Установка для одержання моносилану каталітичним диспропорціюванням трихлорсилану
Номер патенту: 15826
Опубліковано: 17.07.2006
Автори: Касаткін Юрій Алєксандровіч, Шварцман Леонід Якович, Петрик Адольф Гаврилович
Формула / Реферат
1. Установка для одержання моносилану каталітичним диспропорціюванням трихлорсилану, яка включає протитечійний каталітичний реактор з реакційною і ректифікаційною зонами, випарник, з'єднаний з ректифікаційною зоною реактора і споряджений лінією відведення рідкого продукту з випарника, і з'єднані послідовно з реакційною зоною реактора лінії подачі несконденсованої фази конденсатори, при цьому реакційна зона споряджена лінією подачі трихлорсилану і лінією рециркуляції конденсату хлорсиланів, яка відрізняється тим, що в ректифікаційній зоні реактора установлені вертикальні трубчасті елементи, які з'єднують внутрішньою порожниною реакційну зону реактора з випарником, і охолоджувані холодоагентом, а міжтрубний простір ректифікаційної зони споряджений лінією циркуляції холодоагенту з встановленим у ній конденсатором, при цьому як холодоагент у міжтрубному просторі використовують рідину з температурою кипіння на 10-30°С нижче від температури кипіння парогазової суміші в трубчастих елементах ректифікаційної зони.
2. Установка за п. 1, яка відрізняється тим, що ректифікаційна зона реактора містить послідовно розташовані по ходу суміші парів з випарника зміцнювальну і вичерпну частини, при цьому реакційна зона реактора з'єднана лінією подачі зворотного потоку сконденсованої фази зі зміцнювальною частиною ректифікаційної зони.
3. Установка за п. 1, яка відрізняється тим, що як рідину-холодоагент в міжтрубному просторі ректифікаційної зони реактора використовують воду при підтримуванні тиску в міжтрубному просторі на 5,5-6,0 атм нижче, ніж у трубчастих елементах ректифікаційної зони.
4. Установка за п. 1, яка відрізняється тим, що як рідину-холодоагент в міжтрубному просторі ректифікаційної зони реактора використовують трихлорсилан при підтримуванні тиску в міжтрубному просторі на 0,5-3,0 атм нижче, ніж у трубчастих елементах ректифікаційної зони.
5. Установка за п. 1, яка відрізняється тим, що як рідину -холодоагент в міжтрубному просторі ректифікаційної зони реактора використовують тетрахлорид кремнію при підтримуванні тиску в міжтрубному просторі на 3,8-4,5 атм нижче, ніж у трубчастих елементах ректифікаційної зони.
6. Установка за п. 1, яка відрізняється тим, що як рідину -холодоагент в міжтрубному просторі ректифікаційної зони реактора використовують кубовий продукт з випарника при підтримуванні тиску в міжтрубному просторі на 3,0-4,3 атм нижче, ніж у трубчастих елементах ректифікаційної зони.
Текст
1. Установка для одержання моносилану каталітичним диспропорціюванням трихлорсилану, яка включає протитечійний каталітичний реактор з реакційною і ректифікаційною зонами, випарник, з'єднаний з ректифікаційною зоною реактора і споряджений лінією відведення рідкого продукту з випарника, і з'єднані послідовно з реакційною зоною реактора лінії подачі несконденсованої фази конденсатори, при цьому реакційна зона споряджена лінією подачі трихлорсилану і лінією рециркуляції конденсату хлорсиланів, яка відрізняється тим, що в ректифікаційній зоні реактора установлені вертикальні трубчасті елементи, які з'єднують внутрішньою порожниною реакційну зону реактора з випарником, і охолоджувані холодоагентом, а міжтрубний простір ректифікаційної зони споряджений лінією циркуляції холодоагенту з встановленим у ній конденсатором, при цьому як холодоагент у міжтрубному просторі використовують рідину з температурою кипіння на 10-30°С нижче від температури кипіння парогазової суміші в трубчастих елементах ректифікаційної зони. 2. Установка за п. 1, яка відрізняється тим, що ректифікаційна зона реактора містить послідовно U 2 (19) 1 3 15826 4 Недоліком відомої установки для одержання тури кипіння парогазової суміші в трубчастих елемоносилану каталітичним диспропорціюванням ментах ректифікаційної зони. трихлорсилану є недостатньо високий ступінь виНовим також є те, що ректифікаційна зона релучення кремнію в придатну продукцію, а також актора містить послідовно розташовані по ходу недостатньо високий ступінь чистоти моносилану і суміші парів з випарника зміцнювальну і вичерпну високі енерговитрати на виробництво одиниці гочастини, при цьому реакційна зона реактора з'єдтової продукції. Це пояснюється таким чином. нана лінією подачі зворотного потоку сконденсоУ відомій установці для одержання моносилаваної фази зі зміцнювальною частиною ректифікану ректифікацію здійснюють традиційно, пропусційної зони. каючи парогазову суміш з випарника протитечією Новим також є те, що як рідину-холодоагент в конденсату, що утворюється, і конденсату, що наміжтрубному просторі ректифікаційної зони реакдходить з реакційної зони. В результаті багаторатора використовують воду при підтримці тиску в зового промивання парів конденсатом на виході з міжтрубному просторі на 5,5-6,0атм нижче, ніж у ректифікаційної зони в реакційну одержують паротрубчастих елементах ректифікаційної зони. газову суміш, збагачену низькокиплячим компонеНовим також є те, що як рідину-холодоагент в нтом-трихлорсиланом, а у випарник надходить міжтрубному просторі ректифікаційної зони реакконденсат, збагачений висококиплячим компонентора використовують трихлорсилан при підтримці том - тетрахлоридом кремнію. Для ефективного тиску в міжтрубному просторі на 0,5-3,0атм нижче, розподілу парогазової суміші на роздільно киплячі ніж у трубчастих елементах ректифікаційної зони. компоненти використовують ректифікаційні колоНовим також є те, що як рідину-холодоагент в ни, які характеризуються високим енергоспожиміжтрубному просторі ректифікаційної зони реакванням і великими розмірами (30-50м і більше). тора використовують тетрахлорид кремнію при Однак, навіть у цьому випадку у випарник надхопідтримці тиску в міжтрубному просторі на 3,8дить значна кількість трихлорсилану, а в реакційну 4,5атм нижче, ніж у трубчастих елементах ректизону - парів тетрахлориду кремнію. Це погіршує фікаційної зони. умови диспропорціювання трихлорсилану в реакНовим також є те, що як рідину-холодоагент в ційній зоні і, отже, обумовлює недостатньо висоміжтрубному просторі ректифікаційної зони реаккий ступінь вилучення кремнію в придатну продуктора використовують кубовий продукт з випарника цію при високих енерговитратах. при підтримці тиску в міжтрубному просторі на 3,0В основу корисної моделі поставлена задача 4,3атм нижче, ніж у трубчастих елементах ректиудосконалення установки для одержання моносифікаційної зони. лану каталітичним диспропорціюванням трихлорПричинно-наслідковий зв'язок між сукупністю силану, в якій шляхом уведення нових конструктисуттєвих ознак корисної моделі, що заявляється, і вних елементів і використання нового технічним результатом, що досягається, полягає в середовища, що виконує функцію елемента, занаступному. безпечують оптимізацію тепломасообмінних проВведення нових конструктивних елементів, а цесів ректифікації за рахунок термостабілізації саме: масообмінної розділової поверхні, що дозволяє - розміщення в ректифікаційній зоні реактора інтенсифікувати основні технологічні процеси дисвертикальних трубчастих елементів, які з'єднують пропорціювання трихлорсилану і, тим самим, збівнутрішньою порожниною реакційну зону реактора льшити ступінь вилучення кремнію в придатну з випарником, і охолоджуваних холодоагентом; продукцію при одночасному забезпеченні високої - спорядження міжтрубного простору ректифіякості одержаного моносилану з мінімальними каційної зони лінією циркуляції холодоагенту з енергетичними і матеріальними витратами. встановленим у ній конденсатором, Поставлена задача вирішується тим, що у віа також використання як холодоагент-середовище, домій установці для одержання моносилану катащо виконує функцію елемента у міжтрубному пролітичним диспропорціюванням трихлорсилану, яка сторі ректифікаційної зони реактора, рідини з темвключає протитечійний каталітичний реактор з пературою кипіння на 10-30 С нижче температури реакційною і ректифікаційною зонами, випарник, кипіння парогазової суміші в трубчастих елеменз'єднаний з ректифікаційною зоною реактора і тах ректифікаційної зони в сукупності з відомими споряджений лінією відводу рідкого продукту з ознаками корисної моделі забезпечують оптимізавипарника, і з'єднані послідовно з реакційною зоцію тепломасообмінних процесів ректифікації за ною реактора лініями подачі несконденсованої рахунок термостабілізації масообмінної розділової фази конденсатори, при цьому реакційна зона поверхні, що дозволяє інтенсифікувати основні споряджена лінією подачі трихлорсилану і лінією технологічні процеси диспропорціювання трихлоррециркуляції конденсату хлорсиланів, новим, відсилану і, тим самим, збільшити ступінь вилучення повідно до технічного рішення, що заявляється, є кремнію в придатну продукцію при одночасному те, що в ректифікаційній зоні реактора установлені забезпеченні високої якості одержаного моносивертикальні трубчасті елементи, які з'єднують внулану з мінімальними енергетичними і матеріальтрішньою порожниною реакційну зону реактора з ними витратами. випарником, і охолоджувані холодоагентом, а міжРозміщення в ректифікаційній зоні реактора трубний простір ректифікаційної зони споряджений вертикальних трубчастих елементів, які з'єднують лінією циркуляції холодоагенту з встановленим у внутрішньою порожниною реакційну зону з випарній конденсатором, при цьому як холодоагент у ником, і охолоджуваних заявленим середовищем, міжтрубному просторі використовують рідину з що виконує функцію елемента, і спорядження міжтемпературою кипіння на 10-30 С нижче температрубного простору ректифікаційної зони лінією 5 15826 6 циркуляції холодоагенту з встановленим у ній коні проміжні хлорсилани залишаються в пароподібденсатором забезпечують оптимальні умови для ному стані і надходять у реакційну зону реактора процесів тепло- і масообміну при ректифікації, на каталітичне диспропорціювання з утворенням сприяє більш повному поділу парогазової суміші, моносилану. Це поліпшує протікання реакції дисщо виходить з випарника. пропорціювання трихлорсилану, дозволяє збільТепломасообмін здійснюють на внутрішній і шити ступінь вилучення кремнію в придатну прозовнішній поверхнях трубчастих елементів ректидукцію при одночасному забезпеченні високої фікаційної зони, причому конденсацію парогазової якості одержуваного моносилану з мінімальними суміші з випарника проводять на внутрішній повеенергетичними і матеріальними витратами. рхні трубчастих елементів, а відвід тепла з зовніВикористання як холодоагент-середовище, що шньої поверхні трубчастих елементів забезпечувиконує функцію елемента у міжтрубному просторі ють випарюванням холодоагенту, який омиває цю ректифікаційної зони реактора, рідини, температуповерхню в міжтрубному просторі ректифікаційної ра кипіння якої виходить за заявлені межі, не зазони реактора. безпечує оптимальні умови для тепломасообмінВикористання як холодоагентних процесів ректифікації. В цих випадках процес середовище, що виконує функцію елемента в міжмасообміну в трубчастих елементах йде не регутрубному просторі ректифікаційної зони реактора, льовано, що призводить до розбалансування каталітичного диспропорціювання трихлорсилану, рідини з температурою кипіння на 10-30 С нижче внаслідок чого знижується ступінь вилучення кретемператури кипіння парогазової суміші в трубчасмнію в придатну продукцію і зростають витрати на тих елементах ректифікаційної зони реактора заодержання моносилану. безпечує проведення тепломасообміну в ректифіЯк рідина-холодоагент в міжтрубному просторі каційній зоні при температурі, близькій до ректифікаційної зони реактора може бути використемператури кипіння трихлорсилану. Рідина з темтана вода або трихлорсилан, або тетрахлорид пературою кипіння, що заявляється, яку викорискремнію, або кубовий продукт з випарника, який товують як холодоагент у міжтрубному просторі представляє собою в сталому режимі тетрахлорид ректифікаційної зони, випаровується, відбираючи кремнію з вмістом трихлорсилану до 2%. При витепло, яке виділяється при конденсації суміші пакористанні як рідина-холодоагент води в міжтрубрів, що виходять з випарника, на внутрішній повеному просторі підтримують тиск на 5,5-6,0атм нижрхні трубчастих елементів ректифікаційної зони че, ніж у трубчастих елементах ректифікаційної реактора. Пари холодоагенту по лінії циркуляції зони реактора. При використанні як рідинахолодоагенту відводять з міжтрубного простору холодоагент трихлорсилану в міжтрубному просректифікаційної зони реактора, конденсують у торі підтримують тиск на 0,5-3,0атм нижче, ніж у конденсаторі і знову направляють у міжтрубний трубчастих елементах ректифікаційної зони реакпростір ректифікаційної зони, забезпечуючи таким тора. При використанні як рідина-холодоагент тетчином термостабілізацію масообмінної розділової рахлориду кремнію в міжтрубному просторі підтповерхні ректифікаційної зони і регулюючи процес римують тиск на 3,8-4,5атм нижче, ніж у масообміну в трубчастих елементах. трубчастих елементах ректифікаційної зони реакПроведення тепломасообміну при температутора. При використанні як рідина-холодоагент курі, близькій до температури кипіння трихлорсилабового продукту з випарника в міжтрубному просну, сприяє одержанню на виході з ректифікаційної торі підтримують тиск на 3,0-4,3атм нижче, ніж у зони в реакційну зону реактора чистого пару трихтрубчастих елементах ректифікаційної зони реаклорсилану і утворенню конденсату суміші хлорситора. При зазначених тисках рідина, використовуланів у ректифікаційній зоні, який разом зі зворотвана як холодоагент у міжтрубному просторі рекним потоком конденсату хлорсиланів з реакційної тифікаційної зони реактора, має температуру зони стікає у випарник і омивається висхідним покипіння на 10-30 С нижче температури кипіння током суміші парів з випарника. При цьому частина тепла, що виділяється при конденсації суміші парогазової суміші в трубчастих елементах рекпарів, витрачається на перевипар трихлорсилану з тифікаційної зони, що забезпечує термостабілізаконденсату, що збільшує його вихід у реакційну цію масообмінної розділової поверхні шляхом конзону. трольованого відбору тепла, яке виділяється при В установці, що заявляється, при проведенні конденсації суміші парів, що виходять з випарника, ректифікації реалізується процес внутрішнього на внутрішній поверхні трубчастих елементів рекфлегмоутворення з утворенням визначеної кількотифікаційної зони реактора, випарюванням рідинисті флегми визначеного складу в кожному елеменхолодоагенту в міжтрубному просторі ректифікаті ректифікаційного об'єму. Оптимізація процесу ційної зони реактора. флегмоутворення обумовлює зниження витрат на Виконання ректифікаційної зони реактора з випарювання суміші і зниження гідравлічного опопослідовно розташованих по ходу суміші парів з ру в ректифікаційної зоні, що дозволяє знизити її випарника зміцнювальної і вичерпної частин і з'єдвисоту в порівнянні з тарілчастими і насадочними нання реакційної зони реактора лінією подачі зворектифікаційними колонами в декілька разів при ротного потоку сконденсованої фази зі зміцнюваодночасному забезпеченні високоефективного льною частиною ректифікаційної зони реактора розподілу парогазової суміші з випарника. В редозволяє оптимізувати тепломасообмінні процеси зультаті проведення ректифікації в установці, що ректифікації та інтенсифікувати основні технологізаявляється, тетрахлорид кремнію в рідкому виді чні процеси диспропорціювання трихлорсилану. В збирається і концентрується у випарнику, і не надцьому випадку у вичерпній частині ректифікаційної ходить у реакційну зону реактора, а трихлорсилан зони реактора конденсат утворюється тільки за 7 15826 8 рахунок внутрішнього флегмоутворення, що покаційну зону 3 реактора 1. Парогазова суміш по ліпшує умови масообміну у вичерпній частині реклінії 4 надходить у конденсатор 5, в якому підтритифікаційної зони реактора і обумовлює підвищенмують температуру (-15) С, де конденсуються тетня ефективності поділу парогазової суміші з рахлорид кремнію і висококиплячі хлорсилани. випарника. Одержаний конденсат пропускають через реакційСуть технічного рішення, що заявляється, пону зону 2 і ректифікаційну зону 3 у випарник 7 прояснюється фігурами, де на Фіг.1 приведена технотитечією парам парогазової суміші з випарника 7. логічна схема установки, що заявляється, на Фіг.2 У випарнику 7 конденсат нагрівають. Хлорсилани - те ж саме з ректифікаційною зоною, яка містить при цьому переходять у пароподібний стан і надзміцнювальну і вичерпну частини. ходять у трубчасті елементнії ректифікаційної зони Установка, що заявляється, для одержання 3. Міжтрубний простір 12 ректифікаційної зони 3 моносилану містить протитечійний каталітичний містить холодоагент, у якості якого використовуреактор 1 для диспропорціювання трихлорсилану ють рідину з температурою кипіння на 10-30 С з реакційною зоною 2 і ректифікаційною зоною 3, а нижче температури кипіння парогазової суміші в також послідовно з'єднані з реакційною зоною 2 трубчастих елементах 11 ректифікаційної зони 3 реактора 1 лініями 4 подачі несконденсованої фареактора 1. зи конденсатор 5 для конденсації висококиплячих Як рідина-холодоагент в міжтрубному просторі хлорсиланів і тетрахлориду кремнію і конденсатор 12 ректифікаційної зони 3 можуть бути використані 6 для конденсації низькокиплячих хлорсиланів. З вода або трихлорсилан, або тетрахлорид кремнію, ректифікаційною зоною 3 реактора 1 з'єднаний або кубовий продукт з випарника 7, який представипарник 7 для нагрівання хлорсиланів, спорявляє собою в сталому режимі тетрахлорид кремджений лінією 8 відводу рідкого продукту. Реакційнію з вмістом трихлорсилану до 2%. Для забезпена зона 2 реактора 1 споряджена лінією 9 подачі чення заявленої температури кипіння рідинивихідного трихлорсилану і лінією 10 рециркуляції холодоагенту при використанні в її якості води в конденсату хлорсиланів з конденсатора 6. В рекміжтрубному просторі 12 підтримують тиск, на 5,5тифікаційній зоні 3 реактора 1 установлені верти6,0атм нижче, ніж у трубчастих елементах 11 реккальні трубчасті елементи 11, які з'єднують внуттифікаційної зони 3. При використанні як рідинарішньою порожниною реакційну зону 2 реактора 1 холодоагент трихлорсилану в міжтрубному просз випарником 7, утворюють міжтрубний простір 12, торі 12 підтримують тиск на 0,5-3,0атм нижче, ніж у який містить холодоагент-середовище, що виконує трубчастих елементах 11 ректифікаційної зони 3. функцію елемента (на фігурах не показаний). МіжПри використанні як рідина-холодоагент тетрахлотрубний простір 12 ректифікаційної зони 3 споряриду кремнію в міжтрубному просторі 12 підтриджений лінією 13 циркуляції холодоагенту 13 з мують тиск на 3,8-4,5атм нижче, ніж у трубчастих встановленим у ній конденсатором 14. Як холодоелементах 11 ректифікаційної зони 3. При викориагент у міжтрубному просторі 12 використовують станні як рідина-холодоагент кубового продукту з рідину з температурою кипіння на 10-30 С нижче випарника 7 у міжтрубному просторі 12 підтримутемператури кипіння парогазової суміші в трубчасють тиск, на 3,0-4,3атм нижче, ніж у трубчастих тих елементах 11 ректифікаційної зони 3. елементах 11 ректифікаційної зони 3. Регулювання заданого тиску в міжтрубному В міжтрубному просторі 12 ректифікаційної зопросторі 12 здійснюють, наприклад, за допомогою ни 3 рідина-холодоагент стікає у виді плівки по керованого клапана 15, який регулює подачу хозовнішній поверхні трубчастих елементів 11 і вилодоагенту в конденсатор 14 і з'єднаного з датчипаровується, відбираючи при цьому тепло, яке ком 16 тиску в міжтрубному просторі 12 (див. виділяється при конденсації суміші парів, що виФіг.1). ходять з випарника 7, на внутрішній поверхні трубРектифікаційна зона 3 може містити послідовчастих елементів 11. Пари рідини-холодоагенту по но розташовані по ходу суміші парів з випарника 7 лінії 13 виводять з міжтрубного простору 12 рекзміцнювальну частину 17 і вичерпну частину 18, тифікаційної зони 3 і направляють на конденсацію при цьому реакційна зона 2 реактора 1 з'єднана в конденсатор 14, подачу холодоагенту в який лінією 19 подачі зворотного потоку сконденсованої регулюють за допомогою керованого клапана 15 в фази зі зміцнювальною частиною 17 ректифікаційзалежності від показань датчика тиску 16, забезної зони 3. Міжтрубний простір 12 зміцнювальної печуючи таким чином заявлений тиск у міжтрубчастини 17 і міжтрубний простір 12 вичерпної часному просторі 12. тини 18 з'єднані між собою переточними патрубСконденсовану в конденсаторі 14 рідинуками 20 і 21, відповідно, для парів рідинихолодоагент знову подають у міжтрубний простір холодоагенту і для сконденсованої рідини - холо12 ректифікаційної зони 3. доагенту (див. Фіг.2). Тепломасообмін у ректифікаційній зоні 3 здійЗаявлена установка для одержання моносиснюють при температурі, близькій до температури лану працює таким чином. Вихідний трихлорсилан кипіння трихлорсилану. Це сприяє одержанню на по лінії 9 подають у реакційну зону 2 протитечійновиході з ректифікаційної зони 3 у реакційну зону 2 го каталітичного реактора 1 на диспропорціюванреактора 1 парів чистого трихлорсилану і утворення. При каталітичному диспропорціюванні трихлоню в трубчастих елементах 11 конденсату суміші рсилану утворюється парогазова суміш, яка хлорсиланів, який разом зі зворотним потоком містить моносилан, проміжні хлорсилани і тетрахконденсату хлорсиланів з реакційної зони 2 стікає лорид кремнію, що конденсується і стікає у випару випарник 7 і омивається висхідним потоком суник 7 протитечією висхідному потоку суміші парів з міші парів з випарника 7. При цьому частина тепвипарника 7, проходячи при цьому через ректифіла, що виділяється при конденсації суміші парів, 9 15826 10 витрачається на перевипар трихлорсилану з консифікувати основні технологічні процеси за рахуденсату, що збільшує його вихід у реакційну зону нок оптимізації тепломасообмінних процесів рек2. В результаті тетрахлорид кремнію в рідкому тифікації, дозволяє збільшити ступінь вилучення виді збирається і концентрується у випарнику 7, і кремнію в придатну продукцію при одночасному не надходить у реакційну зону 2 реактора 1, а тризабезпеченні високої якості одержаного моносихлорсилан і проміжні хлорсилани залишаються в лану з мінімальними енергетичними і матеріальпароподібному стані і не надходять у випарник 7, а ними витратами. повертаються в реакційну зону 2 реактора 1 на Установка, що заявляється, була випробувана каталітичне диспропорціювання з утворенням мов дослідно-промислових умовах. Як вихідну сироносилану. вину використовували технічний 98,8% трихлорПри виконанні ректифікаційної зони 3 з двох силан. Були проведені чотири серії експериментів послідовно розташованих по ходу суміші парів з з використанням як холодоагент, що подають в випарника 7 частин: зміцнювальної частини 17 і міжтрубний простір ректифікаційної зони реактора, вичерпної частини 18, зворотний потік сконденсорізних рідин з температурою кипіння, що заявляваної фази з реакційної зони 2 вводять у зміцнюється: води, трихлорсилану, тетрахлориду кремнію вальну частину 17 ректифікаційної зони 3 по лінії і кубового продукту з випарника, який представляє 19, що поліпшує умови масообміну у вичерпній собою тетрахлорид кремнію з вмістом трихлорсичастині 18 ректифікаційної зони 3. лану до 2мас.%. Процес диспропорціювання проПари рідини-холодоагенту, що утворилися в водили при надлишковому тиску в 6атм, а тиск у міжтрубному просторі 12 зміцнювальної частини міжтрубному просторі змінювали в межах, що зая17, по переточному патрубку 20 надходять у міжтвляються, для кожної рідини-холодоагенту. рубний простір 12 вичерпної частини 18, а рідинаРезультати дослідів оцінювали за об'ємним холодоагент після конденсації в конденсаторі 14 з вмістом трихлорсилану в газоподібному моносиміжтрубного простору 12 вичерпної частини 18 лані і за масовим вмістом трихлорсилану в кубонадходить у міжтрубний простір 12 зміцнювальної вому продукті. Підвищений вміст трихлорсилану в частини 17 по переточному патрубку 21. одержуваному моносилані свідчить про погіршенОдержану після відділення висококиплячих ня процесу диспропорціювання трихлорсилану хлорсиланів у конденсаторі 5 газоподібну силанввнаслідок підвищеного вмісту в реакційній зоні місну фазу, яка містить більше 60% моносилану, парів тетрахлориду кремнію, що обумовлює погірпо лінії 4 направляють у конденсатор 6 для коншення якості одержуваного моносилану і підвиденсації низькокиплячих хлорсиланів при темпещення енерговитрат. Підвищений вміст трихлорсилану в кубовому продукті призводить до зниратурі до (-100) С. Конденсат хлорсиланів, що ження ступеня вилучення кремнію в придатну утворюється при цьому, по лінії 10 повертають у продукцію і також обумовлює підвищення енергопротитечійний реактор 1 на диспропорціювання. витрат. На виході з конденсатора 6 одержують моносилан Результати дослідів приведені в таблиці. з вмістом трихлорсилану не більше 2об.%. Установка, що заявляється, дозволяє інтенТаблиця №п/п 1 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. Тиск в трубчастих Тиск в міжтрубноВміст трихлорси- Вміст трихлорсиелементах, над- му просторі, над- Різниця тисків, атм лану в моносилані, лану в кубовому лишк. атм лишк. атм %об. продукті, % мас. 2 3 4 5 6 Холодоагент - вода 6 0,5 5,5 1,9 0,9 6 0,3 5,7 0,6 1,2 6 0 6,0 0,6 2,0 Холодоагент – трихлорсилан 6 5,5 0,5 2,0 0,8 6 4,3 1,7 0,7 1,0 6 3,0 3,0 0,7 2,0 Холодоагент - тетрахлорид кремнію 6 2,2 3,8 2,0 1,0 6 1,9 4,1 0,5 1,2 6 1,5 4,5 0,5 2,0 Холодоагент - кубовий продукт з випарника 6 3,0 3,0 1,8 1,0 6 2,3 3,7 0,4 1,2 6 1,7 4,3 0,4 2,0 З таблиці видно, що заявлена установка забезпечує одержання моносилану, який містить не більше 2об.% трихлорсилану, з одночасним одержанням як кубовий продукт, що відбирається з випарника, практично чистого тетрахлориду кремнію (вміст трихлорсилану не перевищує 2мас.%). Ступінь вилучення кремнію в придатну продукцію при цьому склав 98,2-98,6% від стехіометричне 11 15826 12 можливого, що на 10% вище в порівнянні з прототалітичного диспропорціювання трихлорсилану, типом. внаслідок чого знижується ступінь вилучення креПри використанні рідини-холодоагенту, темпемнію в придатну продукцію і зростають витрати на ратура кипіння якої виходить за заявлені межі (у одержання моносилану. тому числі при використанні заявлених рідинЗаявлена установка для одержання монохолодоагентів при підтримці тиску в міжтрубному силану каталітичним диспропорціюванням трихлопросторі, що виходить за заявлені межі), не забезрсилану може бути виготовлена на відомому устапечуються оптимальні умови для тепломасообмінткуванні з використанням відомих матеріалів і них процесів ректифікації. В цих випадках процес засобів, що підтверджує промислову придатність масообміну в трубчастих елементах йде не регуоб'єкта. льовано, що призводить до розбалансування ка Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюA plant for producing monosilane by catalytic disproportionation of trichlorosilane
Автори англійськоюPetryk Adolf Havrylovych, Shvartsman Leonid Yakovych
Назва патенту російськоюУстановка для получения моносилана каталитическим диспропорционированием трихлорсилана
Автори російськоюПетрик Адольф Гаврилович, Шварцман Леонид Яковлевич, КАСАТКИН Юрий Александрович
МПК / Мітки
МПК: C01B 33/107, C01B 33/04
Мітки: каталітичним, моносилану, диспропорціюванням, установка, одержання, трихлорсилану
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/6-15826-ustanovka-dlya-oderzhannya-monosilanu-katalitichnim-disproporciyuvannyam-trikhlorsilanu.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Установка для одержання моносилану каталітичним диспропорціюванням трихлорсилану</a>
Попередній патент: Спосіб одержання моносилану
Наступний патент: Спосіб виготовлення облицювальної панелі
Випадковий патент: Спосіб діагностування отруєння крові важкими металами