JP2013517208A - 四塩化ケイ素をトリクロロシランへと変換するための装置の必須の要素としての、加圧運転されるセラミック熱交換器の使用 - Google Patents
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Abstract
Description
(2)水素を含有する出発材料ガス
(1、2)一緒になった出発材料ガス
(3)水素化脱塩素反応器
(3a、3b、3c)反応器管
(4)生成物流
(5)熱交換器
(4)冷却された生成物流
(7)後接続された部分装置
(7a、7b、7c)複数の部分装置の配置
(8)(7)又は(7a、7b、7c)において分離された四塩化ケイ素流
(9)(7)又は(7a、7b、7c)において分離された最終生成物流
(10)(7)又は(7a、7b、7c)において分離された水素流
(11)(7)又は(7a、7b、7c)において分離されたHCl流
(12)前接続された塩化水素化法若しくは塩化水素化装置
(13)凝縮器
(14)蒸留装置
(15)加熱スペース又は燃焼室
(16)復熱装置
(17)蒸気発生装置
(18)燃焼ガス
(19)燃焼空気
(20)煙道ガス
Claims (18)
- 四塩化ケイ素を含有する出発材料ガス(1)と、水素を含有する出発材料ガス(2)を水素化脱塩素反応器(3)中で熱の供給によって反応させ、加圧下にあるトリクロロシラン含有の及びHCl含有の生成物ガス(4)を形成し、その際、該生成物ガス(4)を熱交換器(5)によって冷却し、かつ、同じ熱交換器(5)に導かれた四塩化ケイ素を含有する出発材料ガス(1)及び/又は水素を含有する出発材料ガス(2)を加熱する方法において、該生成物ガス(4)及び該四塩化ケイ素を含有する出発材料ガス(1)及び/又は該水素を含有する出発材料ガス(2)を、加圧下にある流として、該熱交換器(5)に導き、かつ、該熱交換器(5)が、セラミック材料より成る熱交換器エレメントを包含することを特徴とする方法。
- 前記セラミック材料を、Al2O3、AlN、Si3N4、SiCN又はSiCから選択していることを特徴とする、請求項1記載の方法。
- 前記セラミック材料を、Si含浸SiC、等方プレスしたSiC、熱間等方プレスしたSiC又は無圧焼結したSiC(SSiC)から選択していることを特徴とする、請求項1又は2記載の方法。
- 前記四塩化ケイ素を含有する出発材料ガス(1)と前記水素を含有する出発材料ガス(2)を、一緒になった流(1、2)の形で熱交換器(5)に導くことを特徴とする、請求項1から3までのいずれか1項記載の方法。
- 前記熱交換器(5)中での互いに異なる流の差圧が、前記生成物ガス流(4)及び前記出発材料ガス流(1、2)の入口及び出口で測定して、10barを上回らず、有利には5barを上回らず、さらに有利には1barを上回らず、特に有利には0.2barを上回らないことを特徴とする、請求項1から4までのいずれか1項記載の方法。
- 前記熱交換器(5)の入口における前記生成物流(4)の圧力が、前記水素化脱塩素反応器(3)の出口における前記生成物流(4)の圧力より2barを超えて下回らず、その際、有利には、前記熱交換器(5)の入口における前記生成物流(4)の圧力と前記水素化脱塩素反応器(3)の出口における前記生成物流(4)の圧力が同じであることを特徴とする、請求項1から5までのいずれか1項記載の方法。
- 前記熱交換器(5)中での圧力が、前記生成物ガス流(4、6)及び前記出発材料ガス流(1、2)の入口及び出口で測定して、1〜10barの範囲に、有利には3〜8barの範囲に、特に有利には4〜6barの範囲にあることを特徴とする、請求項1から6までのいずれか1項記載の方法。
- 前記熱交換器(5)が、多管式熱交換器であることを特徴とする、請求項1から7までのいずれか1項記載の方法。
- 前記熱交換器(5)に導かれた前記四塩化ケイ素を含有する出発材料ガス(1)及び/又は前記水素を含有する出発材料ガス(2)を、前記熱交換器(5)中で、150〜900℃の範囲の温度に、有利には300〜800℃の範囲の温度に、特に有利には500〜700℃の範囲の温度に予熱することを特徴とする、請求項1から8までのいずれか1項記載の方法。
- 前記熱交換器(5)に導かれた前記生成物ガス(4)を、900〜150℃の範囲の温度に、有利には800〜300℃の範囲の温度に、特に有利には700〜500℃の範囲の温度に冷却することを特徴とする、請求項1から9までのいずれか1項記載の方法。
- 前記熱交換器(5)を、1〜10barの圧力で、有利には3〜8barの圧力で、特に有利には4〜6barの圧力で運転することを特徴とする、請求項1から10までのいずれか1項記載の方法。
- 四塩化ケイ素をトリクロロシランへと変換するための装置の必須の要素としての熱交換器(5)の使用において、トリクロロシラン含有の及びHCl含有の生成物ガス(4)及び四塩化ケイ素を含有する出発材料ガス(1)及び/又は水素を含有する出発材料ガス(2)を、加圧下にある流として、該熱交換器(5)に導き、かつ、該熱交換器(5)が、セラミック材料より成る熱交換器エレメントを包含することを特徴とする使用。
- 前記セラミック材料を、Al2O3、AlN、Si3N4、SiCN又はSiCから選択していることを特徴とする、請求項12記載の使用。
- 前記セラミック材料を、Si含浸SiC、等方プレスしたSiC、熱間等方プレスしたSiC又は無圧焼結したSiC(SSiC)から選択していることを特徴とする、請求項13記載の使用。
- 前記四塩化ケイ素を含有する出発材料ガス(1)と前記水素を含有する出発材料ガス(2)を、一緒になった流(1、2)の形で前記熱交換器(5)に導くことを特徴とする、請求項12から14までのいずれか1項記載の方法。
- 前記熱交換器(5)中での互いに異なる流の差圧が、前記生成物ガス流(4、6)及び前記出発材料ガス流(1、2)の入口及び出口で測定して、10barを上回らず、有利には5barを上回らず、さらに有利には1barを上回らず、特に有利には0.2barを上回らないことを特徴とする、請求項12から15までのいずれか1項記載の使用。
- 前記熱交換器(5)中での圧力が、前記生成物ガス流(4、6)及び前記出発材料ガス流(1、2)の入口及び出口で測定して、1〜10barの範囲に、有利には3〜8barの範囲に、特に有利には4〜6barの範囲にあることを特徴とする、請求項12から16までのいずれか1項記載の使用。
- 前記熱交換器(5)が、多管式熱交換器であることを特徴とする、請求項12から17までのいずれか1項記載の使用。
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