DE2210189A1 - Verfahren zur herstellung von vinylchlorsilanen - Google Patents
Verfahren zur herstellung von vinylchlorsilanenInfo
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Description
- Verfahren zur Herstellung von Vinylchlorsilanen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Vinylchlorsilanen, im besonderen von Vinyl-Trzchlor silan und kohlenwasserstoffhaltigen Chlorsilanen.
- Weiterhin beinhaltet das vorliegende Verfahren die Dampfphasenreaktion von Vinylchlctz d mit Trichlorsilan (HSiCl3) und kohlenwasserstoffhaltigen Chlorsilanen (RnHSiCl3 n). Das vorliegende Verfahren führt diese Dampfphasenreaktion bei-Temperaturen von ungefähr 400 bis ungefähr 500°C durch.
- Die Dampfphasenreaktion zwischen Vinylchlorid und Chlorsilanen ist in der wissenschaftlichen Literatur und in der US-Patentschrift 2 770 634 beschrieben. Danach gehört es zum Stand der Technik, daß zur Durchführung dieser Reaktion Temperaturen zwischen 550°C bis einschließlich 650°C benötigt werden. Die US-Patentschrift gibt bei der vorgeschriebenen Temperatur für die vorgeschriebene Kontaktzeit oder Reaktionszeit eine Dauer von mindestens 2 Sekunden an. Weiterhin führt die US-Patentschrift aus, aaß für den Fall, daß die Reaktion bei einer Temperatur unterhalb von 550°C durchgeführt wird, "nur geringe oder keine Reaktion erfolgt" (US-Patentschrift 2 770 634, Spalte 2, Zeile 15).
- Die Überprüfung dieser bekannten Versuche führte zu dem folgenden Ergebnis. Wird die Reaktion bei Temperaturen oberhalbe von ungefähr 550°C durchgeführt, so ist es außerordentlich erwünscht, um nicht zu sagen notwendig, die Kontaktzeit innerhalb des Bereichs von ungefähr 5 Sekunden bis ungefähr 10 Sekunden zu halten. Kontaktzeit bedeutet dabei die Verweilzeit der Reaktanten in der Reaktionszone bei den aufgeführten Temperaturen. Übersteigt die Kontaktzeit oder Verweilzeit bei solchen Temperaturen eine Dauer von 10 Sekunden, so wird sowohl die Zersetzung von Chlorsilan, wie die Zersetzung der Ausgangsmaterialien für Vinylchlorid beobachtet. Es erfolgt sowohl eine Verkohlung des Vinylchirids, wie eine Zersetzung des Chlorsilans zu metallischem Silizium, Chlorwasserstoffgas und/oder Siliziumchlorid. Als Ergebnis erhält man ein stark farbiges Produkt, mit geringem kommerzionellem Nutzen, wenn man die bestehenden Maßstäbe der Industrie anlegt. Weiterhin vermindern sich die Ausbeuten an Vinylchlorsilan signifikant, wenn die Verweilzeit eine Dauer von 10 Sekunden überschreitet.
- Bei Verwendung solch hoher Reaktionstempraturen wäre eine Verweilzeit von weniger als 5 Sekunden sehr erwünscht, doch werden solche Verweilzeiten als unerreichbar angesehen. Bei diesen geringeren Verweilzeiten wäre ein ausreichend großer Durchsatz nur bei Anwendung überaus hoher Temperaturen zrreichen, um die Reaktionspartner innerhalb der vorgeschriebenen Verweilzeiten auf die gewünschte Reaktionstemperatur zu bringen. Man könnte annehmen, daß durch vorheriges Erwärmen der Reaktionspartner solche Verweilzeiten erreicht werden könnten, dies könnte auch zutreffen. Man erkennt Jedoch am Ausmaß der Zersetzung von Chlorsilanen und an der Eigenschaft von Vinylchlorid bei solchen Temperaturen bereits zu verkohlen, daß ein Gesamtplan zum Vorheizen nicht ohne weitgehende Schwierigkeiten zu verwirklichen ist.
- Allen solchen Plänen für die Reaktion von vinylchlorid und Chlorsilan wird durch den bekannten Stand der Technik eine schweiwiegende Grenze gesetzt. Als wicYitigstes Nebenprodukt fällt bei dieser Reaktion Chlorwasserstoff an. Bei den in der Reaktionszone herrschenden Temperaturen, diese Temperaturen überschreiten teilweise sogar 550°C, ist Chlorwasserstoff ein extrem corrosives Material, besonders gegenüber Metallen.
- Experimentelle Verauche mit Reaktoren aus Stahl und Kupfer bei solchen Temperaturen lieferten den Nachweis für eine merkliche Reaktion mit den Reaktorwänden; hierbei wurden Metallhalogenide gebildet. Zusäzlich sind diese Metallhalegenide in den Reaktionsprodukten löslich und führen su einer signifikanten Verfärbung in derselben. Für alle praktischen Zwecks besteht der einzige geeignete Reaktor in dem die oben geronnte bekannte Reaktion durchgeführt werden kann. aus temp@@@aturbeständigem Glas oder Quarz. Solche Reakt@@er sind @@@@@@@ ein kommerzielles Verfahren aus wirtschaftlic@@@ @@@@@@@@ untragbar und schließen damit die Verwendung dieser @aktie@@@@@@@.
- Der bekannte Stand der @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@sammengefast werden, daß die Dampfphage@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@n@chlerid and Chlorsilanen bei einer Tempe @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ duralgeführt werden sollte und @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ Verweilzeit nicht unter 2 Sekunden liege @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@geführten Experimenten wurde zusätzlion er@@@ @@@@@@@@@@@@@@@@@@@ Resktion, wenn sie wie vorgeschrieben durch@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ bei Temperaturen von 550°C und höher, eine @erweilzsi@@@schen 5 und ungefähr 10 Sekunden benötigt. Zusätzlich @@@te der Rsaktor aus Glas oder Quarz hergestellt werden. Ein weiterer Gesichtspunkt der sich aus den Experimenten ergab, war dieser, daß die Reaktion mit weitgehend gleichen MOl-Anteilen an @aylchlorid und Chlorsilan durchgeführt werden mußte, denn somst ergaben sich beträchtliche Verluste an Ausgangsmeterial. Beispielsweise, wenn das Chlorsilan im Uberschuss angewendet wird, erfolgte zu beträchtlichem Anteil die Bildung von Nebenprodukten, hierbei wurden höhere Chlorsilane ebenso gebildet, wie eine Anzahl von anderen, nicht identifizierbaren schwerflüchtigen Verbindungen.
- Wird dagegen Vinylchlorid im Überschuss angewandt, führt dies in beträchlichem Ausmaß zur Verkohlung, was wiederum zu einem stark-gefärbten Produkt führt. Daher führen Temperaturen oberhalb von 550 0C bei der Durchführung der Dampfphasenreaktion zu zahlreichen Problemen und verringern die potentiellen Vorzüge dieser Reaktion.
- Im Gegensatz zu bekannten Äußerungen kann die Dampfphasenreaktion zwischen Vinylchlorid und Trichlorsilan oder kohlenwasserstoffhaltigen Chlorsilanen bei solchen Temperaturen durchgeführt werden, welche die Anwendung von Metallreaktoren, gut zu handhabende Verweilzeiten, eine äußerst geringe Abhängigkeit vom Verhältnis der Ausgangsstoffe, außerordentlich hohe Ausbeuten und einen hohen Umwandlungsgrad, leichte Durchführbarkeit,nahezu keine Probleme mit der Reinheit ergeben und bei der Durchführung der Reaktion zu einer beträchtlichen Verminderung der Gesamtkosten führen. Es wurde überraschend gefunden und bildet damit einen Bestandteil der vorliegenden Erfindung, daß Vinylchlorid mit Trichlorsilan oder kohlenwasserstoffhaltigen Chlorsilanen bei einer Temperatur von ungefähr 4000 bis ungefähr 5000C, bevorzugt von ungefähr 4400 bis ungefähr 5000C umgesetzt werden kann. Die Reaktion wird besonders vorteilhaft bei Verweilzeiten von zumindest ungefähr 5 Sekunden, bevorzugt von zumindest ungefähr 10 Sekunden, aber typischerweise mit Verweilzeiten, die ungef 50 Sekunden nicht überschreiten, durchgeführt. In einem typiss .en Fall wird die Reaktion mit sehr gutem Erfolg bei Verweilzeiteii zwischen ungefähr 10 Sekunden bis ungefähr 35 Sekunden durchgeführt. Dariiberhinaus kann bei Durchführung der Reaktion einer der Reaktionspartner in sehr großem Überschuss vorhanden sein, da bei diesen Temperaturen Nebenreaktionen auf ein Minimum reduziert sind. Es ist im höchsten Maße erwünscht, die Reaktion mit einem Uberschuss an Chlorsilan £s Reaktionspartner durchzuführen, um eine vollständige oder weitgehend vollständige Reaktion des zugeführten Vinylchlorid zu erreichen. Darüber hinaus wird, wenn die Reaktion unter geeigneten Bedingungen durchgeführt wird, die und erreicht Ausbeuten. Bildung von NebenproduRten aul' ein Minimum rectuziert,/welcne, Dezogen auf den Anteil an der Reaktion zugeführtem Chlorsilan, häufig 90 MolVo übersteigen, es werden sogar Ausbeuten von 97 Mol% erhalten. Da viele Metalle bei Temperaturen unter ungefähr 5000C gegen die korrosive Wirkung von Chlorwasserstoff beständig sind, kann die Reaktion in Metallreaktoren durchgeführt werden, welche billig gebaut werden können, im Vergleich zu den nach den bekannten Verfahren benötigten Reaktoren aus Glas und Quarz.
- Die Chlorsilane, die in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, eingesetzt erden können, umfassen Trichlorsilan (HSiCl3) und kohlenwasserstoffhaltige Chlorsilane der folgenden allgemeinen Formel, RnHSiCl 3-n wobei R für eine Kohlenwasserstoffgruppe wie Alkyl mit 1 bis 5 Kohlenstoffatome, Aryl, wiePhenyl und alkylsubstituiertes Phenyl (wie etwa Para-Methylphenyl) und Aryl-Alkyl steht und n die Werte 1 oder 2 annimmt. Zu derartigen kohlenwasserstoffhaltigen Chlorsilanen gehören Methyldichlorsilan, Äthyldichlorsilan, n-Propyldichlorsilan, Iso-Propyldichlorsilan, n-Butyldichlorsilan, n-Amyldichlorsilan, Dimethylmonochlorsilan, Methyl-Ä-thylmonochlorsilan, di-Äthylmonochlorsilan, Äthyl-n-Propylmonochlorsilan, Di-n-Amylmonochlorsilan, Phenyldichlorsilan, Phenyl-Methylmonochlorsilan, Diphenylmonochlorsilan, Tolyl-Methylmonochlorsilan, Xylyldichlorsilan, 4-amylphenyldichlorsilan, 2-Phenyläthyldichlorsilan und ähnliche.
- Die Reaktion schließt weiterhin das Vermischen von Vinylchlorid und Chlorsilanen bei Temperaturen zwischen ungefähr 4000C und ungefähr 5000C ein. Die Reaktion kann bei unteratmosphärischem-, atmosphärischem- oder überatmosphärischem Druck durchgeführt werden. Alle experimentellen Befunde deuten darauf hin, daß die Durchführbarkeit des Verfahrens vom Druck her nicht begrenzt ist.
- Da der Umsatz relativ hoch ist, so daß,wie bereits ausgeführt, die Verweilzeit kurz ist, beeinflusst der Druck in signifikanter Weise die Produktivität des Verfahrens. Bei einer kontinuierlichen Reaktion bei gleichbleibender Verweilzeit kann durch Drucksteigerung die Produktivität des Verfahrens erhöht werden.
- Die einzige offensichtliche Begrenzung ist eine praktische und ergibt sich daraus, eine wirkungsvolle Erwärmung der Reaktionszone zu gewärleisten, in der die Reaktionspartner auf die im Verfahren angewandte Temperatur gebracht werden, wenn die Reaktionspartner unter Druck in die Reaktionszone geführt werden.
- Für die Durchführung der Reaktion ist die Ausgestaltung der Reaktionszone von untergeordneter Bedeutung. Die einzige Notwendigkeit ist diese, daß die Reaktionszone eine solche Form aufweist, daß ein wirkungsvolles Aufheizen und Durch-mischen der Reaktionspartner ermöglicht wird. Dies führt zu keinerlei Schwierigkeit, wenn die Reaktionspartner bei verminderten Temperaturen außerhalb der Reaktionszone vermischt werden und bereits als Mischung in die Reaktionszone geführt werden. Dann bleibt nur noch die Schwierigkeit, die Reaktionszone auf die gewünschte Reaktionstemperatur zu bringen. Für diesen Zweck erwies es sich als außerordentlich wirkungsvoll eine Reaktionszone mit einem relativ kleinen Durchmesser anzuwenden; eine solche Zone kann in Verbindung mit einer elektrischen Widerstandsheizung oder einer Gasflammenheizung und ahnlichem erhitzt werden, um die Temperatur der Reaktionszone auf einen Wert im Bereich zwischen ungefähr 4000 und ungefähr 5000C zu bringen. In einigen Fällen kann es wünschenswert sein, die Reaktionspartner entweder alleine oder als Mischung bereits auf eine solche Temperatur vorzuheizen, bei der weder Reaktionen zwischen den Partner erfolgen, noch die Zersetzung von einem der Partner erfolgt. Werden die Reaktionspartner beispielsweise während des Durchmischens vorgeheizt, so liegt die Vorheiz-Ternperatur bevorzugt unter der Temperatur, bei der irgendwelche Reaktionen zwischen den Partnern erfolgen. Werden die Reaktionspartner getrennt vorgeheizt und zum erstenmal in der Reaktionszone vermischt, dann soll die Vorheiztemperatur unter der Temperatur liegen, bei der die Zersetzung des einen oder anderen Partners erfolgen kann. Dabei kann der eine Partner auf eine höhere Temperatur vorgehei-zt werden als der andere.
- Die Reaktion kann in einem Röhrenreaktor durchgeführt werden, solch ein Reaktor kann aus einem verlängerten Rohr, hergestellt aus einem gegen Korrosion beständigen Metall wie nicht rostenden Stahl, Stahl-Nickellegierungen und ähnlichem hergestellt werden.
- Bei einem kommerziellen Verfahren, das nach der vorliegenden Erfindung arbeitet, wird der Reaktor bevorzugt aus einem Metall hergestellt, das für seine Beständigkeit gegenüber einer Korrosion durch Chlorwasserstoff bei höheren Temperaturen bekannt ist.
- Eine detaillierte Beschreibung der vorliegenden Erfindung erfolgt in den folgenden Beispielen. Die Beispiele haben lediglich beschreibenden Charakter und können dem Umfang der Erfindung keinesfalls begrenzen.
- Die folgenden Tabellen bringen auf Jeder Zeile ein Beispiel und die dabei angewandten Reaktionsbedingungen. Die Reaktionen zvmrden bei den in den Tabellen angegebenen Temperaturen und verschiedenen Durchsatzraten der Reaktionspartner durchgeführt. Es wurden zwei, sich in der Größe unterschodende, aus einem heißen Rohr bestehende Reaktoren angewandt: ein Pyrex-Glasreaktor, dessen Reaktionszone ein Volumen von 1850 cm3 aufweist (mit einem Inr;endurchmesser von 3,55.cm(1,4 inch und einer Länge von 203 cm i0 inches) daneben wurde ein kleinerer Reaktor aus rostfreiem Stahl mit einem Innendurchmesser von 1,9 cm (3/4 inch) und einer Länge von 152 cm (60 inches) eingesetzt. Die Reaktionspartner, das. ist das jeweils in der Tabelle aufgeführte Chlorsilan und Vinylchlorid wurden dem Reaktor getrennt zudosiert. Jeder Reaktor wurde elektrisch auf die gewünschte Temperatur erhitzt, dies erfolgte durch einen elektrisch geheizten Draht, welcher um den Außenmantel des Reaktors gewickelt war. Die Reaktionspartner wurden innerhalb des Reaktors gerade vor der Reaktionszone vermischt und für eine sehr kurze Zeit in dem Anfangsteil des Reaktors auf eine unterhalb der Temperatur der Reaktionszone liegende Temperatur vorgeheizt. Der aus dem Reaktor austretende Dampf wurde in jedem Falle an einem Luftkühler gekühlt, dessen Temperatur über der Siedetemperatur jedes Produktes lag, so daß man ein dampfförmiges Produkt von niedriger Temperatur erhält, das der Analyse zugeführt wurde. Die dampfförmigen Produkte wurden mittels eines Dampf-PhasengaschromatograSn analysiert und die Ergebnisse für jeden Versuch in der Tabelle aufgeführt.
- Die in der Tabelle aufgeführten Kontaktzeiten wurden in Sekunden berechnet, unter der Annahme, daß sich die Gasmoleküle in dem Reaktor unter den experimentellen Bedingungen wie ein ideales Gas verhalten. Die in der Tabelle aufgeführten Kontaktzeiten entsprechen den Verweilzeiten des Gases in der Reaktionszone.
- Umsatz und Ausbeute, wie sie in den Beispielen verwendet werden, wurden wie folgt bestimmt: Umsatz: Prozentgehalt an hergestelltem Vinylchlorsilan geteilt durch den Prozentgehalt an zugeführtem Chlorsilan; Ausbeute: Prozentgehalt an hergestelltem Vinylchlorsilan, geteilt durch den Prozentgehalt an verbrauchtem Chlorsilan.
- In den Beispielen steht "Vi" für Vinyl; "Et" für Äthyl und "Me" für Methyl.
- Tabelle I Umsetzung von HSiCl3 + CH2=CHCl bei 450°C bei atmosphärischem Druck (PYREX-Glas) Probe HSiCl3 Zugeführte Reaktanten/ Kontakt- HSiCl3 ViSiCl3 SiCl3 Neben ViSiCl3: Nr. ViCl* Min. zeit/Sek. Umsatz Ausbeute Ausbeute produkt SiCl4 Verhältnis HSiCl3 ViCl* Gesamt % % % Ausbeute Verhalt-M Moles** M Moles** M Moles** % nis 1 1 39,4 39,4 78,8 23,7 45,5 94,4 2,5 3,0 59 2 1 28,5 28,4 56,9 32,6 55,6 93,3 3,0 4,0 33 3 1 21,4 21,4 42,8 43,3 58,0 94,0 3,0 3,0 32 4 1 11,4 11,4 22,8 81,2 64,5 90,5 4,1 5,3 22 * Vinylchlorid ** Millimole Tabelle II Umsetzung von HSiCl3 + CH2=CHCl bei 500°C bei atmosphärischem Druck (PYREX-Glas) Probe HSiCl3 Zugeführte Reaktanten/ Kontakt- HSiCl3 ViSiCl3 SiCl4 Neben- ViSiCl3: Nr. ViCl* Min. zeit/Sek. Umsatz Ausbeute Ausbeute produkt SiCl4 Verhältnis HSiCl3 ViCl* Gesamt % % % Ausbeute Verhält-M Moles** M Moles** M Moles** % nis 5 1,0 77,0 77,0 154,0 12,0 62,5 94,0 3,1 2,9 32 6 1,0 58,0 58,0 116,0 16,0 79,5 94,0 3,0 3,0 31 7 1,0 38,0 37,0 75,0 24,8 83,0 91,5 4,1 4,4 22 8 1,0 34,0 34,0 68,0 27,0 87,0 90,8 4,3 4,9 21 9 1,0 24,0 24,0 48,0 39,0 89,0 88,0 4,5 7,5 20 10 1,6 48,5 29,5 78,0 23,7 68,0 93,0 4,4 2,6 21 11 2,0 77,0 38,4 115,0 16,0 45,7 95,3 4,3 0,6 22 12 0,91 33,6 37,0 70,6 26,1 91,2 90,3 3,3 6,4 26 Tabelle III Umsetzung von ViCl mit HSiCl3 bei einem Druck von 1,26 kg/cm² (18 lbs PSIG) Reaktor aus nichtrostendem Stahl Probe Temperatur Kontaktzeit Ursprüngs- Schwer-Nr. °C Sek. liches Ver- flüchtige hältnis Anteile HSiCl3/ % % % % % % % % ViCl ViCl HSiCl3 SiCl4 ViSiCl3 EtSiCl3 Umsatz Ausbeute 13 460 10 1,25 40,6 36,0 1,5 20,8 ---- 0,9 36 93 14 460 20 1,25 31,4 19,7 3,2 52,4 ---- 0,9 64 93 15 460 40 1,25 26.9 12,1 4,4 51,0 0,3 4,4 71 85 16 490 10 1,25 32,4 30,5 1,6 33,8 Spuren 1,4 50 92 17 490 10 1,25 31,6 29,3 1,9 34,5 0,1 2,3 51 88 18 490 20 1,25 24,5 16,2 3,1 51,9 0,1 3,6 69 88 19 490 20 1,25 16,7 9,6 4,3 59,3 0,3 6,6 74 84 20 490 40 1,25 20,6 9,5 4,4 59,7 0,2 4,5 76 87 21 490 40 1,25 20,4 6,6 5,2 59,6 0,4 6,5 76 83 22 490 10 1,5 9,4 30,7 3,6 51,8 0,3 3,6 57 87 23 490 20 1,5 1,5 15,7 6,8 66,0 1,0 7,8 68 81 Tabelle IV Umsetzung von ViCl mit HMeSiCl3 bei einem Druck von 1,26 kg/cm² (18 lbs PSIG) Reaktor aus nichtrostendem Stahl Schwerbe Temperatur Kontaktzeit Ursprüngs- flüch-°C Sek. liches Ver- tige hältnis Anteile MeHSiCl2/ % % % % % % % % % ViCl ViCl HMeSiCl2 SiCl4 MeSiCl3 MeViSiCl2 MeEtSiCl2 Umsatz Ausbeuts 460 10 1,25 45,1 36,1 0,2 1,7 16,2 0,1 0,6 31 86 460 20 1,25 32,9 32,5 0,2 2,4 27,3 0,2 2,5 42 84 460 20 1,25 29,1 35,1 0,3 2,6 29,1 0,2 3,0 41 83 460 40 1,25 30,4 23,2 0,2 4,2 39,1 0,3 2,4 56 85 490 10 1,25 32,7 34,2 0,2 2,7 27,8 0,1 2,1 41 85 490 20 1,25 27,0 28,9 0,3 3,5 35,4 0,3 3,0 50 83 490 20 1,25 24,8 29,7 0,2 3,8 37,2 0,3 2,7 50 84 490 40 1,25 22,7 21,4 0,6 5,3 45,7 0,5 3,3 59 83 Tabelle V Umsetzung von Vinyl Chlorid mit Methyldichlorsilan bei atmosphärischem Druck Reaktor aus nichtrostendem Stahl be Temp. Kontaktzeit Leicht- Schwer-°C Sek. flüchtige flüchtige Anteile Anteile % % % % % % % % % % ViCl MeSiHCl2 SiCl4 MeSiCl3 MeViSiCl2 MeEtSiCl2 Ausbeute Umsatz 480 5 Spuren 33,3 39,7 0,1 1,5 23,6 Spuren 1,7 93 36 480 10 0,7 24,9 33,0 --- 6,2 33,0 0,1 2,2 84 46 480 20 0,9 22,1 26,7 --- 6,6 39,8 0,2 3,6 85 54 480 40 1,0 14,7 33,2 0,7 5,7 42,0 0,3 3,4 86 51 460 5 --- 39,7 40,0 0,1 1,3 17,9 --- 1,2 93 31 460 10 Spuren 35,4 38,0 0,2 2,3 23,2 0,1 0,8 90 36 460 20 0,8 18,5 51,7 0,2 2,3 25,0 0,1 1,4 91 32 460 40 0,2 25,1 38,2 0,2 3,1 30,2 0,1 2,7 90 42 Tabelle VI Umsetzung von Vinyl Chlorid mit Trichlorsilan bei atmosphärischem Druck Reaktor aus nichtrostendem Stahl Probe Temp. Kontaktzeit Leicht- Schwer-Nr. °C Sek. flüchtige flüchtige Anteile Anteile % % % % % % % % % ViCl HSiCl3 SiCl4 ViSiCl EtSiCl3 Umsatz Ausbeute 40 495 5 --- 20,5 23,7 3,4 50,9 --- 1,3 65 94 41 495 9 --- 8,5 22,4 4,9 60,7 --- 2,9 69 92 42 495 18 0,8 14,7 12,8 3,2 64,9 0,1 3,5 80 95 43 460 5 --- 43,3 43,0 0,5 12,5 --- 0,3 22 96 44 460 9 --- 26,0 50,3 2,1 19,1 --- 1,5 27 90 45 460 18 --- 24,8 21,5 1,6 49,5 Spuren 2,1 68 97
Claims (4)
- Patentansprsiche ..Verfahren zur Herstellung von Vinylchlorsilan, dadurch gekennzeichnet, daß Vinylchlorid mit einem Chlorsilan in einer Reaktionszone bei Temperaturen zwischen ungefähr 400°C bis ungefähr 500°C in ausreichender Zeit erfolgt, um die Reaktion durchzuführen, Vinylchlorsilan herzustellen, das Vinylchlorsilan aus der Reaktionszone zu entfernen, um dieses zu erhalten.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Chlorsilan Trichlorsilan verwendet wird.
- 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionszone eine Temperatur von ungefähr 440°C bis ungefähr 5000C aufweist, und die Verweilzeit für die Reaktionspartner und das Produkt aus der Reaktion in der Reaktionszone zumindest ungefähr 5 Sekunden beträgt.
- 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionszone innerhalb eines Reaktors aus Metall liegt.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19722210189 DE2210189A1 (de) | 1972-03-03 | 1972-03-03 | Verfahren zur herstellung von vinylchlorsilanen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19722210189 DE2210189A1 (de) | 1972-03-03 | 1972-03-03 | Verfahren zur herstellung von vinylchlorsilanen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2210189A1 true DE2210189A1 (de) | 1973-09-06 |
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ID=5837753
Family Applications (1)
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| DE19722210189 Pending DE2210189A1 (de) | 1972-03-03 | 1972-03-03 | Verfahren zur herstellung von vinylchlorsilanen |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE2210189A1 (de) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2422671A1 (fr) * | 1978-04-13 | 1979-11-09 | Dynamit Nobel Ag | Procede pour l'obtention d'ethylsilanes |
| EP0438666A2 (de) * | 1990-01-23 | 1991-07-31 | Hüls Aktiengesellschaft | Reaktor zur Herstellung von Vinylchlorsilanen durch Umsetzung von Vinylchlorid mit Chlorsilanen bei erhöhter Temperatur |
| EP0456901A1 (de) * | 1990-05-18 | 1991-11-21 | Hüls Aktiengesellschaft | Verfahren zur Herstellung von Vinyltrichlorsilan |
| EP1046644A2 (de) * | 1999-04-22 | 2000-10-25 | Degussa-Hüls Aktiengesellschaft | Verfahren zur Herstellung von Vinylchlorsilanen |
| EP1046645A2 (de) * | 1999-04-22 | 2000-10-25 | Degussa-Hüls Aktiengesellschaft | Verfahren zur Herstellung von Vinylchlorsilanen |
-
1972
- 1972-03-03 DE DE19722210189 patent/DE2210189A1/de active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2422671A1 (fr) * | 1978-04-13 | 1979-11-09 | Dynamit Nobel Ag | Procede pour l'obtention d'ethylsilanes |
| EP0438666A2 (de) * | 1990-01-23 | 1991-07-31 | Hüls Aktiengesellschaft | Reaktor zur Herstellung von Vinylchlorsilanen durch Umsetzung von Vinylchlorid mit Chlorsilanen bei erhöhter Temperatur |
| EP0438666A3 (en) * | 1990-01-23 | 1991-10-02 | Huels Aktiengesellschaft | Reactor for the preparation of vinylchlorosilanes from vinylchloride and chlorosilanes et elevated temperature |
| EP0456901A1 (de) * | 1990-05-18 | 1991-11-21 | Hüls Aktiengesellschaft | Verfahren zur Herstellung von Vinyltrichlorsilan |
| EP1046644A2 (de) * | 1999-04-22 | 2000-10-25 | Degussa-Hüls Aktiengesellschaft | Verfahren zur Herstellung von Vinylchlorsilanen |
| EP1046645A2 (de) * | 1999-04-22 | 2000-10-25 | Degussa-Hüls Aktiengesellschaft | Verfahren zur Herstellung von Vinylchlorsilanen |
| US6291698B1 (en) | 1999-04-22 | 2001-09-18 | Degussa Huels Ag | Process for preparing vinyl chlorosilanes |
| DE19918115C2 (de) * | 1999-04-22 | 2002-01-03 | Degussa | Verfahren zur Herstellung von Vinylchlorsilanen |
| EP1046644A3 (de) * | 1999-04-22 | 2002-06-26 | Degussa AG | Verfahren zur Herstellung von Vinylchlorsilanen |
| EP1046645A3 (de) * | 1999-04-22 | 2002-07-03 | Degussa AG | Verfahren zur Herstellung von Vinylchlorsilanen |
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