gas pressure regulator that adjusts the supply amount of the inert gas so that the external pressure of the gas becomes higher than the internal pressure of the reaction vessel.
  • the carbon-containing material is used. From the inside of the reaction vessel, hydrogen and water generated by hydrogen combustion are prevented from leaking out. As a result, it is provided with an electrode made of a carbon-containing material provided on a gap of a reaction vessel made of a carbon-containing material, an outer surface of the reaction vessel made of a carbon-containing material, or an outer side of the reaction vessel made of a carbon-containing material. It is possible to suppress the heater from being thinned or embrittled by the reaction shown below.
  • this structure can suppress that byproducts, such as methane, and chlorosilanes leak outside from the inside of the reaction container which consists of a carbon containing material. Therefore, the reaction of by-products such as methane and chlorosilanes leaking from the inside to the outside of the reaction vessel made of the carbon-containing material can be similarly suppressed. As a result, the generation of silicon carbide (SiC) is suppressed as shown below, so that the generated silicon carbide is a gap between the joints of the reaction vessel made of the carbon-containing material, the reaction vessel made of the carbon-containing material.
  • SiC silicon carbide
  • the gap between the seams of the reaction vessel made of the carbon-containing material, the outer surface of the reaction vessel made of the carbon-containing material, or the carbon-containing material provided outside the reaction vessel made of the carbon-containing material A heater including an electrode made of the above can suppress a reduction in work efficiency due to thinning, embrittlement, or physical or chemical degradation.
  • a method for preventing corrosion of the reaction apparatus the step of supplying an inert gas to the gap between the reaction container and the outer cylinder container, and between the reaction container and the outer cylinder container. And a step of adjusting the supply amount of the inert gas so that the external pressure of the gap is higher than the internal pressure in the reaction vessel.
  • the carbon-containing material is used.
  • the leakage of hydrogen and water produced by hydrogen combustion from the inside of the reaction vessel is suppressed.
  • the gap between the seams of the reaction vessel made of the carbon-containing material, the outer surface of the reaction vessel made of the carbon-containing material, or the carbon-containing material provided outside the reaction vessel made of the carbon-containing material A heater including an electrode made of the above can suppress a reduction in work efficiency due to thinning, embrittlement, or physical or chemical degradation.
  • a method for producing chlorosilanes using the above reaction apparatus the step of supplying an inert gas into the gap between the reaction vessel and the outer tube vessel, and the reaction vessel and the outer tube.
  • the starting mixed gas is heated in a reaction vessel by a heater, the chlorosilanes gas and hydrogen gas in the starting mixed gas are reacted to reduce the chlorosilanes gas, and another type that is further reduced
  • a method for producing chlorosilanes gas the step of supplying an inert gas into the gap between the reaction vessel and the outer tube vessel, and the reaction vessel and the outer tube.
  • the carbon-containing material is used.
  • the leakage of hydrogen and water produced by hydrogen combustion from the inside of the reaction vessel is suppressed.
  • the gap between the seams of the reaction vessel made of the carbon-containing material, the outer surface of the reaction vessel made of the carbon-containing material, or the carbon-containing material provided outside the reaction vessel made of the carbon-containing material A heater including an electrode made of the above can suppress a reduction in work efficiency due to thinning, embrittlement, or physical or chemical degradation. Therefore, according to this method, it is possible to reduce the need to suspend the operation of the process by repairing or replacing the reaction vessel or the outer tube vessel, etc., so that high production efficiency of chlorosilanes such as trichlorosilane is achieved as a whole process. can do.
  • the carbon-containing material is used.
  • a heater provided with a gap between seams of the reaction vessel, an outer surface of the reaction vessel made of a carbon-containing material, or an electrode made of a carbon-containing material provided on the outside of the reaction vessel made of a carbon-containing material is reduced in thickness and brittle. Or decrease in work efficiency due to physical or chemical degradation
  • reaction container 2 substantially cylindrical body 3: ring 4: reaction container canopy part 5: reaction container bottom plate part 6: inlet 7: outlet 8: outlet pipe 9: male thread part 10: female thread part 11: filling Member 100: Reaction vessel 101: Substantially cylindrical body 102: Shoulder portion 103: Projection portion 106: Introducing tube 108: Extraction tube 200: Heater 202: Electrode 204: Carbon terminal 206: Metal terminal 300: Outer cylinder container 400: Gap 500 : Inert gas supply device 600: Inert gas pressure regulator 1000: Reactor
  • the expression “minimum value to maximum value” means a numerical range not less than the minimum value and not more than the maximum value.
  • the notation “%” means mol% unless otherwise specified.
  • chlorosilanes mean chlorinated silicon, and compounds classified into silicon chloride such as SiCl 4 , SiHCl 3 , SiH 2 Cl 2 , and SiH 3 Cl. It is a concept that includes
  • chlorosilane (silicon chloride) includes the following four types. Substance name Chemical formula Boiling point Tetrachlorosilane (silicon tetrachloride) SiCl 4 57 ° C Trichlorosilane SiHCl 3 32 ° C Dichlorosilane SiH 2 Cl 2 8 ° C Monochlorosilane SiH 3 Cl 30 ° C In addition, said trichlorosilane is classified into the dangerous goods (class 3) of the Fire Service Act.
  • reduction of chlorosilanes means that chlorosilanes are reacted with a reducing substance such as hydrogen gas to obtain a higher degree of reduction (lower degree of halogenation).
  • a reducing substance such as hydrogen gas
  • tetrachlorosilane it means that chlorosilanes are reduced in the following order.
  • hydrogen refers to hydrogen molecule (hydrogen gas) H 2 which is a simple substance of hydrogen. Hydrogen molecules are colorless and odorless gases at room temperature, have a boiling point of ⁇ 252.6 ° C., are light and extremely flammable.
  • ammonia Haber-Bosch method
  • the cheapest and cleanest reducing agent including the production process of trichlorosilane, dichlorosilane, monochlorosilane and monosilane, the production of hydrochloric acid, the reduction of metal ore, It is used in various fields such as reforming and desulfurization.
  • FIG. 1 is a schematic view of a reaction apparatus according to this embodiment.
  • a reaction apparatus 100 according to this embodiment is provided with a reaction vessel 100 made of a carbon-containing material having a seam for causing a chlorosilane and hydrogen to undergo a gas phase reaction.
  • the reaction apparatus 1000 is provided with a heater 200 including an electrode 202 made of a carbon-containing material for heating the reaction vessel 100. Further, the reaction apparatus 1000 is provided with a heat-resistant outer cylinder container 300 for storing the reaction container 100 and the heater 200.
  • the heater 200 is composed of members such as a carbon terminal 204 and a metal terminal 206 (also referred to as Inconel), and a plurality of heaters 200 are provided around the reaction vessel 100.
  • the heaters 200 are all suspended from the top of the reactor 1000 toward the bottom, but are not limited to such an installation method.
  • the outer cylinder container 300 is provided with a lateral through hole (not shown) for connecting the extraction pipe 108 protruding from the reaction container 100 to an external quenching tower (not shown).
  • the extraction pipe 108 passes through the through hole and communicates the inside of the reaction vessel 100 and the inside of the quenching tower.
  • a heat insulating material such as brick may be provided inside the outer cylinder container 300.
  • the reaction apparatus 1000 is provided with an inert gas supply device 500 that supplies an inert gas to the gap 400 between the reaction vessel 100 and the outer cylinder vessel 300. Further, in the reaction apparatus 1000, the supply amount of the inert gas is adjusted so that the external pressure of the gap 400 between the reaction container 100 and the outer cylinder container 300 is higher than the internal pressure in the reaction container 100.
  • An inert gas pressure regulator 600 is provided.
  • a starting mixed gas containing tetrachlorosilane gas and hydrogen gas is supplied to the reactor 1000 from the outside through the introduction pipe 106.
  • the starting mixed gas is supplied in a state heated to about 600 ° C. from the bottom of the reaction vessel 100 of the reaction apparatus 1000. Is preferred.
  • the starting mixed gas supplied in a state heated to about 600 ° C. from the bottom of the reaction vessel 100 reacts with the tetrachlorosilane gas and the hydrogen gas in the reaction vessel 100 to generate trichlorosilane gas. It is preferable to heat to about 1300 ° C. by the heater 200 from the outside of the container 100.
  • the produced mixed gas containing trichlorosilane gas produced in the reaction vessel 100 is extracted from the reaction vessel 100 through the extraction tube 108 and immediately introduced into the quenching tower as it is. Then, the product mixed gas containing trichlorosilane gas introduced into the quenching tower is quenched by the cooling liquid in the quenching tower, and the equilibrium state is frozen in the state where the equilibrium reaction according to the following equation is tilted to the right. Makes it possible to recover the trichlorosilane gas. SiCl 4 + H 2 ⁇ SiHCl 3 + HCl
  • the supply amount of the inert gas is adjusted so that the external atmospheric pressure of the gap 400 between the reaction vessel 100 and the outer cylinder vessel 300 is higher than the internal atmospheric pressure in the reaction vessel 100. Therefore, leakage of hydrogen and water generated by hydrogen combustion from the inside of the reaction vessel 100 made of the carbon-containing material is suppressed. As a result, the gap between the seams of the reaction vessel 100 made of the carbon-containing material, the outer surface of the reaction vessel 100 made of the carbon-containing material, or the carbon-containing material provided outside the reaction vessel 100 made of the carbon-containing material. It can suppress that the heater 200 provided with the electrode 202 will be thinned or embrittled by the reaction shown below.
  • this reaction apparatus 1000 can suppress that a by-product like methane and chlorosilanes leak outside from the inside of the reaction container 100 made of a carbon-containing material. Therefore, the reaction of byproducts such as methane and chlorosilanes leaking from the inside to the outside of the reaction vessel 100 made of the carbon-containing material can be similarly suppressed. As a result, generation of silicon carbide (SiC) is suppressed as shown below, so that the generated silicon carbide is a gap between the seams of the reaction vessel 100 made of a carbon-containing material, a reaction made of a carbon-containing material.
  • SiC silicon carbide
  • this reaction apparatus 1000 it is provided in the clearance gap of the reaction container 100 which consists of carbon containing materials, the outer surface of the reaction container 100 which consists of carbon containing materials, or the outer side of the reaction container 100 which consists of carbon containing materials.
  • the heater 200 including the electrode 202 made of the carbon-containing material can suppress a reduction in work efficiency due to thinning, embrittlement, or physical or chemical degradation.
  • FIG. 2 is a schematic longitudinal sectional view showing an example of a carbon reaction vessel provided in the reaction apparatus according to the present embodiment.
  • the carbon reaction vessel 100 for reacting tetrachlorosilane and hydrogen is preferably originally formed integrally in order to realize excellent durability and heat transfer efficiency. Due to the above problem, as shown in FIG. 2, a multi-stage structure in which a plurality of carbon substantially cylindrical bodies 101 are connected and integrated.
  • the inner diameter of the upper end of the substantially carbon cylinder 101 is larger than the inner diameter of the cylindrical part.
  • a shoulder 102 is formed by a step caused by the difference in inner diameter.
  • the outer diameter of the lower end of the substantially cylindrical body 101 made of carbon is reduced from the outer diameter of the cylindrical portion, and the protruding portion 103 is formed by a step formed by the difference in outer diameter between the lower end and the cylindrical portion.
  • the shoulder 102 and the protrusion 103 are fitted into the shoulder 102 of the other carbon substantially cylindrical body 101 when the carbon substantially cylindrical bodies 101 are connected to each other.
  • the depth of the shoulder 102 and the length of the protrusion 103 are designed to be the same.
  • a corresponding thread or screw groove (not shown) is provided on the inner peripheral surface of the shoulder portion 102 and the outer peripheral surface of the protruding portion 103.
  • An appropriate sealing material such as a cement material may be used for the connecting portion in order to maintain the airtightness between the substantially cylindrical bodies 101 made of carbon.
  • the carbon reaction vessel 100 is configured such that the plurality of carbon substantially cylindrical bodies 101 are arranged substantially coaxially with their end portions butted, so that a plurality of carbon substantially cylindrical bodies are arranged. There is almost no gap between the joints 101, and as will be described later, the flow of gas through the joint is hindered to some extent, though not completely.
  • the carbon substantially cylindrical body 101 having the above structure is formed by connecting and integrating a plurality of carbon substantially cylindrical bodies 101, there is a seam for the connection.
  • a suitable sealing material such as a cement material is used to maintain the airtightness between the substantially cylindrical bodies 101 made of carbon, a complete seal that does not allow any gas to pass through is used. Since it is difficult to carry out, it is inevitable that some gas flows through the seam between the inside and outside of the carbon reaction vessel 100. For this reason, hydrogen or water produced by hydrogen combustion may leak out from the inside of the carbon reaction vessel 100 through this joint. Furthermore, by-products such as methane and chlorosilanes may leak out from the inside of the carbon reaction vessel 100 through this joint.
  • the reaction vessel 100 is made of carbon or graphite, the gap between the joints of the carbon reaction vessel 100, the outer surface of the carbon reaction vessel 100, hydrogen leaking out from the gaps of the joints, There is a possibility that the water generated by the combustion of hydrogen may be thinned or embrittled. Further, the seam gap of the carbon reaction vessel 100 and the outer surface of the carbon reaction vessel 100 are physically or chemically deteriorated by by-products such as methane and chlorosilanes leaking from the gap of the seam. There is also a risk.
  • the heater 200 including the carbon electrode 202 is generated by hydrogen leaking from the gap of the seam or by combustion of hydrogen. There is a risk of thinning or embrittlement depending on the water to be used.
  • the heater 200 including the carbon electrode 202 may be physically or chemically deteriorated by a by-product such as methane or chlorosilanes leaking from the gap of the joint.
  • the supply amount of the inert gas is such that the external atmospheric pressure of the gap 400 between the reaction container 100 and the outer cylinder container 300 is higher than the internal atmospheric pressure in the reaction container 100. Therefore, hydrogen and water generated by hydrogen combustion are prevented from leaking from the inside of the carbon reaction vessel 100 through the joint.
  • the heater 200 including the gap between the seams of the carbon reaction vessel 100, the outer surface of the carbon reaction vessel 100, or the carbon electrode 202 provided on the outside of the carbon reaction vessel 100 is subjected to the following reaction. , It is possible to suppress thinning or embrittlement.
  • the inert gas is not particularly limited, and any inert gas can be used.
  • inert gases it is preferable to use, for example, nitrogen gas or a rare gas (helium gas, neon gas, argon gas, krypton gas, xenon gas, radon gas) because of easy availability and poor chemical reactivity.
  • nitrogen gas or a rare gas helium gas, neon gas, argon gas, krypton gas, xenon gas, radon gas
  • argon gas since the ratio which occupies in the air among these noble gases is large and is ready for acquisition, it is particularly preferable to use argon gas.
  • the external atmospheric pressure is preferably adjusted to be 102% or more with respect to the internal atmospheric pressure, and more preferably adjusted to be 105% or more. preferable.
  • the internal pressure is 100 kPa
  • the external pressure is preferably 110 kPa. In this case, it can be said that the external pressure is 110% with respect to the internal pressure. If this external atmospheric pressure is 102% or more or 105% or more with respect to the internal atmospheric pressure rather than the internal atmospheric pressure, the leakage of hydrogen and water generated by hydrogen combustion from the inside of the carbon reaction vessel 100 is suppressed. Is done. Further, in this case, it is possible to suppress leakage of byproducts such as methane and chlorosilanes from the inside of the carbon reaction vessel 100 to the outside.
  • the reaction apparatus of the present embodiment basically has the same configuration as that of the reaction apparatus of Embodiment 1, description of common contents is omitted.
  • the reaction apparatus of this embodiment differs from the reaction apparatus of Embodiment 1 in the structure of the seam of the substantially cylindrical carbon body constituting the reaction vessel and the presence or absence of a silicon carbide (SiC) coat inside and outside the reaction vessel. Yes.
  • SiC silicon carbide
  • FIG. 3 is a schematic longitudinal sectional view showing another example of a carbon reaction vessel provided in the reaction apparatus according to the embodiment.
  • a plurality of substantially cylindrical bodies 2 made of carbon are arranged substantially coaxially up and down with their ends facing each other, and the butted ends are screwed and fastened with a carbon ring 3 from the outside. It is constituted by.
  • the substantially cylindrical body 2 arranged at the upper end is closed at the upper end side to form the canopy portion 4 of the reaction vessel 1, and the substantially cylindrical body 2 arranged at the lower end is closed at the lower end side to form the bottom plate portion 5 of the reaction vessel 1.
  • a source gas inlet 6 is formed at the center of the bottom plate 5, and a gas outlet 7 after reaction is formed on the side wall of the substantially cylindrical body 2 on the upper side far from the inlet.
  • the extraction pipe 8 is connected to the extraction outlet 7.
  • the carbon reaction vessel 1 is placed in an outer cylinder provided with a plurality of elongated heaters extending in the vertical direction, and the outer wall of the reaction vessel 1 is heated by the heater, whereby tetrachlorosilane introduced from the introduction port. And hydrogen gas are reacted at a high temperature of about 800 ° C. to about 1300 ° C. and extracted from the reaction outlet 7 in the form of a reaction product gas containing trichlorosilane.
  • the carbon substantially cylindrical body 2 of the present embodiment is substantially cylindrical with male screw portions 9 formed on the outer periphery of the upper and lower ends, as shown in FIG. Unlike the cylindrical body 101 used in the carbon reaction container 100 of the form 1, no shoulder or protrusion is formed at the upper end or the lower end. Therefore, it has an extremely simple shape without large unevenness, and the thickness can be made substantially uniform over the entire length direction, so that it has excellent resistance to physical impact and thermal impact. Further, since the substantially cylindrical body 2 made of carbon is assembled by rubbing the upper surface and the lower surface, a gap is hardly generated at the seam during assembly.
  • the thickness of the carbon substantially cylindrical body 2 is typically 0.5 to 20 cm, preferably 1.5 cm, in order to maintain strength and to avoid peeling of the silicon carbide coating described later on the surface thereof. It is preferable to set it to ⁇ 15 cm.
  • a male thread portion 9 for screwing the carbon substantially cylindrical body 2 to the carbon ring 3 is formed on the upper end outer peripheral surface and the lower end outer peripheral surface of the carbon substantially cylindrical body 2, respectively.
  • the formation width of the male threaded portion 9 on the outer peripheral surface of the upper end and the outer peripheral surface of the lower end is not particularly limited, but in order to ensure the screw fastening with the carbon ring 3, the substantially cylindrical body 2 made of carbon.
  • the cylindrical height is preferably 8/100 or more, more preferably 9/100 or more.
  • the direction of winding of the male screw portion 9 to be formed, the number of threads, the shape of the thread, the diameter and the pitch are not particularly limited.
  • the material constituting the substantially cylindrical body 2 made of carbon a graphite material having excellent airtightness is preferable, and particularly, the strength is high due to the fine particle structure, and the characteristics such as thermal expansion are the same in any direction. Therefore, it is preferable to use isotropic high-purity graphite that is also excellent in heat resistance and corrosion resistance.
  • the carbon ring 3 of the present embodiment is a substantially cylindrical ring in which a female thread portion 10 is formed on the inner peripheral surface as shown in FIG. Like the carbon substantially cylindrical body 2, it has an extremely simple shape without large unevenness, and the thickness is almost uniform over the width direction, so it has excellent resistance to physical and thermal shocks. Have.
  • the carbon ring 3 needs to be screwed to the male screw portion 9 on the upper end outer peripheral surface or the lower outer peripheral surface of the carbon substantially cylindrical body 2 by the female screw portion 10 formed on the inner peripheral surface thereof, the inner diameter thereof is the carbon.
  • the outer diameter of the substantially cylindrical body 2 is substantially the same.
  • the thickness of the carbon ring 3 in the radial direction is typically 0.5 to 20 cm, preferably 1. to maintain strength and avoid peeling of the silicon carbide coating described later on the surface. It is preferably 5 cm to 15 cm.
  • the vertical width of the carbon ring 3 must be surely screwed with the upper end of one carbon substantially cylindrical body 2 and the lower end of the other carbon substantially cylindrical body 2 to be connected.
  • the vertical width of the carbon ring 3 may be 10/100 or more and 1/2 or less, more preferably 12/100 or more and 1/2 or less, of the cylindrical height of the carbon substantially cylindrical body 2. preferable.
  • the winding direction, the number of threads, the shape of the thread groove, the diameter, and the pitch of the female screw portion 10 formed on the inner peripheral surface of the carbon ring 3 are the same as those of the butted end portions of the two carbon substantially cylindrical bodies 2 to be connected. It must correspond to the threads formed on the outer peripheral surface.
  • the material constituting the carbon ring 3 is preferably the same as the material constituting the carbon substantially cylindrical body 2 so that the coefficient of thermal expansion is not extremely different from that of the carbon substantially cylindrical body 2 described above.
  • the silicon carbide coating is extremely resistant to these chemical decompositions, it is preferable to form a silicon carbide coating on the surfaces of the substantially carbon cylinder 2 and the carbon ring 3.
  • the silicon carbide coating is not particularly limited, but typically can be formed by vapor deposition by a CVD method.
  • a silicon halide compound such as tetrachlorosilane or trichlorosilane and a hydrocarbon compound such as methane or propane Or a heated carbon while thermally decomposing silicon halide compounds having hydrocarbon groups such as methyltrichlorosilane, triphenylchlorosilane, methyldichlorosilane, dimethyldichlorosilane, and trimethylchlorosilane with hydrogen.
  • a method of depositing silicon carbide on the surfaces of the substantially cylindrical body 2 and the carbon ring 3 can be used.
  • the thickness of the silicon carbide coating is preferably 10 to 500 ⁇ m, more preferably 30 to 300 ⁇ m. If the thickness of the silicon carbide coating is 10 ⁇ m or more, corrosion of the carbon substantially cylindrical body 2 and the carbon ring 3 caused by hydrogen, water, methane, etc. existing in the reaction vessel can be sufficiently suppressed, and if the thickness is 500 ⁇ m or less. For example, cracking of the silicon carbide coating and cracking of the carbon substantially cylindrical body 2 and the carbon ring 3 structure are not promoted.
  • the formed silicon carbide coating is a dense and uniform pinhole-free coating and is excellent in chemical stability. Therefore, the carbon formed by the carbon substantially cylindrical body 2 and the carbon ring 3 coated with the silicon carbide coating. If the reaction of chlorosilane and hydrogen is performed in the reaction container 1, the frequency of repairing the equipment can be reduced and the work efficiency can be further improved.
  • an appropriate seal such as a cement material is previously attached to the upper and outer peripheral surfaces of the carbon substantially cylindrical body 2 or the inner peripheral surface of the carbon ring 3. It is preferable to apply the material.
  • the joints of both members may be closed with a sealing material.
  • the case where the upper and outer peripheral surfaces of the substantially cylindrical body 2 and the inner peripheral surface of the carbon ring 3 are provided with threads or screw grooves and the two members are screwed together has been described.
  • any structure may be used as long as the upper and outer peripheral surfaces of the substantially cylindrical body 2 can be fastened to the carbon ring 3.
  • the outer diameter of the upper end and the lower end of the substantially cylindrical body 2 made of carbon may be smaller than the outer diameter of the cylindrical portion, and the upper end and the lower end may be fitted into the carbon ring 3 and joined with a sealing material.
  • convex portions may be formed on the outer peripheral surfaces of the upper and lower ends of the substantially cylindrical body 2 at intervals in the circumferential direction, and concave portions may be formed at corresponding positions on the inner periphery of the carbon ring 3.
  • a carbon filling member 11 that forms a gas passage that disturbs the flow of the mixed gas composed of chlorosilane and hydrogen may be disposed inside the carbon reaction vessel 1.
  • a carbon filling member 11 By disposing such a carbon filling member 11, it is possible to effectively mix the mixed gas in the reaction vessel 1, to secure a longer residence time, and to improve the heat transfer efficiency for the supplied mixed gas. Therefore, the production efficiency of trichlorosilane can be improved.
  • the surface of the carbon filling member 11 is coated with a silicon carbide coating from the viewpoint of reducing the frequency of repairing the equipment and further improving the work efficiency.
  • the carbon filling member 11 means a member which is disposed in the gas flow passage in the reaction vessel 1 and causes a disturbance in the gas flow.
  • a molded filling such as Raschig ring or a wrestling ring, Any structure such as a plate or baffle plate may be used.
  • Various arrangements are possible depending on the type of the filling member 11 as long as the arrangement method can cause disturbance in the flow of chlorosilane and hydrogen gas.
  • the carbon filling member 11 is composed of a plurality of partition plates that divide the inside of the carbon reaction vessel 1 into a plurality of small chambers, and the partition plates are formed with a plurality of vent holes penetrating the partition plates.
  • the position, number, size, and the like of the vent holes can be set arbitrarily, but it is preferable to set the gas components so that the gas components can be reliably mixed and the residence time can be secured longer.
  • the silicon carbide film of the carbon filling member 11 is formed by a CVD method, and the thickness of the film is 10 to 500 ⁇ m. Furthermore, since it is excellent in thermal shock resistance, it is preferable if the carbon filling member 11 is made of graphite.
  • the SiC coating when the SiC coating is provided on the outer surface of the carbon reaction vessel 1, the SiC coating may not be provided on the upper surface and the lower surface of the substantially cylindrical body 2 and the outer surface region in the vicinity thereof. preferable. This is because if the SiC coating is applied to the upper end surface and the lower end surface, the seal at that portion is deteriorated.
  • Example 1 A substantially cylindrical carbon cylinder made of isotropic graphite having a diameter of 15 cm, a height of 10 cm, and a thickness of 3 cm, and has an external thread on the outer peripheral surface extending 3.5 cm from the upper end and the outer peripheral surface extending 3.5 cm from the lower end.
  • a plurality of carbon substantially cylindrical bodies provided with a portion were prepared.
  • a male screw portion was provided on the outer peripheral surface of the end portion on the connection side for the upper end side substantially cylindrical body constituting the canopy portion of the reaction vessel and the lower end side substantially cylindrical body constituting the bottom plate portion of the reaction vessel.
  • the carbon cylinders were installed in a CVD reactor, and the inside of the apparatus was replaced with argon gas. Heated to 1200 ° C. A mixed gas of trichloromethylsilane and hydrogen (molar ratio 1: 5) was introduced into the CVD reactor, and a silicon carbide film having a thickness of 200 ⁇ m was formed on the entire surface of the substantially carbon cylinder by the CVD method.
  • a carbon ring made of isotropic graphite having an inner diameter of 15 cm, a vertical width of 7.5 cm, and a radial thickness of 3.6 cm, the male ring formed on the inner peripheral surface of the carbon substantially cylindrical body.
  • a plurality of carbon rings each having a female thread portion to be screwed with the thread portion were prepared, and a silicon carbide coating was applied to the entire surface in the same manner as described above.
  • a reaction vessel main body was constituted by using these carbon substantially cylindrical bodies and carbon rings, and piping and a heating device were set in the reaction vessel to prepare a reaction furnace. Then, this reactor is installed in the reaction apparatus shown in FIG. 1 described in Embodiment 1, and a heater having a plurality of carbon electrodes is provided in the gap between the reaction vessel and the outer cylinder vessel, and the reaction is performed.
  • a process for generating a gas containing trichlorosilane from a mixed gas of tetrachlorosilane and hydrogen was constructed so that the inside of the container could be heated.
  • argon gas is supplied from an argon gas supply port into the gap between the reaction container and the outer cylinder, and the external pressure in the gap is 102% of the internal pressure of the reaction container.
  • the supply amount of argon gas was controlled so as to be the above.
  • Example 2 A reaction furnace was prepared in the same manner as in Example 1 except that a carbon filling member having a silicon carbide coating on the surface was disposed in the reaction vessel.
  • the carbon filling member used in this example is made of isotropic graphite, has a disk shape with a diameter of 8.8 cm and a thickness of 0.5 cm, and the disk is used as a support bar at a position 4.4 cm from the center.
  • a fixing hole for fixing is provided, a plurality of air holes having a diameter of 0.2 cm are provided at arbitrary positions of the disk, and a silicon carbide film having a thickness of 200 ⁇ m is provided on the entire surface.
  • These carbon filling members were fixed to a support rod made of isotropic graphite having a length of 65 cm with a silicon carbide coating on the surface in the same manner as described above with a spacing of 0.9 cm and placed in a carbon reaction vessel. Arranged.
  • the reaction vessel was disassembled and the carbon substantially cylindrical body was observed. Even in this example, no cracks or cracks were observed in the carbon substantially cylindrical body. It was. In addition, almost no significant corrosion was observed on the inner and outer surfaces of the substantially carbon cylinder. Furthermore, almost no significant corrosion was observed on the heater surface.
  • ⁇ Comparative Example 1> It is a substantially cylindrical carbon cylinder made of isotropic graphite having an outer diameter of 15 cm, a height of 10 cm, and a thickness of 3 cm, with a shoulder at a depth of 3.8 cm at the upper end and a length of 3. at the lower end.
  • a plurality of carbon substantially cylindrical bodies having 8 cm protrusions were prepared.
  • a screw groove was formed on the inner peripheral surface of the shoulder, and a screw thread corresponding to the screw groove was formed on the outer peripheral surface of the protrusion.
  • the silicon carbide coating was not formed on the inner and outer peripheral surfaces of the substantially carbon cylinder.
  • these carbon substantially cylindrical bodies are screwed and fastened directly to constitute a reaction vessel main body, and in the same manner as in Example 1, piping and a heating device are set in the reaction vessel to prepare a reaction furnace. It was. Then, this reactor is installed in the reaction apparatus shown in FIG. 1 described in Embodiment 1, and a heater having a plurality of carbon electrodes is provided in the gap between the reaction vessel and the outer cylinder vessel, and the reaction is performed.
  • a process for generating a gas containing trichlorosilane from a mixed gas of tetrachlorosilane and hydrogen was constructed so that the inside of the container could be heated.
  • hydrogen gas is supplied instead of argon gas into the gap between the reaction vessel and the outer cylinder vessel, and the external pressure in the gap is 102% or more with respect to the internal pressure of the reaction vessel.
  • the supply amount of hydrogen gas was controlled so that
  • ⁇ Comparative example 2> It is a substantially cylindrical carbon cylinder made of isotropic graphite having an outer diameter of 15 cm, a height of 10 cm, and a thickness of 3 cm, with a shoulder at a depth of 3.8 cm at the upper end and a length of 3. at the lower end.
  • a plurality of carbon substantially cylindrical bodies having 8 cm protrusions were prepared.
  • a screw groove was formed on the inner peripheral surface of the shoulder, and a screw thread corresponding to the screw groove was formed on the outer peripheral surface of the protrusion.
  • the silicon carbide coating was not formed on the inner and outer peripheral surfaces of the substantially carbon cylinder.
  • these carbon substantially cylindrical bodies are screwed and fastened directly to constitute a reaction vessel main body, and in the same manner as in Example 1, piping and a heating device are set in the reaction vessel to prepare a reaction furnace. It was. Then, this reactor is installed in the reaction apparatus shown in FIG. 1 described in Embodiment 1, and a heater having a plurality of carbon electrodes is provided in the gap between the reaction vessel and the outer cylinder vessel, and the reaction is performed.
  • a process for generating a gas containing trichlorosilane from a mixed gas of tetrachlorosilane and hydrogen was constructed so that the inside of the container could be heated.
  • argon gas was supplied from the argon gas supply port to the gap between the reaction vessel and the outer cylinder vessel, so that the external atmospheric pressure in the gap was smaller than the internal pressure of the reaction vessel.
  • the supply amount of argon gas was controlled.
  • the reaction container made of the carbon-containing material is adjusted.
  • Byproducts such as methane and chlorosilanes can be prevented from leaking from the inside. Therefore, the reaction of by-products such as methane and chlorosilanes leaking from the inside to the outside of the reaction vessel made of the carbon-containing material can be similarly suppressed.
  • the generation of silicon carbide (SiC) is suppressed as shown below, so that the generated silicon carbide is a gap between the joints of the reaction vessel made of the carbon-containing material, the reaction vessel made of the carbon-containing material.

Abstract

　炭素含有材料からなる反応容器の継目の隙間、炭素含有材料からなる反応容器の外側の表面、または炭素含有材料からなる反応容器の外側に設けられている炭素含有材料からなる電極を備えるヒーターが、減肉、脆化、あるいは物理的または化学的に劣化することによる作業能率の低下を抑制することのできる、炭素含有材料からなる反応容器を備える反応装置を提供する。　クロロシラン類と水素とを気相反応させるための、継目を有する炭素含有材料からなる反応容器と、反応容器を加熱するための炭素含有材料からなる電極を備えるヒーターと、反応容器およびヒーターを格納するための耐熱性の外筒容器と、反応容器および外筒容器の間の空隙に不活性ガスを供給する不活性ガス供給器と、反応容器および外筒容器の間の空隙の外部気圧を、反応容器内の内部気圧よりも高くなるように、不活性ガスの供給量を調整する不活性ガス圧力調整器と、を備える反応装置を提供する。

Description

炭素含有材料からなる反応容器を備える反応装置、その反応装置の腐食防止方法およびその反応装置を用いたクロロシラン類の生産方法
　本発明は、炭素含有材料からなる反応容器を備える反応装置、その反応装置の腐食防止方法およびその反応装置を用いたクロロシラン類の生産方法に関する。
　クロロシラン類は、半導体や太陽電池等の素子に使用される高純度シリコンの原料として益々需要の増加が見込まれており、従来からこれらを効率良く製造することが要望されている。
　その製法の一部として、例えば、テトラクロロシラン（ＳｉＣｌ４）と水素（Ｈ２）とを接触させることによるトリクロロシラン（ＳｉＨＣｌ３）の生成がある。
　　　　ＳｉＣｌ４＋Ｈ２→ＳｉＨＣｌ３＋ＨＣｌ
　この反応は、カーボン製反応容器等において、ガス化したテトラクロロシランと水素との混合ガスを８００℃～１３００℃に加熱して行われる（特許文献１）。
　しかしながら、特許文献１に記載の技術では、カーボン製反応容器の内側が、カーボン製反応容器内に供給される水素や、水素の燃焼により生成する水によって、以下に示すように、減肉または脆化されてしまう。
　また、カーボン製反応容器の継目の隙間、カーボン製反応容器の外側の表面、またはカーボン製反応容器の外側に設けられているカーボン電極を備えるヒーターが、カーボン製反応容器の内側から漏れ出した水素や、水素の燃焼により生成する水によって、以下に示す反応により、減肉または脆化されてしまう。
　　　　Ｃ＋２Ｈ２→ＣＨ４
　　　　Ｃ＋Ｈ２Ｏ→Ｈ２＋ＣＯ
　　　　Ｃ＋２Ｈ２Ｏ→２Ｈ２＋ＣＯ２
　さらに、メタンのような副産物は、カーボン製反応容器の内側で生成されて外側に漏れ出してくるクロロシランと反応して以下に示すように炭化珪素（ＳｉＣ）を生成し、生成された炭化珪素が、カーボン製反応容器の継目の隙間、カーボン製反応容器の外側の表面、またはカーボン製反応容器の外側に設けられているカーボン電極を備えるヒーターに付着して、カーボン製反応容器の継目の隙間が閉塞して、熱膨張・収縮に伴って熱膨張率の違いから継目の隙間に無理な応力が集中して、カーボン製反応容器の継目の隙間の周囲に亀裂が入ることや、カーボン製反応容器の外側またはカーボン製反応容器の外側に設けられているカーボン電極を備えるヒーターが物理的または化学的に劣化することがあった。
　　　　Ｃ＋２Ｈ２→ＣＨ４
　　　　ＣＨ４＋ＳｉＣｌ４→ＳｉＣ＋４ＨＣｌ
　かくして、カーボン製反応容器の継目の隙間、カーボン製反応容器の外側の表面、またはカーボン製反応容器の外側に設けられているカーボン電極を備えるヒーターが、カーボン製反応容器の内側から漏れ出した水素や、水素の燃焼により生成する水や、メタンのような副産物がカーボン製反応容器の内側から漏れ出したクロロシランと反応して生成する炭化珪素（ＳｉＣ）などによって、減肉、脆化、あるいは物理的または化学的に劣化することを抑制しつつ、カーボン製反応容器におけるトリクロロシランなどのクロロシラン類の生成効率を高めることが求められていた。
特開平９－１５７０７３
発明の概要
　本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、炭素含有材料からなる反応容器の継目の隙間、炭素含有材料からなる反応容器の外側の表面、または炭素含有材料からなる反応容器の外側に設けられている炭素含有材料からなる電極を備えるヒーターが、減肉、脆化、あるいは物理的または化学的に劣化することによる作業能率の低下を抑制することのできる、炭素含有材料からなる反応容器を備える反応装置を提供することを目的としている。
　また、本発明の別の目的は、上記の炭素含有材料からなる反応容器を備える反応装置において、炭素含有材料からなる反応容器の継目の隙間、炭素含有材料からなる反応容器の外側の表面、または炭素含有材料からなる反応容器の外側に設けられている炭素含有材料からなる電極を備えるヒーターが、減肉、脆化、あるいは物理的または化学的に劣化することによる作業能率の低下を抑制することのできる、上記の炭素含有材料からなる反応容器を備える反応装置の腐食防止方法を提供することである。
　さらに、本発明の他の目的は、トリクロロシランなどのクロロシラン類の高い生成効率を達成することができる、上記の炭素含有材料からなる反応容器を備える反応装置の腐食防止方法を用いたクロロシラン類の生産方法を提供することである。
　本発明によれば、クロロシラン類と水素とを気相反応させるための、継目を有する炭素含有材料からなる反応容器と、反応容器を加熱するための炭素含有材料からなる電極を備えるヒーターと、反応容器およびヒーターを格納するための耐熱性の外筒容器と、反応容器および外筒容器の間の空隙に不活性ガスを供給する不活性ガス供給器と、反応容器および外筒容器の間の空隙の外部気圧を、反応容器内の内部気圧よりも高くなるように、不活性ガスの供給量を調整する不活性ガス圧力調整器と、を備える反応装置が提供される。
　この構成によれば、反応容器および外筒容器の間の空隙の外部気圧が、反応容器内の内部気圧よりも高くなるように、不活性ガスの供給量が調整されるため、炭素含有材料からなる反応容器の内側から、水素や、水素の燃焼により生成する水が漏れ出すことが抑制される。その結果、炭素含有材料からなる反応容器の継目の隙間、炭素含有材料からなる反応容器の外側の表面、または炭素含有材料からなる反応容器の外側に設けられている炭素含有材料からなる電極を備えるヒーターが、以下に示す反応により、減肉または脆化されてしまうことを抑制できる。
　　　　Ｃ＋２Ｈ２→ＣＨ４
　　　　Ｃ＋Ｈ２Ｏ→Ｈ２＋ＣＯ
　　　　Ｃ＋２Ｈ２Ｏ→２Ｈ２＋ＣＯ２
　また、この構成によれば、炭素含有材料からなる反応容器の内側からメタンのような副産物やクロロシラン類が外側に漏れ出してくることを抑制できる。そのため、炭素含有材料からなる反応容器の内側から外側に漏れ出したメタンのような副産物とクロロシラン類とが反応することも同様に抑制できる。
　その結果、以下に示すように炭化珪素（ＳｉＣ）が生成されることが抑制されるので、生成された炭化珪素が、炭素含有材料からなる反応容器の継目の隙間、炭素含有材料からなる反応容器の外側の表面、または炭素含有材料からなる反応容器の外側に設けられている炭素含有材料からなる電極を備えるヒーターに付着して、炭素含有材料からなる反応容器の継目の隙間が閉塞して、熱膨張・収縮に伴って熱膨張率の違いから継目の隙間に無理な応力が集中して、炭素含有材料からなる反応容器の継目の隙間の周囲に亀裂が入ることや、炭素含有材料からなる反応容器の外側または炭素含有材料からなる反応容器の外側に設けられている炭素含有材料からなる電極を備えるヒーターが物理的または化学的に劣化することも同様に抑制される。
　　　　Ｃ＋２Ｈ２→ＣＨ４
　　　　ＣＨ４＋ＳｉＣｌ４→ＳｉＣ＋４ＨＣｌ
　よって、この構成によれば、炭素含有材料からなる反応容器の継目の隙間、炭素含有材料からなる反応容器の外側の表面、または炭素含有材料からなる反応容器の外側に設けられている炭素含有材料からなる電極を備えるヒーターが、減肉、脆化、あるいは物理的または化学的に劣化することによる作業能率の低下を抑制することができる。
　また、本発明によれば、上記の反応装置の腐食を防止する方法であって、反応容器および外筒容器の間の空隙に不活性ガスを供給する工程と、反応容器および外筒容器の間の空隙の外部気圧を、反応容器内の内部気圧よりも高くなるように、不活性ガスの供給量を調整する工程と、を含む、反応装置の腐食防止方法が提供される。
　この方法によれば、反応容器および外筒容器の間の空隙の外部気圧が、反応容器内の内部気圧よりも高くなるように、不活性ガスの供給量が調整されるため、炭素含有材料からなる反応容器の内側から水素や、水素の燃焼により生成する水が漏れ出すことが抑制される。また、この方法によれば、同様に、炭素含有材料からなる反応容器の内側からメタンのような副産物やクロロシラン類が外側に漏れ出してくることを抑制できる。そのため、この方法によれば、炭素含有材料からなる反応容器の継目の隙間、炭素含有材料からなる反応容器の外側の表面、または炭素含有材料からなる反応容器の外側に設けられている炭素含有材料からなる電極を備えるヒーターが、減肉、脆化、あるいは物理的または化学的に劣化することによる作業能率の低下を抑制することができる。
　また、本発明によれば、上記の反応装置を用いてクロロシラン類を生産する方法であって、反応容器および外筒容器の間の空隙に不活性ガスを供給する工程と、反応容器および外筒容器の間の空隙の外部気圧を、反応容器内の内部気圧よりも高くなるように、不活性ガスの供給量を調整する工程と、クロロシラン類ガスおよび水素ガスを含む出発混合ガスを反応容器内に供給する工程と、ヒーターによって出発混合ガスを反応容器内で加熱し、出発混合ガス中のクロロシラン類ガスおよび水素ガスを反応させて、クロロシラン類ガスを還元して、より還元された別の種類のクロロシラン類ガスを生成する工程と、を含むクロロシラン類の生産方法が提供される。
　この方法によれば、反応容器および外筒容器の間の空隙の外部気圧が、反応容器内の内部気圧よりも高くなるように、不活性ガスの供給量が調整されるため、炭素含有材料からなる反応容器の内側から水素や、水素の燃焼により生成する水が漏れ出すことが抑制される。また、この方法によれば、同様に、炭素含有材料からなる反応容器の内側からメタンのような副産物やクロロシラン類が外側に漏れ出してくることを抑制できる。
　そのため、この方法によれば、炭素含有材料からなる反応容器の継目の隙間、炭素含有材料からなる反応容器の外側の表面、または炭素含有材料からなる反応容器の外側に設けられている炭素含有材料からなる電極を備えるヒーターが、減肉、脆化、あるいは物理的または化学的に劣化することによる作業能率の低下を抑制することができる。そのため、この方法によれば、反応容器または外筒容器などの修理・交換などによってプロセスの稼働を一時休止する必要が低減されるので、プロセス全体としてトリクロロシランなどのクロロシラン類の高い生成効率を達成することができる。
　本発明によれば、反応容器および外筒容器の間の空隙の外部気圧が、反応容器内の内部気圧よりも高くなるように、不活性ガスの供給量が調整されるため、炭素含有材料からなる反応容器の継目の隙間、炭素含有材料からなる反応容器の外側の表面、または炭素含有材料からなる反応容器の外側に設けられている炭素含有材料からなる電極を備えるヒーターが、減肉、脆化、あるいは物理的または化学的に劣化することによる作業能率の低下を抑制することができる
実施の形態に係る反応装置の概略図である。 実施の形態に係るカーボン製反応容器の一例を示す概略縦断面図である。 実施の形態に係るカーボン製反応容器の他の一例を示す概略縦断面図である。 実施の形態に係るカーボン製反応容器のネジ溝について説明するための斜視図である。 実施の形態に係るリングの構成を説明するための斜視図である。 実施の形態に係るカーボン製反応容器に充填部材を設けた場合の構成を説明するための斜視図である。
符号の説明
１：反応容器
２：略円筒体
３：リング
４：反応容器天蓋部
５：反応容器底板部
６：導入口
７：抜出口
８：抜出管
９：雄ネジ部
１０：雌ネジ部
１１：充填部材
１００：反応容器
１０１：略円筒体
１０２：肩部
１０３：突出部
１０６：導入管
１０８：抜出管
２００：ヒーター
２０２：電極
２０４：カーボン端子
２０６：金属端子
３００：外筒容器
４００：空隙
５００：不活性ガス供給器
６００：不活性ガス圧力調整器
１０００：反応装置
発明を実施するための形態
＜用語の説明＞
　本明細書および請求の範囲において、「最小値～最大値」という表記は、最小値以上かつ最大値以下の数値範囲を意味するものとする。また、「％」という表記は、特に断りのない限り、モル％を意味するものとする。
（１）クロロシラン類
　本明細書および請求の範囲において、クロロシラン類とは、塩化された珪素を意味し、ＳｉＣｌ４、ＳｉＨＣｌ３、ＳｉＨ２Ｃｌ２、ＳｉＨ３Ｃｌなどの塩化珪素に分類される化合物を含む概念である。
　なお、クロロシラン（塩化珪素）には、以下の４種類が含まれる。
　物質名　　　　　　　　　　　　　　　　化学式　　　　　　沸点
　テトラクロロシラン（四塩化珪素）　　　ＳｉＣｌ４　　　　５７℃
　トリクロロシラン　　　　　　　　　　　ＳｉＨＣｌ３　　　３２℃
　ジクロロシラン　　　　　　　　　　　　ＳｉＨ２Ｃｌ２　　　８℃
　モノクロロシラン　　　　　　　　　　　ＳｉＨ３Ｃｌ　　　３０℃
　なお、上記のトリクロロシランは、消防法危険物（第三類）に分類されている。
（２）クロロシラン類の還元
　本明細書および請求の範囲において、クロロシラン類を還元するとは、クロロシラン類に水素ガスなどのような還元物質を反応させて、より還元度の高い（ハロゲン化度の低い）物質に変換することを意味する。例えば、テトラクロロシランの還元の場合には、下記の順番でクロロシラン類を還元することを意味する。
　　　　ＳｉＣｌ４→ＳｉＨＣｌ３→ＳｉＨ２Ｃｌ２→ＳｉＨ３Ｃｌ→ＳｉＨ４
（３）水素
　本明細書および請求の範囲において、水素とは、水素の単体である水素分子（水素ガス）Ｈ２を示すものとする。水素分子は常温では無色無臭の気体で、沸点－２５２．６°Ｃであり、軽く、非常に燃えやすい。一般に、アンモニアの製造（ハーバー・ボッシュ法）の他、最も安価でクリーンな還元剤として、トリクロロシラン、ジクロロシラン、モノクロロシランおよびモノシランの製造プロセスをはじめ、塩酸の製造、金属鉱石の還元、油脂の改質、脱硫など、多方面に利用されている。
　以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
＜実施形態１＞
　図１は、本実施形態に係る反応装置の概略図である。
　この図に示すように、本実施形態に係る反応装置１０００には、クロロシラン類と水素とを気相反応させるための継目を有する炭素含有材料からなる反応容器１００が設けられている。また、この反応装置１０００には、反応容器１００を加熱するための炭素含有材料からなる電極２０２を備えるヒーター２００が設けられている。さらに、この反応装置１０００には、反応容器１００およびヒーター２００を格納するための耐熱性の外筒容器３００が設けられている。
　また、ヒーター２００は、電極２０２の他に、カーボン端子２０４、金属端子２０６（インコネルとも言う）といった部材からなり、反応容器１００の周囲に、複数設けられている。また、本実施形態においては、ヒーター２００は、いずれも反応装置１０００の頂部から下部に向かって吊り下げられる形で設けられているが、このような設置方法に限られるわけではない。
　外筒容器３００には、反応容器１００から突き出した抜出管１０８を外部の急冷塔（図示せず）に接続するために、横向きの貫通孔（図示せず）が設けられている。そして、抜出管１０８は、該貫通孔を通り、反応容器１００の内部および急冷塔の内部を連通している。
　また、外筒容器３００の内側には、レンガなどの断熱材が設けられていてもよい。
　そして、この反応装置１０００には、反応容器１００および外筒容器３００の間の空隙４００に不活性ガスを供給する不活性ガス供給器５００が設けられている。また、この反応装置１０００には、この反応容器１００および外筒容器３００の間の空隙４００の外部気圧を、反応容器１００内の内部気圧よりも高くなるように、不活性ガスの供給量を調整する不活性ガス圧力調整器６００が設けられている。
　また、この反応装置１０００には、外部からテトラクロロシランガスおよび水素ガスを含む出発混合ガスが導入管１０６を通して供給される。このとき、この出発混合ガスは、反応容器１００内での還元反応の反応効率を向上させるために、この反応装置１０００の反応容器１００の底部から６００℃程度に加熱された状態で供給されることが好ましい。
　そして、この反応容器１００の底部から６００℃程度に加熱された状態で供給された出発混合ガスは、反応容器１００内でテトラクロロシランガスおよび水素ガスを反応させてトリクロロシランガスを生成するために、反応容器１００の外部からのヒーター２００によって、１３００℃程度まで加熱されることが好ましい。
　その後、反応容器１００内で生成したトリクロロシランガスを含む生成混合ガスは、抜出管１０８を通して反応容器１００から抜き出され、そのまま直ちに急冷塔に導入される。そして、急冷塔内に導入されたトリクロロシランガスを含む生成混合ガスは、急冷塔内で冷却液によって急冷され、下記の式による平衡反応が右に傾いた状態で平衡状態が凍結され、高い生成効率でトリクロロシランガスを回収することを可能にする。
　　　　ＳｉＣｌ４＋Ｈ２⇔ＳｉＨＣｌ３＋ＨＣｌ
　そのため、この反応装置１０００によれば、反応容器１００および外筒容器３００の間の空隙４００の外部気圧が、反応容器１００内の内部気圧よりも高くなるように、不活性ガスの供給量が調整されるため、炭素含有材料からなる反応容器１００の内側から水素や、水素の燃焼により生成する水が漏れ出すことが抑制される。その結果、炭素含有材料からなる反応容器１００の継目の隙間、炭素含有材料からなる反応容器１００の外側の表面、または炭素含有材料からなる反応容器１００の外側に設けられている炭素含有材料からなる電極２０２を備えるヒーター２００が、以下に示す反応により、減肉または脆化されてしまうことを抑制できる。
　　　　Ｃ＋２Ｈ２→ＣＨ４
　　　　Ｃ＋Ｈ２Ｏ→Ｈ２＋ＣＯ
　　　　Ｃ＋２Ｈ２Ｏ→２Ｈ２＋ＣＯ２
　また、この反応装置１０００によれば、炭素含有材料からなる反応容器１００の内側からメタンのような副産物やクロロシラン類が外側に漏れ出してくることを抑制できる。そのため、炭素含有材料からなる反応容器１００の内側から外側に漏れ出したメタンのような副産物とクロロシラン類とが反応することも同様に抑制できる。
　その結果、以下に示すように炭化珪素（ＳｉＣ）が生成されることが抑制されるので、生成された炭化珪素が、炭素含有材料からなる反応容器１００の継目の隙間、炭素含有材料からなる反応容器１００の外側の表面、または炭素含有材料からなる反応容器１００の外側に設けられている炭素含有材料からなる電極２０２を備えるヒーター２００に付着して、炭素含有材料からなる反応容器１００の継目の隙間が閉塞して、熱膨張・収縮に伴って熱膨張率の違いから継目の隙間に無理な応力が集中して、炭素含有材料からなる反応容器１００の継目の隙間の周囲に亀裂が入ることや、炭素含有材料からなる反応容器１００の外側の表面または炭素含有材料からなる反応容器１００の外側に設けられている炭素含有材料からなる電極２０２を備えるヒーター２００が物理的または化学的に劣化することも同様に抑制される。
　　　　Ｃ＋２Ｈ２→ＣＨ４
　　　　ＣＨ４＋ＳｉＣｌ４→ＳｉＣ＋４ＨＣｌ
　よって、この反応装置１０００によれば、炭素含有材料からなる反応容器１００の継目の隙間、炭素含有材料からなる反応容器１００の外側の表面、または炭素含有材料からなる反応容器１００の外側に設けられている炭素含有材料からなる電極２０２を備えるヒーター２００が、減肉、脆化、あるいは物理的または化学的に劣化することによる作業能率の低下を抑制することができる。
　図２は、本実施形態に係る反応装置に備わるカーボン製反応容器の一例を示す概略縦断面図である。なお、テトラクロロシランと水素とを反応させるためのカーボン製反応容器１００は、優れた耐久性や伝熱効率を実現するために本来は一体成型されていることが好ましいが、本実施形態では、製造技術上の問題から、図２に示すように、カーボン製略円筒体１０１を複数連結して一体化させた多段構造としている。
　このカーボン製反応容器１００では、カーボン製略円筒体１０１同士を安定に連結させるために、カーボン製略円筒体１０１の上端の内径が円筒部分の内径よりも拡大され、この上端と円筒部分との内径差により生じた段差により肩部１０２が形成されている。さらに、カーボン製略円筒体１０１の下端の外径が円筒部分の外径より縮小され、この下端と円筒部分との外径差により生じた段差により突出部１０３が形成されている。肩部１０２と突出部１０３は、カーボン製略円筒体１０１同士を連結する際に、一方のカーボン製略円筒体１０１の突出部１０３が、他方のカーボン製略円筒体１０１の肩部１０２に嵌合するように、肩部１０２の深さと突出部１０３の長さとが同一となるように設計されている。
　また、カーボン製略円筒体１０１同士を螺合締結すべく、肩部１０２の内周面と突出部１０３の外周面には、対応するネジ山またはネジ溝（不図示）が設けられている場合もある。連結部には、カーボン製略円筒体１０１同士の間の気密性を維持するためにセメント材のような適当なシール材が用いられてもよい。
　このように、本実施形態では、カーボン製反応容器１００が、複数のカーボン製略円筒体１０１が端部同士を突き合わせて略同軸に配されて構成されているため、複数のカーボン製略円筒体１０１同士の継目における隙間がほとんどなく、後述するように、この継目を通した気体の流通は、完全ではないもののある程度は妨げられている。
　しかしながら、上記構造のカーボン製略円筒体１０１は、カーボン製略円筒体１０１を複数連結して一体化させたものであるため、その連結のための継目が存在する。
　該継目については、カーボン製略円筒体１０１同士の間の気密性を維持するためにセメント材のような適当なシール材を用いた場合であっても、一切の気体を通さない完全なシールを行うことは困難であるため、カーボン製反応容器１００の内側および外側の間で、この継目を通した多少の気体の流通は避けられない。
　そのため、カーボン製反応容器１００の内側からこの継目を通って、水素や、水素の燃焼により生成する水が漏れ出すおそれがある。さらに、カーボン製反応容器１００の内側からこの継目を通って、メタンのような副産物やクロロシラン類が外側に漏れ出してくるおそれもある。
　そして、反応容器１００が、カーボン製または黒鉛製であるため、カーボン製反応容器１００の継目の隙間、カーボン製反応容器１００の外側の表面が、上記の継目の隙間から漏れ出してくる水素や、水素の燃焼により生成する水によって、減肉または脆化されてしまうおそれがある。また、カーボン製反応容器１００の継目の隙間、カーボン製反応容器１００の外側の表面が、上記の継目の隙間から漏れ出してくるメタンのような副産物やクロロシラン類によって、物理的または化学的に劣化するおそれもある。
　また、ヒーター２００を構成する部材である電極２０２が、カーボン製または黒鉛製であるため、カーボン電極２０２を備えるヒーター２００が、上記の継目の隙間から漏れ出してくる水素や、水素の燃焼により生成する水によって、減肉または脆化するおそれがある。また、カーボン電極２０２を備えるヒーター２００が、上記の継目の隙間から漏れ出してくるメタンのような副産物やクロロシラン類によって、物理的または化学的に劣化するおそれもある。
　本実施形態に係る反応装置１０００においては、反応容器１００および外筒容器３００の間の空隙４００の外部気圧が、反応容器１００内の内部気圧よりも高くなるように、不活性ガスの供給量が調整されるため、カーボン製反応容器１００の内側からこの継目を通って、水素や、水素の燃焼により生成する水が漏れ出すことが抑制される。
　その結果、カーボン製反応容器１００の継目の隙間、カーボン製反応容器１００の外側の表面、またはカーボン製反応容器１００の外側に設けられているカーボン電極２０２を備えるヒーター２００が、以下に示す反応により、減肉または脆化されてしまうことを抑制できる。
　　　　Ｃ＋２Ｈ２→ＣＨ４
　　　　Ｃ＋Ｈ２Ｏ→Ｈ２＋ＣＯ
　　　　Ｃ＋２Ｈ２Ｏ→２Ｈ２＋ＣＯ２
　また、本実施形態では、同様の理由により、カーボン製反応容器１００の内側から、この継目を通って、メタンのような副産物やクロロシラン類が外側に漏れ出してくることを抑制できる。そのため、カーボン製反応容器１００の内側からこの継目を通って、外側に漏れ出したメタンのような副産物とクロロシラン類とが反応することも同様に抑制できる。
　その結果、以下に示すように炭化珪素（ＳｉＣ）が生成されることが抑制されるので、生成された炭化珪素が、カーボン製反応容器１００の継目の隙間、カーボン製反応容器１００の外側の表面、またはカーボン製反応容器１００の外側に設けられているカーボン電極２０２を備えるヒーター２００に付着して、カーボン製反応容器１００の継目の隙間が閉塞して、熱膨張・収縮に伴って熱膨張率の違いから継目の隙間に無理な応力が集中して、カーボン製反応容器１００の継目の隙間の周囲に亀裂が入ることや、カーボン製反応容器１００の外側の表面またはカーボン製反応容器１００の外側に設けられているカーボン電極２０２を備えるヒーター２００が物理的または化学的に劣化することも同様に抑制される。
　　　　Ｃ＋２Ｈ２→ＣＨ４
　　　　ＣＨ４＋ＳｉＣｌ４→ＳｉＣ＋４ＨＣｌ
　なお、本実施形態において、上記の不活性ガスは、特に限定するものではなく、任意の不活性ガスを用いることができる。もっとも、不活性ガスの中でも、入手の容易性および化学反応性の乏しさから、例えば、窒素ガス、希ガス（ヘリウムガス、ネオンガス、アルゴンガス、クリプトンガス、キセノンガス、ラドンガス）を用いることが好ましい。また、これらの希ガスの中でも空気中に占める割合が大きく入手が用意であるため、特にアルゴンガスを用いることが好ましい。
　また、本実施形態において、上記の外部気圧が、上記の内部気圧に対して１０２％以上になるように調整されていることが好ましく、特に１０５％以上となるように調整されていることがさらに好ましい。例えば、内部気圧が１００ｋＰａの場合、外部気圧は１１０ｋＰａであることが好ましく、この場合には、外部気圧が内部気圧に対して１１０％であるといえる。
　この外部気圧が、内部気圧よりも内部気圧に対して１０２％以上または１０５％以上であれば、カーボン製反応容器１００の内側から、水素や、水素の燃焼により生成する水が漏れ出すことが抑制される。また、この場合には、カーボン製反応容器１００の内側から、メタンのような副産物やクロロシラン類が外側に漏れ出してくることも抑制できる。
＜実施形態２＞
　本実施形態の反応装置は、基本的には、実施形態１の反応装置と同様の構成からなるため、共通する内容については、説明を省略する。本実施形態の反応装置は、実施形態１の反応装置とは、反応容器を構成するカーボン製略円筒体の継目の構造および反応容器の内外の炭化珪素（ＳｉＣ）コートの有無の点で異なっている。以下、この異なる点について焦点をあてて説明する。
（ｉ）反応容器の全体構成
　図３は、実施の形態に係る反応装置に備わるカーボン製反応容器の他の一例を示す概略縦断面図である。この図に示すカーボン製反応容器１は、複数のカーボン製略円筒体２を、端部同士を突き合わせて略同軸に上下に配し、突き合わせ端部を外側からカーボン製リング３で螺合締結することにより構成されている。上端に配された略円筒体２は、上端側が閉塞されて反応容器１の天蓋部４とされ、下端に配された略円筒体２は、下端側が閉塞されて反応容器１の底板部５が構成されている。また、その底板部５の中央部に原料ガスの導入口６が形成されると共に、該導入口から遠い上方側の略円筒体２の側壁には、反応後のガスの抜出口７が形成され、該抜出口７に抜出管８が接続されている。
　このカーボン製反応容器１を、上下方向に延びる複数の長尺のヒーターを内部に備える外筒内に配置し、ヒーターで反応容器１の外壁を加熱することにより、導入口から導入されるテトラクロロシランおよび水素ガスが約８００℃から約１３００℃の高温で反応させられ、反応抜出口７からトリクロロシランを含む反応生成物ガスの形で抜き出される構成とされている。
（ｉｉ）カーボン製略円筒体の構成
　本実施形態のカーボン製略円筒体２は、図４に示すように、上下の端部外周に雄ネジ部９が形成された略円筒状であり、実施形態１のカーボン製反応容器１００に用いられていた円筒体１０１のように上端もしくは下端に肩部や突出部が形成されていない。そのため、大きな凹凸のない極めて単純な形状であるとともに、肉厚をその長さ方向全体にわたってほぼ均一とすることができることから、物理的衝撃や熱的衝撃に対して優れた耐性を有する。また、このカーボン製略円筒体２は、互いに上面および下面を擦り合わせて組み立てられるため、組み立ての際に継目に隙間が発生しにくい。
　カーボン製略円筒体２の厚みは、強度を保持するため、並びに、その表面に施す後記の炭化ケイ素被膜の剥離を避けるために、典型的には、０．５～２０ｃｍ、好ましくは１．５ｃｍ～１５ｃｍとするのが好ましい。
　カーボン製略円筒体２の上端外周面および下端外周面には、それぞれカーボン製略円筒体２をカーボン製リング３に螺合させるための雄ネジ部９が形成されている。上端外周面および下端外周面における雄ネジ部９の形成幅は、特に限定されるものではないが、カーボン製リング３との螺合締結を確実なものとするために、カーボン製略円筒体２の円筒高さの８／１００以上、さらには９／１００以上とするのが好ましい。形成する雄ネジ部９の巻きの方向、条数、ネジ山の形状、径およびピッチは、特に限定されるものではない。
　また、カーボン製略円筒体２を構成する材質としては、気密性に優れた黒鉛材が好ましく、特に、微粒子構造のため強度が高く、熱膨張等の特性がどの方向に対しても同一であることから、耐熱性および耐食性にも優れている等方性高純度黒鉛を用いることが好ましい。
（ｉｉｉ）カーボン製リング
　本実施形態のカーボン製リング３は、図５に示すように、内周面に雌ネジ部１０が形成された略円筒状のリングである。上記カーボン製略円筒体２と同様に、大きな凹凸のない極めて単純な形状であるとともに、肉厚もその幅方向にわたってほぼ均一であることから、物理的衝撃や熱衝撃に対して優れた耐性を有する。
　カーボン製リング３は、その内周面に形成した雌ネジ部１０により上記カーボン製略円筒体２の上端外周面または下端外周面の雄ネジ部９に螺合する必要性から、その内径はカーボン製略円筒体２の外径とほぼ同一とされる。
　カーボン製リング３の径方向の厚みは、強度を保持するため、並びに、その表面に施す後記の炭化ケイ素被膜の剥離を避けるために、典型的には、０．５～２０ｃｍ、好ましくは１．５ｃｍ～１５ｃｍとするのが好ましい。
　カーボン製リング３の上下方向の幅は、連結される一方のカーボン製略円筒体２の上端および他方のカーボン製略円筒体２の下端に確実に螺合するものでなければならない。典型的には、カーボン製略円筒体２とカーボン製リング３とを螺合させた場合に、一方のカーボン製略円筒体２がカーボン製リング３の幅の半分までしか螺入できないことを考慮して、カーボン製リング３の上下方向の幅は、カーボン製略円筒体２の円筒高さの１０／１００以上かつ１／２以下、さらには１２／１００以上かつ１／２以下とすることが好ましい。
　カーボン製リング３の内周面に形成される雌ネジ部１０の巻きの方向、条数、ネジ溝の形状、径およびピッチは、連結される両カーボン製略円筒体２の突き合わせ端部の各外周面に形成されたネジ山に対応するものでなければならない。
　また、カーボン製リング３を構成する材質は、熱膨張率において上記カーボン製略円筒体２と極端に相違しないよう、カーボン製略円筒体２を構成する材質と同一であることが好ましい。
（ｉｖ）表面処理
　カーボン製略円筒体２およびカーボン製リング３は、カーボンを主材料とするため、反応容器内に供給される水素や、水素の燃焼により生成する水によって、以下に示すように、組織の減肉または脆化を受けてしまう。
　　　　Ｃ＋２Ｈ２→ＣＨ４
　　　　Ｃ＋Ｈ２Ｏ→Ｈ２＋ＣＯ
　　　　Ｃ＋２Ｈ２Ｏ→２Ｈ２＋ＣＯ２
　炭化ケイ素被膜はこれらの化学的分解に対して極めて耐性が高いため、カーボン製略円筒体２およびカーボン製リング３の表面に炭化ケイ素被膜を形成することが好ましい。
　炭化ケイ素被膜は、特に制限はないが、典型的にはＣＶＤ法により蒸着させて形成することができる。ＣＶＤ法によりカーボン製略円筒体２およびカーボン製リング３の表面に炭化ケイ素被膜を形成するには、例えば、テトラクロロシラン又はトリクロロシランのようなハロゲン化珪素化合物とメタンやプロパンなどの炭化水素化合物との混合ガスを用いる方法、またはメチルトリクロロシラン、トリフェニルクロロシラン、メチルジクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、トリメチルクロロシランのような炭化水素基を有するハロゲン化珪素化合物を水素で熱分解しながら、加熱されたカーボン製略円筒体２およびカーボン製リング３の表面に炭化ケイ素を堆積させる方法を用いることができる。
　炭化ケイ素被膜の厚みは、１０～５００μｍとすることが好ましく、３０～３００μｍであればさらに好ましい。炭化ケイ素被膜の厚みが１０μｍ以上であれば、反応容器内に存在する水素、水、メタン等によるカーボン製略円筒体２およびカーボン製リング３の腐食を十分に抑制でき、また、５００μｍ以下であれば、炭化ケイ素被膜のひび割れやカーボン製略円筒体２およびカーボン製リング３組織の割れが助長されることもない。
　形成された炭化ケイ素被膜は、緻密均質なピンホールのない被膜であり、化学安定性に優れているため、炭化ケイ素被膜を施したカーボン製略円筒体２およびカーボン製リング３により構成されたカーボン製反応容器１中でクロロシランと水素との反応を行えば、設備の修繕頻度を低減でき、作業能率をさらに向上させることができる。
（ｖ）反応容器の組み立て
　上記カーボン製略円筒体２をカーボン製リング３を用いて連結するには、第一のカーボン製略円筒体２の上端にカーボン製リング３を嵌め合わせ、第一のカーボン製略円筒体２の上端がカーボン製リング３の幅の半分に達するまで螺入させ、さらに当該カーボン製リング３の開放端側に第二のカーボン製略円筒体２の下端を嵌め合わせ、当該第二のカーボン製略円筒体２の下端が前記第一のカーボン製略円筒体２の上端に当接するまで当該第二のカーボン製略円筒体２を前記カーボン製リング３に螺入させる。以上の作業を、所望の大きさの容器本体部が得られるまで、順次繰り返す。
　このとき、カーボン製略円筒体２を気密に連結するために、予めカーボン製略円筒体２の上端外周面および下端外周面またはカーボン製リング３の内周面に、セメント材等の適切なシール材を塗布しておくことが好ましい。あるいは、カーボン製略円筒体２とカーボン製リング３とを螺合させた後に、両部材の目地をシール材で塞いでもよい。
　以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
　例えば、上記実施の形態では、カーボン製略円筒体２の上端外周面および下端外周面またはカーボン製リング３の内周面にネジ山またはネジ溝を設け、両部材を螺合させる場合について説明したが、カーボン製略円筒体２の上端外周面および下端外周面とカーボン製リング３とを締結できるものであればどのような構造であってもよい。例えば、カーボン製略円筒体２の上端および下端の外径が円筒部分の外径より縮小され、この上端および下端をカーボン製リング３に嵌め込んで、シール材で接合する構成としてもよい。さらに、カーボン製略円筒体２の上端および下端外周面にその周方向に間隔をあけて凸部が形成され、カーボン製リング３の内周の対応する位置に凹部が形成されていてもよい。
　さらに、図６に示すように、カーボン製反応容器１の内部に、クロロシランと水素とからなる混合ガスの流れを乱すガス通路を形成するカーボン製充填部材１１を配設してもよい。このようなカーボン製充填部材１１を配設することにより、反応容器１内において混合ガスを効果的に混合し、滞留時間をより長く確保できると共に、供給された混合ガスに対する伝熱効率を高めることができるため、トリクロロシランの生成効率を向上させることができる。
　この場合にも、設備の修繕頻度を低減し、作業能率をさらに向上させる観点から、カーボン製充填部材１１の表面が炭化ケイ素被膜でコーティングされていることが好ましい。
　ここで、カーボン製充填部材１１とは、反応容器１内のガス流の通路に配されてガス流に乱れを生じさせる部材を意味し、例えば、ラシヒリング、レシングリング等の成型充填物、多孔板、邪魔板等、如何なる構造のものでも構わない。配置方法も充填部材１１の種類によって様々な態様が可能であり、要は、クロロシランと水素ガスの流れに乱れを生じさせることができる配置であればよい。
　特に、カーボン製充填部材１１がカーボン製反応容器１の内部を複数の小室に区切る複数の仕切り板から構成され、該仕切り板には該仕切り板を貫通する複数の通気孔が形成されていることが好ましい。この場合に、通気孔を設ける位置、個数、大きさ等は、任意に設定可能であるが、確実にガス成分を混合し、かつ、滞留時間をより長く確保できるように設定することが好ましい。
　また、カーボン製充填部材１１の炭化ケイ素被膜をＣＶＤ法により形成すること、並びに、被膜の厚みを１０～５００μｍとすることが好適である。さらに、耐熱衝撃性に優れていることから、カーボン製充填部材１１が黒鉛製であれば好適である。
　また、カーボン製反応容器１の外側の表面にＳｉＣコートを設ける場合には、カーボン製略円筒体２の上端表面および下端表面、さらにその近傍の外側表面領域には、ＳｉＣコートを設けないことが好ましい。なぜなら、上端表面および下端表面にＳｉＣコートを施すと、その部分のシールが悪くなるからである。
　以下、本発明を実施例によりさらに説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
＜実施例１＞
　径１５ｃｍ、高さ１０ｃｍ、厚さ３ｃｍの等方性黒鉛からなる直円筒状のカーボン製略円筒体であって、上端から３．５ｃｍにわたる外周面および下端から３．５ｃｍにわたる外周面に雄ネジ部が設けられたカーボン製略円筒体を複数準備した。また、反応容器の天蓋部を構成する上端側略円筒体、並びに反応容器の底板部を構成する下端側略円筒体についても同様に、連結側の端部外周面に雄ネジ部を設けた。
　次いで、これらのカーボン製略円筒体の内周面および外周面に炭化ケイ素被膜を形成するために、カーボン製略円筒体をＣＶＤ反応装置内に設置し、装置内部をアルゴンガスで置換したのち、１２００℃に加熱した。ＣＶＤ反応装置内にトリクロロメチルシランと水素の混合ガス（モル比１：５）を導入し、ＣＶＤ法により、カーボン製略円筒体の全表面に２００μｍの厚みの炭化ケイ素被膜を形成した。
　次に、内径１５ｃｍ、上下方向の幅７．５ｃｍ、径方向の厚み３．６ｃｍの等方性黒鉛からなるカーボン製リングであって、内周面に前記カーボン製略円筒体に形成された雄ネジ部と螺合する雌ネジ部が形成されたカーボン製リングを複数準備し、上記と同様にその全表面に炭化ケイ素被膜を施した。
　これらのカーボン製略円筒体およびカーボン製リングを用いて反応容器本体部を構成し、この反応容器に配管及び加熱装置等をセットして反応炉として整えた。そして、この反応炉を、実施形態１で説明した図１に示す反応装置内に設置し、この反応容器および外筒容器の間の空隙には複数本のカーボン電極を有するヒーターを設けて、反応容器内部を加熱できるようにして、テトラクロロシランと水素との混合ガスから、トリクロロシランを含むガスを生成するためのプロセスを構築した。
　また、この反応装置において、この反応容器および外筒容器の間の空隙には、アルゴンガスの供給口からアルゴンガスを供給し、この空隙中の外部気圧が反応容器の内部気圧に対して１０２％以上となるようにアルゴンガスの供給量を制御した。
　この反応炉にテトラクロロシランと水素（モル＝１：１）の混合ガスを供給し、常圧、反応温度１１００℃で反応を行い、トリクロロシランを生成した。そして、反応炉を連続的に２０００時間運転した後、反応容器を解体してカーボン製略円筒体を観察した。
　本実施例のカーボン製略円筒体には、割れやひび割れは観察されなかった。また、カーボン製略円筒体の内側および外側の表面に顕著な腐食はほとんど観察されなかった。さらに、ヒーターの表面にも顕著な腐食はほとんど観察されなかった。
＜実施例２＞
　反応容器内に、表面に炭化ケイ素被膜を施したカーボン製充填部材を配設したこと以外は、上記実施例１と同様に反応炉を整えた。
　本実施例で使用したカーボン製充填部材は、等方性黒鉛からなり、直径８．８ｃｍ、厚さ０．５ｃｍの円盤状であって、中心から４．４ｃｍの位置に当該円盤を支持棒に固定するための固定孔を有し、この円盤の任意の位置に径が０．２ｃｍの通気孔を複数有し、さらに全表面に２００μｍの厚みの炭化ケイ素被膜を有する。
　これらのカーボン製充填部材を、上記と同様に表面に炭化ケイ素被膜を施した長さ６５ｃｍの等方性黒鉛からなる支持棒に０．９ｃｍの間隔を空けて固定し、カーボン製反応容器内に配置した。
　この反応炉を、実施例１と同様に運転した後、反応容器を解体してカーボン製略円筒体を観察したところ、本実施例においても、カーボン製略円筒体に割れやひび割れは観察されなかった。
　また、カーボン製略円筒体の内側および外側の表面に顕著な腐食はほとんど観察されなかった。さらに、ヒーターの表面にも顕著な腐食はほとんど観察されなかった。
＜比較例１＞
　外径１５ｃｍ、高さ１０ｃｍ、厚さ３ｃｍの等方性黒鉛からなる直円筒状のカーボン製略円筒体であって、上端に深さが３．８ｃｍの肩部、下端に長さが３．８ｃｍの突出部を有するカーボン製略円筒体を複数準備した。肩部の内周面にはネジ溝を形成し、突出部の外周面には前記ネジ溝に対応するネジ山を形成した。
　なお、この比較例では、上記実施例１と異なり、カーボン製略円筒体の内周面および外周面に炭化ケイ素被膜を形成しなかった。
　次いで、これらのカーボン製略円筒体同士を直接螺合締結して反応容器本体部を構成し、上記実施例１と同様に、この反応容器に配管及び加熱装置等をセットして反応炉として整えた。そして、この反応炉を、実施形態１で説明した図１に示す反応装置内に設置し、この反応容器および外筒容器の間の空隙には複数本のカーボン電極を有するヒーターを設けて、反応容器内部を加熱できるようにして、テトラクロロシランと水素との混合ガスから、トリクロロシランを含むガスを生成するためのプロセスを構築した。
　また、この反応装置において、この反応容器および外筒容器の間の空隙には、アルゴンガスの代わりに水素ガスを供給し、この空隙中の外部気圧が反応容器の内部気圧に対して１０２％以上となるように水素ガスの供給量を制御した。
　この反応炉を、実施例１と同様に運転し、反応容器を解体してカーボン製略円筒体を観察したところ、カーボン製略円筒体の肩部に割れやひび割れが認められた。また、カーボン製略円筒体の内側および外側の表面に顕著な腐食が観察された。さらに、ヒーターの表面にも顕著な腐食が観察された。
＜比較例２＞
　外径１５ｃｍ、高さ１０ｃｍ、厚さ３ｃｍの等方性黒鉛からなる直円筒状のカーボン製略円筒体であって、上端に深さが３．８ｃｍの肩部、下端に長さが３．８ｃｍの突出部を有するカーボン製略円筒体を複数準備した。肩部の内周面にはネジ溝を形成し、突出部の外周面には前記ネジ溝に対応するネジ山を形成した。
　なお、この比較例では、上記実施例１と異なり、カーボン製略円筒体の内周面および外周面に炭化ケイ素被膜を形成しなかった。
　次いで、これらのカーボン製略円筒体同士を直接螺合締結して反応容器本体部を構成し、上記実施例１と同様に、この反応容器に配管及び加熱装置等をセットして反応炉として整えた。そして、この反応炉を、実施形態１で説明した図１に示す反応装置内に設置し、この反応容器および外筒容器の間の空隙には複数本のカーボン電極を有するヒーターを設けて、反応容器内部を加熱できるようにして、テトラクロロシランと水素との混合ガスから、トリクロロシランを含むガスを生成するためのプロセスを構築した。また、この反応装置において、この反応容器および外筒容器の間の空隙には、アルゴンガス供給口からアルゴンガスを供給したが、この空隙中の外部気圧が反応容器の内部気圧よりも小さくなるようにアルゴンガスの供給量を制御した。
　この反応炉を、実施例１と同様に運転し、反応容器を解体してカーボン製略円筒体を観察したところ、カーボン製略円筒体の肩部に割れやひび割れが認められた。
　また、カーボン製略円筒体の内側および外側の表面に顕著な腐食が観察された。さらに、ヒーターの表面にも顕著な腐食が観察された。
　比較例２の場合には、外筒容器の金属部分について、内部から外部へ漏れだしたＨＣｌガスによる腐食も確認された。
　＜実験の考察＞
　以上の比較実験から明らかなように、反応容器および外筒容器の間の空隙の外部気圧が、反応容器内の内部気圧よりも高くなるように、不活性ガスの供給量が調整することによって、炭素含有材料からなる反応容器の内側から水素や、水素の燃焼により生成する水が漏れ出すことが抑制される。
　その結果、炭素含有材料からなる反応容器の継目の隙間、炭素含有材料からなる反応容器の外側の表面、または炭素含有材料からなる反応容器の外側に設けられている炭素含有材料からなる電極を備えるヒーターが、以下に示す反応により、減肉または脆化されてしまうことを抑制できる。
　　　　Ｃ＋２Ｈ２→ＣＨ４
　　　　Ｃ＋Ｈ２Ｏ→Ｈ２＋ＣＯ
　　　　Ｃ＋２Ｈ２Ｏ→２Ｈ２＋ＣＯ２
　また、反応容器および外筒容器の間の空隙の外部気圧が、反応容器内の内部気圧よりも高くなるように、不活性ガスの供給量が調整することによって、炭素含有材料からなる反応容器の内側からメタンのような副産物やクロロシラン類が外側に漏れ出してくることを抑制できる。そのため、炭素含有材料からなる反応容器の内側から外側に漏れ出したメタンのような副産物とクロロシラン類とが反応することも同様に抑制できる。
　その結果、以下に示すように炭化珪素（ＳｉＣ）が生成されることが抑制されるので、生成された炭化珪素が、炭素含有材料からなる反応容器の継目の隙間、炭素含有材料からなる反応容器の外側の表面、または炭素含有材料からなる反応容器の外側に設けられている炭素含有材料からなる電極を備えるヒーターに付着して、炭素含有材料からなる反応容器の継目の隙間が閉塞して、熱膨張・収縮に伴って熱膨張率の違いから継目の隙間に無理な応力が集中して、炭素含有材料からなる反応容器の継目の隙間の周囲に亀裂が入ることや、炭素含有材料からなる反応容器の外側または炭素含有材料からなる反応容器の外側に設けられている炭素含有材料からなる電極を備えるヒーターが物理的または化学的に劣化することも同様に抑制される。
　　　　Ｃ＋２Ｈ２→ＣＨ４
　　　　ＣＨ４＋ＳｉＣｌ４→ＳｉＣ＋４ＨＣｌ
　以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、この実施例はあくまで例示であり、種々の変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

Claims (10)

  1. 　クロロシラン類と水素とを気相反応させるための、継目を有する炭素含有材料からなる反応容器と、
    　反応容器を加熱するための炭素含有材料からなる電極を備えるヒーターと、
    　反応容器およびヒーターを格納するための耐熱性の外筒容器と、
    　反応容器および外筒容器の間の空隙に不活性ガスを供給する不活性ガス供給器と、
    　反応容器および外筒容器の間の空隙の外部気圧を、反応容器内の内部気圧よりも高くなるように、不活性ガスの供給量を調整する不活性ガス圧力調整器と、
    を備える反応装置。
  2. 　不活性ガスがアルゴンガスを含む請求項１記載の反応装置。
  3. 　外部気圧が内部気圧の１０２％以上となるように調整されている請求項１記載の反応装置。
  4. 　反応容器が複数の炭素含有材料からなる略円筒体が端部同士を突き合わせて略同軸に配されて構成されている請求項１記載の反応装置。
  5. 　反応容器がカーボン製または黒鉛製である請求項１記載の反応装置。
  6. 　反応容器の内側および外側の表面がいずれも炭化珪素被膜でコーティングされている請求項１記載の反応装置。
  7. 　炭化珪素被膜がＣＶＤ法により形成されてなる請求項６記載の反応装置。
  8. 　炭化珪素被膜が１０～５００μｍの厚みを有する請求項６記載の反応装置。
  9. 　請求項１に記載の反応装置の腐食を防止する方法であって、
    　反応容器および外筒容器の間の空隙に不活性ガスを供給する工程と、
    　反応容器および外筒容器の間の空隙の外部気圧を、反応容器内の内部気圧よりも高くなるように、不活性ガスの供給量を調整する工程と、
    を含む、反応装置の腐食防止方法。
  10. 　請求項１に記載の反応装置を用いてクロロシラン類を生産する方法であって、
    　反応容器および外筒容器の間の空隙に不活性ガスを供給する工程と、
    　反応容器および外筒容器の間の空隙の外部気圧を、反応容器内の内部気圧よりも高くなるように、不活性ガスの供給量を調整する工程と、
    　クロロシラン類ガスおよび水素ガスを含む出発混合ガスを反応容器内に供給する工程と、
    　ヒーターによって出発混合ガスを反応容器内で加熱し、出発混合ガス中のクロロシラン類ガスおよび水素ガスを反応させて、クロロシラン類ガスを還元して、より還元された別の種類のクロロシラン類ガスを生成する工程と、
    を含むクロロシラン類の生産方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012130543A1 (de) * 2011-03-25 2012-10-04 Evonik Degussa Gmbh Verwendung von brennern mit strahlrohr in reaktoren zur umsetzung von chlorsilanen
JP2020143892A (ja) * 2019-03-07 2020-09-10 トゥ, フン‐チTu, Hung‐Chi 不活性雰囲気保護下の高温プロセスに用いられる組立式保護筒

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0891963A (ja) * 1994-09-20 1996-04-09 Etsuro Kato 炭化珪素質低嵩密度多孔セラミックスの製造方法
JPH09157073A (ja) * 1995-12-01 1997-06-17 Denki Kagaku Kogyo Kk カーボン製反応容器
JPH1135391A (ja) * 1997-05-20 1999-02-09 Topy Ind Ltd 炭化ケイ素被覆サセプタ−

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5205910B2 (ja) * 2006-10-31 2013-06-05 三菱マテリアル株式会社 トリクロロシラン製造装置
JP5428146B2 (ja) * 2006-10-31 2014-02-26 三菱マテリアル株式会社 トリクロロシラン製造装置
JP5428145B2 (ja) * 2006-10-31 2014-02-26 三菱マテリアル株式会社 トリクロロシラン製造装置
JP5601438B2 (ja) * 2006-11-07 2014-10-08 三菱マテリアル株式会社 トリクロロシランの製造方法およびトリクロロシラン製造装置
JP2008150277A (ja) * 2006-11-21 2008-07-03 Mitsubishi Materials Corp 耐熱耐食性部材及びトリクロロシラン製造装置
JP5160181B2 (ja) * 2006-11-21 2013-03-13 三菱マテリアル株式会社 トリクロロシラン製造装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0891963A (ja) * 1994-09-20 1996-04-09 Etsuro Kato 炭化珪素質低嵩密度多孔セラミックスの製造方法
JPH09157073A (ja) * 1995-12-01 1997-06-17 Denki Kagaku Kogyo Kk カーボン製反応容器
JPH1135391A (ja) * 1997-05-20 1999-02-09 Topy Ind Ltd 炭化ケイ素被覆サセプタ−

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012130543A1 (de) * 2011-03-25 2012-10-04 Evonik Degussa Gmbh Verwendung von brennern mit strahlrohr in reaktoren zur umsetzung von chlorsilanen
CN103620305A (zh) * 2011-03-25 2014-03-05 赢创德固赛有限公司 在反应器内使用具有喷射管的燃烧器用于转换氯硅烷
JP2020143892A (ja) * 2019-03-07 2020-09-10 トゥ, フン‐チTu, Hung‐Chi 不活性雰囲気保護下の高温プロセスに用いられる組立式保護筒

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