Siliciumtetrachlorid zu Trichlorsilan

Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Umsetzung von

Siliciumtetrachlorid mit Wasserstoff in einem Hydrodechlorierungsreaktor

umfassend einen Katalysator. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein katalytisches System für einen solchen Hydrodechlorierungsreaktor.

Bei vielen technischen Prozessen in der Siliciumchemie entstehen SiCI ₄ und HS1CI3 gemeinsam. Es ist deswegen notwendig, diese beiden Produkte ineinander zu überführen und damit der jeweiligen Nachfrage nach einem der Produkte gerecht zu werden. Darüber hinaus ist hochreines HS1CI3 ein wichtiger Einsatzstoff bei der Herstellung von Solarsilicium.

Bei der Hydrodechlorierung von Siliciumtetrachlorid (STC) zu Trichlorsilan (TCS) wird nach technischem Standard ein thermisch kontrolliertes Verfahren eingesetzt, bei dem das STC zusammen mit Wasserstoff in einem mit Graphit ausgekleideten Reaktor, dem sogenannten "Siemensofen", geleitet wird. Die im Reaktor

befindlichen Graphitstäbe werden als Widerstandsheizung betrieben, so dass Temperaturen von 1 .100 °C und höher erreicht werden. Durch die hohe Temperatur und den anteiligen Wasserstoffgehalt wird die Gleichgewichtslage zum Produkt TCS verschoben. Das Produktgemisch wird nach der Reaktion aus dem Reaktor geführt und in aufwendigen Verfahren abgetrennt. Der Reaktor wird kontinuierlich durchströmt, wobei die Innenflächen des Reaktors aus Graphit als korrosionsfestes Material bestehen müssen. Zur Stabilisierung wird eine Außenhülle aus Metall eingesetzt. Die Außenwand des Reaktors muss gekühlt werden, um die bei den hohen Temperaturen auftretenden Zersetzungsreaktionen an der heißen

Reaktorwand, die zu Siliciumabscheidungen führen können, möglichst zu

unterdrücken.

Neben der nachteiligen Zersetzung aufgrund der notwendigen und unökonomischen sehr hohen Temperatur, ist auch die regelmäßige Reinigung des Reaktors nachteilig. Aufgrund der eingeschränkten Reaktorgröße muss eine Reihe von unabhängigen Reaktoren betrieben werden, was ökonomisch ebenfalls nachteilig ist. Ein weiterer Nachteil ist die Durchführung einer rein thermisch geführten

Reaktion, ohne einen Katalysator, der das Verfahren insgesamt sehr ineffizient gestaltet.

Darüber hinaus erlaubt die gegenwärtige Technologie keinen Betrieb unter Druck, um eine höhere Raum-/Zeitausbeute zu erzielen, um somit beispielsweise die Anzahl der Reaktoren zu reduzieren.

In EP 0 658 359 wird ein Verfahren zur katalytischen Hydrodehalogenierung von halogenhaltigen Verbindungen beschrieben, bei dem Übergangsmetallsilicide gewonnen werden, in dem die Salze der Metalle mit Silicium und Wasserstoff und einer halogenhaltigen Siliciumverbindung umgesetzt werden oder feindisperses Metall mit einer halogenhaltigen Siliciumverbindung mit Wasserstoff umgesetzt und formiert wird. Im Beispiel wird ein Vollkontakt beschrieben, der einen hohen

Materialverbrauch ohne vollständige Ausnutzung der katalytischen Komponente zur Folge hat. Zur Beschichtung des Reaktors selbst wird keine Aussage gemacht.

In DE 41 08 614 wird für den beanspruchten Katalysator ein mikroporöses Material beansprucht, bevorzugt bestehend aus S1O2/AI2O3, beispielsweise aus

entsprechenden Zeolithen. Nachteilig bei solchen Systemen ist die schlechte Wärmeleitfähigkeit in dem beschriebenen endothermen Prozess. Zu

Beschichtungen des Reaktors wird keine Aussage gemacht.

In EP 0 255 877 wird ein geträgerter Katalysator beschrieben, bei dem der Träger bevorzugt eine Oberflächenbehandlung erfährt. Zu einer Beschichtung des

Reaktors wird keine Aussage gemacht.

In WO 2005/102928 wird ein elektrischer Heizdraht durch Silicierung in einem Katalysator für die gewünschte Reaktion umgewandelt. Zur katalytischen

Beschichtung der Reaktorwand oder zu dem Einsatz von geträgerten Katalysatoren wird keine Aussage gemacht. Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es nun, ein Verfahren zur Umsetzung von Siliciumtetrachlorid mit Wasserstoff zu Trichlorsilan bereitzustellen, welches effizienter arbeitet und mit dem bei vergleichbarer Reaktorgröße ein höherer Umsatz erzielt werden kann, also die Raum-/Zeitausbeute an TCS erhöht wird. Des Weiteren soll das erfindungsgemäße Verfahren eine hohe Selektivität bezüglich TCS ermöglichen.

Zur Lösung des Problems wurde gefunden, dass ein Gemisch aus STC und

Wasserstoff durch einen röhrenartigen Reaktor geführt wird, der mit einer katalytischen Wandbeschichtung versehen ist. Es wurde auch gefunden, dass der Reaktor gleichzeitig unter Druck betrieben werden kann. Die Kombination aus der Verwendung eines Katalysators zur Verbesserung der Reaktionskinetik und

Steigerung der Selektivität sowie eine druckbetriebene Reaktion können für eine ökonomisch und ökologisch sehr effiziente Prozessführung sorgen. Durch geeignete Einstellung der Reaktionsparameter wie Anordnung des Katalysators, Druck, Verweilzeit, Verhältnis aus Wasserstoff zu STC kann ein Verfahren dargestellt werden, in dem hohe Raum-/Zeitausbeuten an TCS mit einer hohen Selektivität erhalten werden.

Die Nutzung einer die Umsetzung katalysierenden Innenwandbeschichtung des Reaktors, gegebenenfalls in Verbindung mit Druck, stellt eine Besonderheit des Verfahrens dar, da so schon bei vergleichsweise niedrigen Temperaturen von deutlich unter 1 .000 °C, bevorzugt unterhalb 950 °C ausreichend hohe Mengen an TCS erzeugt werden können, ohne dass nennenswerte Verluste durch die thermische Zersetzung in Kauf genommen werden müssten.

Hierbei wurde gefunden, dass für die Reaktionsröhren des Reaktors bestimmte keramischen Materialien verwendet werden können, da sie ausreichend inert sind und auch bei hohen Temperaturen wie z. B. 1 .000 °C die gegebenenfalls

notwendige Druckfestigkeit des Reaktors gewährleisten, ohne dass das keramische Material beispielsweise eine Phasenumwandlung durchläuft, die das Gefüge schädigen und somit die mechanische Belastbarkeit negativ beeinträchtigen würde. Hierbei ist es notwendig, gasdichte Rohre einzusetzen. Die Gasdichtigkeit und Inertheit kann durch hochtemperaturfeste Keramiken erreicht werden, die unten näher spezifiziert werden.

Neben der katalytisch aktiven Innenbeschichtung kann das Reaktorrohr als zusätzliche Maßnahme mit einem inerten Schüttgut befüllt werden, um die

Strömungsdynamik zu optimieren. Das Schüttgut kann dabei aus dem gleichen Material bestehen wie das Reaktormaterial. Als Schüttgut können Füllkörper wie Ringe, Kugeln, Stäbchen oder andere geeignete Füllkörper verwendet werden. Die Füllkörper können in einer besonderen Ausführungsform zusätzlich mit einer katalytisch aktiven Beschichtung belegt sein.

Die Dimensionierung des Reaktorrohres und das Design des kompletten Reaktors werden durch die Verfügbarkeit der Rohrgeometrie bestimmt, sowie durch die Vorgaben bezüglich der Einbringung der für die Reaktionsführung benötigten Wärme. Dabei kann sowohl ein einzelnes Reaktionsrohr mit der dazu gehörigen Peripherie eingesetzt werden als auch eine Kombination von vielen Reaktorrohren. Im letzten Fall kann die Anordnung vieler Reaktorrohre in einer beheizten Kammer sinnvoll sein, bei der die Wärmemenge beispielsweise durch Erdgasbrenner eingebracht wird. Um eine lokale Temperaturspitze an den Reaktorrohren zu vermeiden, sollten die Brenner nicht direkt auf die Rohre gerichtet sein. Sie können beispielsweise indirekt von oben in den Reaktorraum ausgerichtet und über den Reaktorraum verteilt sein, so wie in Figur 1 exemplarisch gezeigt. Zur Steigerung der Energieeffizienz kann das Reaktorsystem an ein Wärmerückgewinnungssystem angebunden werden.

Bei der Herstellung der katalytisch aktiven Beschichtung(en) für die Reaktorwand sowie gegebenenfalls die Reaktorfüllkörper wird eine Suspension bzw. ein Lack oder eine Paste eingesetzt, wobei die Suspension (nachfolgend auch kurz als Lack oder Paste bezeichnet) katalytisch aktive Metalle oder Metallverbindungen enthält und während der Aufheizphase eine feste Schicht mit dem Reaktorrohr oder dem Trägermaterial (dem Schüttgut des Festbettes) bildet. So besitzt die Suspension in der Regel einen bei Raumtemperatur fließfähigen, d. h. lackartigen Charakter; die Suspension kann aber auch pastös sein. Eine Besonderheit der Suspension ist es, dass die Oberfläche des Reaktorrohrs oder des Trägers nicht porös sein muss und auch keiner Vorbehandlung zur Erhöhung der Rauigkeit bedarf. Die Suspension wird unten näher beschrieben. Die Suspension wird nach Auftragung z. B. durch Luft oder ein Inertgas getrocknet. Anschließend wird er durch Temperaturerhöhung unter z. B. Stickstoff oder Wasserstoff oder einem Gemisch daraus teilweise zersetzt, wobei die anorganischen Bestandteile, wie beispielsweise das Aktivmetall, mit der Oberfläche zur Haftung gebracht werden. Dabei werden bevorzugt

Temperaturen eingestellt, die etwa auf dem Niveau der anschließenden Reaktion oder höher liegen, also mindestens 600 °C, bevorzugt 800 °C, besonders bevorzugt 900 °C. Die Temperung kann nach Einbau der Rohre und der Füllkörper in den Reaktorraum erfolgen.

Die erfindungsgemäße Lösung der oben genannten Aufgabe wird im Folgenden näher beschrieben einschließlich verschiedener oder bevorzugter

Ausführungsvarianten.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Umsetzung von Siliciumtetrachlorid mit Wasserstoff zu Trichlorsilan in einem Hydrodechlonerungsreaktor, wobei die Umsetzung in dem Hydrodechlonerungsreaktor durch eine die Umsetzung katalysierende Beschichtung der Reaktorinnenwand katalysiert wird.

Insbesondere ist das erfindungsgemäße Verfahren ein Verfahren bei dem bei der Umsetzung ein siliciumtetrachloridhaltiges Eduktgas und ein wasserstoffhaltiges Eduktgas in dem Hydrodechlorierungsreaktor durch Zufuhr von Wärme zur Reaktion gebracht werden unter Bildung eines trichlorsilanhaltigen und HCI-haltigen

Produktgases. Im Produktstrom können gegebenenfalls auch Nebenprodukte wie Dichlorsilan, Monochlorsilan und/oder Silan enthalten sein. Im Produktstrom sind in der Regel auch noch nicht umgesetzte Edukte, also Siliciumtetrachlorid und

Wasserstoff, enthalten.

Die Gleichgewichtsreaktion im Hydrodechlorierungsreaktor wird typischerweise bei 700 °C bis 1 .000 °C, bevorzugt 850 °C bis 950 °C und bei einem Druck im Bereich zwischen 1 und 10 bar, bevorzugt zwischen 3 und 8 bar, besonders bevorzugt zwischen 4 und 6 bar durchgeführt.

In allen beschriebenen Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens können das siliciumtetrachloridhaltige Eduktgas und das wasserstoffhaltige Eduktgas auch als ein gemeinsamer Strom in den Hydrodechlonerungsreaktor geführt werden.

Vorzugsweise umfasst der Hydrodechlorierungsreaktor ein oder mehrere aus keramischem Material bestehende Reaktorrohre, die auf der Innenwand mit einer die Umsetzung katalysierenden Beschichtung versehen sind.

Das keramische Material aus dem die ein oder mehreren Reaktorrohre bestehen können, wird vorzugsweise ausgewählt aus AI2O3, AIN, Si3N , SiCN oder SiC, besonders bevorzugt ausgewählt aus Si-infiltriertem SiC, isostatisch gepresstem SiC, heiß isostatisch gepresstem SiC oder drucklos gesintertem SiC (SSiC).

Vor allem Reaktoren mit SiC-haltigen Reaktorrohren werden bevorzugt, da sie über eine besonders gute Wärmeleitfähigkeit verfügen, die eine gleichmäßige

Wärmeverteilung und einen guten Wärmeeintrag für die Reaktion ermöglichen. Besonders bevorzugt ist es, wenn die ein oder mehreren Reaktorrohre aus drucklos gesintertem SiC (SSiC) bestehen.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das

siliciumtetrachloridhaltige Eduktgas und/oder das wasserstoffhaltige Eduktgas als unter Druck stehender Strom oder als unter Druck stehender gemeinsamer Strom in den druckbetriebenen Hydrodechlorierungsreaktor geführt und das Produktgas wird als unter Druck stehender Strom aus dem Hydrodechlorierungsreaktor

herausgeführt.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das siliciumtetrachloridhaltige Eduktgas und/oder das wasserstoffhaltige Eduktgas vorzugsweise mit einem Druck im

Bereich von 1 bis 10 bar, bevorzugt im Bereich von 3 bis 8 bar, besonders bevorzugt im Bereich von 4 bis 6 bar, und mit einer Temperatur im Bereich von 150 °C bis 900 °C, bevorzugt im Bereich von 300 °C bis 800 °C, besonders bevorzugt im Bereich von 500 °C bis 700 °C, in den Hydrodechlorierungsreaktor geführt wird.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Umsetzung in dem

Hydrodechlorierungsreaktor durch eine die Umsetzung katalysierende

Innenbeschichtung der ein oder mehreren Reaktorrohre katalysiert wird. Die Umsetzung in dem Hydrodechlorierungsreaktor kann jedoch zusätzlich durch eine die Umsetzung katalysierende Beschichtung eines im Reaktor bzw. in den ein oder mehreren Reaktorrohren angeordneten Festbettes katalysiert werden. Auf diese Weise kann die katalytisch nutzbare Oberfläche maximiert werden.

Die katalytisch aktive(n) Beschichtung(en), also für die Reaktorinnenwand und/oder ein gegebenenfalls verwendetes Festbett, bestehen vorteilhaft aus einer

Zusammensetzung, die mindestens eine aktive Komponente ausgewählt aus den Metallen Ti, Zr, Hf, Ni, Pd, Pt, Mo, W, Nb, Ta, Ba, Sr, Ca, Mg, Ru, Rh, Ir oder Kombinationen daraus oder deren Silicidverbindungen enthält. Besonders bevorzugte Metalle sind Pt, Pd, Rh und Ir sowie deren Mischungen bzw.

Legierungen, insbesondere Pt sowie Pt/Pd, Pt/Rh und Pt/Ir.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein katalytisches System für einen Reaktor zur Umsetzung von Siliciumtetrachlorid zu Trichlorsilan, wobei der Reaktor ein oder mehrere Reaktorrohre umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das System eine die Umsetzung von Siliciumtetrachlorid zu Trichlorsilan katalysierende

Innenwandbeschichtung zumindest eines der Reaktorrohre umfasst.

Es ist vorgesehen, dass das erfindungsgemäße System zusätzlich eine die

Umsetzung von Siliciumtetrachlorid zu Trichlorsilan katalysierende Beschichtung eines in dem zumindest einen Reaktorrohr angeordneten Festbettes umfassen kann.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst das katalytische System neben der katalysierenden Innenwandbeschichtung Reaktorrohre aus einem keramischen Material. Dabei ist bevorzugt, dass das keramische Material ausgewählt ist aus AI2O3, AIN, Si3N ₄ , SiCN oder SiC, besonders bevorzugt ist das keramische Material ausgewählt aus Si-infiltriertem SiC, isostatisch gepresstem SiC, heiß isostatisch gepresstem SiC oder drucklos gesintertem SiC (SSiC).

Das katalytische System umfassend ein oder mehrere Reaktorrohre sowie eine die Umsetzung von Siliciumtetrachlorid zu Trichlorsilan katalysierende

Innenwandbeschichtung können wie folgt hergestellt werden:

Durch Bereitstellen einer Suspension, d. h. eines Lacks bzw. einer Paste, enthaltend a) mindestens eine aktive Komponente ausgewählt aus den Metallen Ti, Zr, Hf, Ni, Pd, Pt, Mo, W, Nb, Ta, Ba, Sr, Ca, Mg, Ru, Rh, Ir oder Kombinationen daraus oder deren Silicidverbindungen, b) mindestens ein Suspensionsmittel, und optional c) mindestens eine Hilfskomponente, insbesondere zur Stabilisierung der Suspension, zur Verbesserung der Lagerstabilität der Suspension, zur

Verbesserung der Haftung der Suspension auf der zu beschichtenden Oberfläche und/oder zur Verbesserung des Auftragens der Suspension auf die zu

beschichtende Oberfläche; durch Auftragen der Suspension auf die Innenwand des einen oder der mehreren Reaktorrohre und, optional, durch Auftragen der

Suspension auf die Oberfläche von Füllkörpern des gegebenenfalls vorgesehenen Festbettes; durch Trocknen der aufgetragenen Suspension; und durch Tempern der aufgetragenen und getrockneten Suspension bei einer Temperatur im Bereich von 500 °C bis 1 .500 °C unter Inertgas oder Wasserstoff. Die getemperten Füllkörper können dann in das eine oder die mehreren Reaktorrohre eingefüllt werden. Das Tempern und optional auch das vorherige Trocknen können aber auch bei bereits eingefüllten Füllkörpern erfolgen.

Als Suspensionsmittel gemäß Komponente b) der erfindungsgemäßen Suspension, d. h. Lack bzw. Paste, insbesondere solche Suspensionsmittel mit Bindecharakter (kurz auch als Bindemittel bezeichnet), können vorteilhaft thermoplastische polymere Acrylatharze verwendet werden, wie sie in der Farben- und Lackindustrie eingesetzt werden. Hierzu zählen beispielsweise Polymethylacrylat,

Polyethylacrylat, Polypropylmethacrylat oder Polybutylacrylat. Es handelt sich um marktübliche Systeme, beispielsweise die unter dem Markennamen Degalan® von Evonik Industries erhältlich sind.

Optional können als weitere Komponenten, d. h. im Sinne von Komponente c), vorteilhaft ein oder mehrere Hilfsstoffe bzw. Hilfskomponenten eingesetzt werden.

So kann man als Hilfskomponente c) optional Löse- oder Verdünnungsmittel einsetzen. Vorzugsweise eignen sich organische Lösemittel, insbesondere aromatische Löse- bzw. Verdünnungsmittel, wie Toluol, Xylole, sowie Ketone, Aldehyde, Ester, Alkohole oder Gemische aus mindestens zwei der zuvor genannten Löse- bzw. Verdünnungsmittel.

Eine Stabilisierung der Suspension kann - sofern erforderlich - vorteilhaft durch anorganische oder organische Rheologieadditive erreicht werden. Zu den bevorzugten anorganischen Rheologieadditiven als Komponente c) zählen beispielsweise Kieselgur, Bentonite, Smektite und Attapulgite, synthetische

Schichtsilikate, pyrogene Kieselsäure oder Fällungskieselsäure. Zu den

organischen Rheologieadditiven bzw. Hilfskomponenten c) zählen vorzugsweise Rhizinusöl und dessen Derivate, wie polyamidmodifiziertes Rhizinusöl, Polyolefin oder polyolefin-modifiziertes Polyamid, sowie Polyamid und Derivate hiervon, wie sie beispielsweise unter dem Markennamen Luvotix® vertrieben werden, sowie Mischsysteme aus anorganischen und organischen Rheologieadditiven.

Um eine vorteilhafte Haftung zu erzielen, können als Hilfskomponenten c) auch geeignete Haftvermittler aus der Gruppe der Silane oder Siloxane eingesetzt werden. Hierzu sind beispielsweise - aber nicht ausschließlich - Dimethyl-, Diethyl-, Dipropyl-, Dibutyl-, Diphenylpolysiloxan oder Mischsysteme daraus, wie

beispielsweise Phenylethyl- oder Phenylbutylsiloxane oder andere Mischsysteme, sowie Mixturen hiervon zu nennen.

Der erfindungsgemäße Lack bzw. die Paste können in vergleichsweise einfacher und wirtschaftlicher Weise zum Beispiel durch Mischen, Rühren bzw. Kneten der Einsatzstoffe, vgl. Komponenten a), b) und optional c) , in entsprechenden, dem Fachmann an sich bekannten, gängigen Apparaten erhalten werden. Ferner wird auf die vorliegenden, erfindungsgemäßen Beispiele hingewiesen.

Figur 1 zeigt beispielhaft und schematisch einen Hydrodechlonerungsreaktor, der in erfindungsgemäßer Weise zur Umsetzung von Siliciumtetrachlorid mit Wasserstoff zu Trichlorsilan verwendet werden kann, sofern er mit einer entsprechenden katalytisch aktiven Beschichtung (nicht gezeigt) ausgerüstet ist.

Der in Figur 1 gezeigte Hydrodechlonerungsreaktor umfasst mehrere in einer Brennkammer 15 angeordnete Reaktorrohre 3a, 3b, 3c, einen gemeinsamen Eduktgas 1 ,2, der in die mehreren Reaktorrohre 3a, 3b, 3c geführt wird sowie eine aus den mehreren Reaktorrohren 3a, 3b, 3c herausgeführte Leitung 4 für einen Produktstrom. Der gezeigte Reaktor umfasst ferner eine Brennkammer 15 sowie eine Leitung für Brenngas 18 und eine Leitung für Brennluft 19, die zu den vier gezeigten Brennern der Brennkammer 15 führen. Gezeigt ist schließlich noch eine aus der Brennkammer 15 herausführende Leitung für Rauchgas 20. Die

erfindungsgemäß auf der Innenwand der Reaktorrohre 3a, 3b, 3c vorgesehene katalysierende Beschichtung sowie ein optional in den Reaktorrohren 3a, 3b, 3c angeordnetes Festbett ist nicht gezeigt.

Beispiele

Beispiel 1 :

Eine lackartige, den Katalysator enthaltende Paste wurde hergestellt, indem folgende Komponenten zusammengemischt wurden:

7 g Platin-Mohr, 10 g Aluminiumpulver (d ₅ o etwa 1 1 μιτι), 3,5 g

Phenylethylpolysiloxan (Oligomer), 0,3 g pyrogene Kieselsäure (Aerosil ^® 300, Evonik Degussa GmbH), 10 g Poly(methyl/butyl)methacrylat als 40%ige Mischung in Toluol, 40 ml Toluol. Von diesem Lack wurde soviel in ein Reaktionsrohr aus SSiC mit den Maßen Länge = 1 .100 mm, Innendurchmesser = 5 mm eingebracht, dass sich ca. 1 g getrocknete Katalysatorpaste gleichmäßig auf der Innenrohroberfläche befindet.

Beispiel 2:

Die Rezeptur wurde wie unter Beispiel 1 hergestellt, anstelle des Platin-Mohrs wurde jedoch die gleiche Menge Wolframsilicid (Sigma-Aldrich) verwendet.

Beispiel 3:

Das SSiC-Rohr wurde ohne die Verwendung einer katalytisch aktiven Paste eingesetzt.

Beispiel 4:

Die Rezeptur wurde wie unter Beispiel 1 hergestellt, anstelle des Platin-Mohrs wurde jedoch die gleiche Menge Nickelpulver verwendet.

Beispiel 5:

Allgemeine Versuchsdurchführung, gültig für die Beispiele 1 bis 4: Das Reaktorrohr wurde in einen elektrisch beheizbaren Röhrenofen gestellt. Zunächst wurde der Röhrenofen mit dem jeweiligen Rohr auf 900 °C gebracht, wobei Stickstoff bei 3 bar absolut durch das Reaktionsrohr geleitet wurde. Nach zwei Stunden wurde der Stickstoff durch Wasserstoff ersetzt. Nach einer weiteren Stunde im

Wasserstoffstrom, ebenfalls unter 3 bar absolut, wurden 36,3 ml/h

Siliciumtetrachlorid in das Reaktionsrohr gepumpt. Der Wasserstoffstrom wurde auf einen molaren Überschuss von 4,2 zu 1 eingestellt. Der Reaktoraustrag wurde per online Gaschromatographie analysiert und daraus der Siliciumtetrachloridumsatz und die molare Selektivität zum Trichlorsilan berechnet.

Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt. Als Nebenkomponente wurde in den Beispielen 2 bis 4 nur Dichlorsilan gefunden. Der entstehende Chlorwasserstoff wurde nicht herausgerechnet und nicht bewertet.

Tabelle 1 : Ergebnisse der katalytischen Umsetzung von STC mit Wasserstoff

STC = Siliciumtetrachlorid

TCS = Trichlorsilan

DCS = Dichlorsilan

Bezugszeichenliste

(1 ) siliciunntetrachlondhaltiger Eduktgas

(2) wasserstoffhaltiger Eduktgas (1 ,2) gemeinsamer Eduktgas

(3) Hydrodechlorierungsreaktor (3a, 3b, 3c) Reaktorrohre

(4) Produktstrom

(15) Heizraum oder Brennkammer

(18) Brenngas

(19) Brenn luft

(20) Rauchgas