(57)【要約】  本発明は、触媒の存在で、少なくとも１個の比較的高度に塩素化されたシランの不均化により一般式ＨｎＳｉＣｌ４−ｎ（ｎは１，２，３および／または４である）のシランを製造する装置に関し、前記装置は塔底部（１．１）および塔頭部（１．２）を有する少なくとも１つの蒸留塔（１）、触媒床（３）を有する少なくとも１つの側面反応器（２）、少なくとも１つの供給物入口（１．３）、生成物取り出し口（１．４）および少なくとも１つの他の生成物取り出し口（１．５または１．８）をベースとする装置であり、蒸留塔（１）が少なくとも１つの煙突トレー（４）を備えており、少なくとも１つの側面反応器（２）が少なくとも３個の管（５，６，７）により蒸留塔（１）に接続され、煙突トレー（４、４．１）からの凝縮物を排出するための蒸留塔（１）への管（５）の接続位置が触媒床（３、３．１または３．２）の上側端部より高い位置にあり、側面反応器（２）から液相を排出するための管（６）が蒸留塔（１）に煙突トレー（４）より下で開口し、この開口（６、６．１）が触媒床（３、３．１または３．２）の上側端部より低い位置にあり、結合した側面反応器（２）から気相を排出するための管（７）が蒸留塔（１）に、煙突トレー（４）の高さ（４．１）より高い位置で開口する（７.１）。本発明は更に本発明による装置で前記シランを製造する方法を提供する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
触媒の存在で、少なくとも１個の比較的高度に塩素化されたシランの不均化により一般式ＨｎＳｉＣｌ４−ｎ（ｎは１，２，３および／または４である）のシランを製造する装置であり、前記装置は、塔底部（１．１）および塔頭部（１．２）を有する少なくとも１つの蒸留塔（１）、触媒床（３）を有する少なくとも１つの側面反応器（２）、少なくとも１つの供給物入口（１．３）、生成物取り出し口（１．４）および少なくとも１つの他の生成物取り出し口（１．５または１．８）をベースとする装置であり、蒸留塔（１）が少なくとも１つの煙突トレー（４）を備えており、少なくとも１つの側面反応器（２）が少なくとも３個の管（５，６，７）により蒸留塔（１）に接続され、煙突トレー（４、４．１）からの凝縮物を排出するための蒸留塔（１）への管（５）の接続位置が触媒床（３、３．１または３．２）の上側端部より高い位置にあり、側面反応器（２）から液相を排出するための管（６）が蒸留塔（１）に煙突トレー（４）より下で開口し（６.１）、この開口（６、６．１）が触媒床（３、３．１または３．２）の上側端部より低い位置にあり、結合した側面反応器（２）から気相を排出するための管（７）が蒸留塔（１）に、煙突トレー（４）の高さ（４．１）より高い位置で開口する（７.１）ことを特徴とするシランを製造する装置。
【請求項２】
加熱可能な塔底部（１.６、１.１）を有する請求項１記載の装置。
【請求項３】
塔頭部（１.２）に低温冷却器（１.７）を有する請求項１または２記載の装置。
【請求項４】
２個、３個、４個または５個の反応器装置を有し、１つの反応器装置が少なくともサブユニット（２）、（３）、（４）、（５）、（６）および（７）を有する請求項１から３までのいずれか１項記載の装置。
【請求項５】
反応器装置１個当たり並列に接続された２個または３個の反応器（２，３）を有する請求項４記載の装置。
【請求項６】
少なくとも１個の塔充填物（８）を有する請求項１から５までのいずれか１項記載の装置。
【請求項７】
少なくとも1個の付加的な生成物取り出し口（１.５）を有する請求項１から６までのいずれか１項記載の装置。
【請求項８】
触媒が触媒床（３）にばらばらにまたは整列した形で存在する請求項１から７までのいずれか１項記載の装置。
【請求項９】
触媒が触媒床（３）に構造化されたメッシュ充填物の形でまたはメッシュから形成される充填部品の形で存在するかまたは触媒床（３）が触媒活性材料から形成される充填部品または内装部品を有する請求項８記載の装置。
【請求項１０】
触媒床（３）に少なくとも１個の遮蔽管または遮蔽物を有する支持体格子を有する請求項１から９までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１１】
触媒床（３）への流れ（５.１）が下から管（５）により流れるように、側面反応器（２）、触媒床（３）、管（５）、（６）および（７）が煙突トレー（４）および蒸留塔（１）に関して配置される請求項１から１０までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１２】
運転装置の充填、運転、排出および洗浄のための付加的な管および調節装置を有する請求項１から１１までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１３】
請求項１から１２までのいずれか１項記載の装置中で、触媒の存在で、−１２０〜１８０℃の範囲の温度および０.１〜３０バールの圧力で、高級クロロシランの不均化により一般式ＨｎＳｉＣｌ４−ｎ（ｎは１，２，３および／または４である）のシランを製造する方法において、液体水素クロロシランが触媒と接触するように、前記装置に少なくとも触媒床の高さまで液体水素クロロシランを充填し、出発物質を塔入口により装置から排出される生成物の量に相当する量で連続的に導入することを特徴とするシランの製造方法。
【請求項１４】
使用される触媒が第三級アミノ基を有するマクロポアーのイオン交換樹脂またはアルキルアミノトリアルコキシシランで変性または含浸された多孔質支持体である請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
触媒が完全にまたは部分的に液体で湿潤にされている請求項１３または１４記載の方法。
【請求項１６】
出発物質を直接蒸留塔におよび／または少なくとも１個の側面反応器に供給する請求項１３から１５までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１７】
出発物質を蒸留塔の中央部分に供給する請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
側面反応器の触媒床が−８０〜１２０℃の温度で運転する請求項１３から１７までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１９】
（ｉ）高級クロロシランとしてトリクロロシランを使用し、生成物として実質的にモノシラン、モノクロロシラン、ジクロロシラン、およびテトラクロロシランまたはこれらの化合物の少なくとも２個の混合物が得られ、または（ｉｉ）ジクロロシランを使用し、モノシラン、モノクロロシラン、トリクロロシラン、および四塩化珪素、またはこれらの化合物の少なくとも２個の混合物が得られる請求項１３から１８までのいずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、触媒の存在でのきわめて高度に塩素化されたシランの不均化反応により一般式ＨｎＳｉＣｌ４−ｎ（式中、ｎは１，２，３または４である）のシランを製造する装置および方法に関し、前記方法に使用される装置は少なくとも１個の蒸留塔および少なくとも１個の側面反応器、すなわち外部反応器の組合せにもとづく。
【０００２】
不均化反応は、例えばトリクロロシラン（ＴＣＳ、ＨＳｉＣｌ３）からのジクロロシラン（ＤＣＳ、Ｈ２ＳｉＣｌ２）の製造に使用され、同時生成物として四塩化珪素（ＳＴＣ、ＳｉＣｌ４）を形成する。他の例はＴＣＳからのモノシラン（ＳｉＨ４）の製造であり、同様に同時生成物としてＳＴＣを形成する。
【０００３】
きわめて高度に塩素化されたシラン、一般にＴＣＳから低い程度の塩素化を有するシラン、例えばモノシランまたはＤＣＳを製造するこれらの接触法は工業的に広く使用される。これらの方法において、２個のシラン分子の間の水素原子および塩素原子の交換は一般に以下の反応式により、不均化または不均化反応により行う。
ＨｘＳｉＣｌ４−ｘ＋ＨｙＳｉＣｌ４−ｙ→Ｈｘ＋１ＳｉＣｌ４−ｘ−１＋Ｈｙ−１ＳｉＣｌ４−ｙ＋１  （Ｉ）
この場合にｘは０〜３であってもよく、ｙは１〜４であってもよい。反応式（Ｉ）によるこの反応の例はＴＣＳからのＤＣＳの製造である（反応式Ｉにおいてｘ＝ｙ＝１である）（欧州特許第０４７４２６５号）。
【０００４】
多くの連続する反応を結合する場合は、三工程での不均化により、トリクロロシランから出発して四塩化珪素（ＳＴＣ）を形成して、ジクロロシラン、モノクロロシランを生じ、最後にモノシランを生じることによりモノシランを製造することができる。
【０００５】
【化１】
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【０００６】
従って現在ではモノシランは一般にトリクロロシランからＴＣＳの不均化により製造する（例えばドイツ特許第２１６２５３７号、ドイツ特許第２５０７８６４号、ドイツ特許第３９２５３５７号、ドイツ特許第３３１１６５０号、ドイツ特許第１００１７１６８号、米国特許第３９６８１９９号）。
【０００７】
モノシランを製造する他の方法は例えば錯体金属水化物によるＳｉＦ４の還元（欧州特許第０３３７９００号）または水素アルコキシシランによる反応工程（米国特許第６１０３９４２号）である。
【０００８】
不均化反応に使用される触媒は一般に、例えばアミノ官能化ポリスチレン（ドイツ特許第１００５７５２１号）、アミノ官能化無機担体（欧州特許第０４７４２６５号、欧州特許第０２８５９３７号）の形のイオン交換体、またはオルガノポリシロキサン触媒（ドイツ特許第３９２５３５７号）である。これらの触媒は１つの層として（ドイツ特許第２５０７８６４号）、複数の層として（米国特許第５３３８５１８号、米国特許第５７７６３２０号）またはメッシュ構造体で（ＷＯ９０／０２６０３号）カラムに導入することができる。選択的に、触媒を１個以上の外部反応器に収容することができ、入口と出口が蒸留塔上の種々の位置に接続される（米国特許第４６７６９６７号、欧州特許第０４７４２６５号、欧州特許第０２８５９３７号、ドイツ特許第３７１１４４４号）。
【０００９】
関係するシランの物理的特性、表１および不均化反応でのしばしばきわめて好ましくない化学平衡の位置により、反応および蒸留による後処理は一般に合体した方法として行う。
表１：クロロシランとモノシランの物理的データ
【表１】
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【００１０】
この場合に反応と材料分離の最もよい可能な合体法は反応精留である。この目的のために構造化された充填物の使用が提案されたが（ドイツ特許第１９８６０１４５号）、反応速度が低いために、多くの触媒量が必要である。これは１個以上の側面反応器により用意することができる。この場合に蒸留塔から側面流を取り、側面反応器に供給し、不均一固定触媒と接触する。側面反応器を離れる生成物混合物は蒸留塔に返送する（例えばドイツ特許第４０３７６３９号、ドイツ特許第１００１７１６８号）。しかしこの場合に反応混合物を装置に、すなわち反応器と蒸留塔の間に搬送するために、一般にポンプを使用することが欠点である。モノシランとモノクロロシランの自然的発火性により、特に動く部品の場合に容易に起きるような小さい漏れが壊滅的な結果になることがある。更に装置の動く部品は動かない部品より高いメインテナンスの要求を有する。更にメインテナンス作業はすぐに燃焼するかまたは自然に燃焼する反応生成物による起こりうる危険を含み、これを最小にすることが必要である。
【００１１】
公知側面反応器の発想の他の欠点は、それぞれの流れを、一般に反応器の前方に１つ、反応器の後方に１つの２つの熱交換器により、場合により熱を回収して搬送することである。これは反応器温度を蒸留温度に関係なく調節することを可能にする。これは例えば反応器に決められた流れが優勢であるように反応器に１つの層が存在することを保証することを目的とする。
【００１２】
不均化反応は化学平衡により変換が制限される反応である。この状況は全部の方法で変換を終了するために好ましくない出発物質から反応生成物を分離することを必要とする。
【００１３】
分離作業として沸点の位置により可能である蒸留を選択する場合は、エネルギー的に理想的な装置は無限に高い蒸留塔であり、化学平衡の達成はそれぞれのトレーまたはそれぞれの理論的板上で適当な触媒によりまたは適当な長い滞留時間により保証される。この装置は最も低い可能なエネルギー要求および最も低い可能な作業費用を有するであろう［図６およびＳｕｎｄｍａｃｈｅｒ  ａｎｄ  Ｋｉｅｎｉｅ（Ｅｄｉｔｏｒｓ）  Ｒｅａｃｔｉｏｎ  ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ、Ｗｉｌｅｙ−ＶＣＨ、Ｗｅｉｎｈｅｉｍ２００３参照］。
【００１４】
装置および反応帯域のような側面反応器がカラムに組み込まれる公知方法の他の欠点は、触媒の交換が困難であることである。低い程度の塩素化を有するシランの製造において,触媒はこれらの物質により必然的に汚染され、交換が可能になる前に完全に除去しなければならない。公知方法において、洗浄剤、例えば窒素を決められたやり方で触媒床に導入することが困難であるので触媒の交換を問題なく行うことができない。更に交換それ自体がかなり困難であり、煩雑である。
【００１５】
従って本発明の課題は、反応器および蒸留塔にもとづく、特に低い程度の塩素化を有するシランおよびモノシランの他の可能な製造を提供することである。この課題の達成において、特に前記欠点が大部分回避されるべきである。
【００１６】
前記課題は本発明により請求項に記載されるように解決される。
【００１７】
意想外にも、塔底部（１．１）および塔頭部（１．２）を有する少なくとも１つの蒸留塔（１）、触媒床（３）を有する少なくとも１つの側面反応器（２）、少なくとも１つの供給物入口（１．３）、生成物取り出し口（１．４）および少なくとも１つの他の生成物取り出し口（１．５または１．８）をベースとする装置であり、蒸留塔（１）が少なくとも１つの煙突トレー（４）を備えており、少なくとも１つの側面反応器（２）が少なくとも３個の管（５，６，７）により蒸留塔（１）に接続され、煙突トレー（４、４．１）からの凝縮物を排出するための蒸留塔（１）への管（５）の接続位置が触媒床（３、３．１または３．２）の上側端部より高い位置にあり、側面反応器（２）から液相を排出するための管（６）が蒸留塔（１）に煙突トレー（４）より下で開口し、この開口（６、６．１）が触媒床（３、３．１または３．２）の上側端部より低い水準にあり、結合した側面反応器（２）から気相を排出するための管（７）が蒸留塔（１）に、煙突トレー（４）の高さ（４．１）より高い位置で開口する、例えば図１に記載された装置をこの目的に使用する場合に、より高度に塩素化されたシラン、特にトリクロロシランおよび／またはジクロロシランから、触媒の存在で、簡単で経済的な方法で、蒸留塔と反応器の間の流れを搬送するポンプがなくても、低い程度の塩素化を有するシランおよびモノシランを製造できることが見出された。
【００１８】
本発明の装置は有利に加熱可能な塔底部（１．６、１．１）および塔頭部（１．２）に低温冷却器（１．７）を備えることができる。更に蒸留塔（１）は有利に少なくとも１つの塔充填物（８）を備えることができ、少なくとも１つの付加的な供給物入口（１．３）または生成物取り出し口（１．５）を有することができる。
【００１９】
反応および存在する液相と気相の分離はこのような装置で有利に、比較的容易に行うことができる。
【００２０】
本発明の装置において,反応器の前方および後方の熱交換器を省くことができる。
【００２１】
更にこのような装置は高い信頼性を有し、比較的簡単に調節および維持できる。
【００２２】
更に本発明の装置は簡単な開始および方法の作業を可能にする。
【００２３】
更に本発明の装置において、調節されたおよび比較的簡単な方法で触媒を交換できる。
【００２４】
前記装置は大部分問題なく取り出すことができる。
【００２５】
従って本発明は、触媒の存在で、少なくとも１個の比較的高度に塩素化されたシランの不均化により一般式ＨｎＳｉＣｌ４−ｎ（ｎは１，２，３および／または４である）のシランを製造する装置を提供し、前記装置は塔底部（１．１）および塔頭部（１．２）を有する少なくとも１つの蒸留塔（１）、触媒床（３）を有する少なくとも１つの側面反応器（２）、少なくとも１つの供給物入口（１．３）、生成物取り出し口（１．４）および少なくとも１つの他の生成物取り出し口（１．５または１．８）をベースとする装置であり、蒸留塔（１）が少なくとも１つの煙突トレー（４）を備えており、少なくとも１つの側面反応器（２）が少なくとも３個の管（５，６，７）により蒸留塔（１）に接続され、煙突トレー（４、４．１）からの凝縮物を排出するための蒸留塔（１）への管（５）の接続位置が触媒床（３、３．１または３．２）の上側端部より高い位置にあり、側面反応器（２）から液相を排出するための管（６）が蒸留塔（１）に煙突トレー（４）より下で開口し、この開口（６、６．１）が触媒床（３、３．１または３．２）の上側端部より低い位置にあり、結合した側面反応器（２）から気相を排出するための管（７）が蒸留塔（１）に、煙突トレー（４）の高さ（４．１）より高い位置で開口する。
【００２６】
図１，２，３，４および５は本発明の装置の有利な構成を示す。ここに存在する部品の構成、例えば蒸留塔、触媒床を有する反応器、管、弁、冷却器、加熱器、分離充填物等は自体公知である。
【００２７】
本発明による装置は有利に１個より多くの反応器装置をベースとする。従って本発明の装置において,２個、３個、４個または５個の反応器装置が有利であり、１つの反応器は少なくともサブユニット（２）、（３）、（４）、（５）、（６）および（７）からなる。本発明の装置は特に有利に２個または３個のこのような反応器装置をベースとする。反応器装置１個当たり並列に接続した２個または３個の反応器（２，３）が存在することもできる。
【００２８】
本発明により形成された装置で低いエネルギー消費での完全な変換を高い特定の供給量で有利に達成できる。
【００２９】
比較的遅い不均化反応で触媒上の十分な滞留時間を保証するために、すなわちほぼ達成される化学平衡に関する触媒上の十分に低い空間速度を保証するために、反応に関する空間の要求は一般に蒸留に関する要求より大きい。この理由から使用される反応器（２）は、有利に平衡変換の８０〜９８％、すなわち最大達成可能な変換率がここで達成されるように寸法を調節すべきである。
【００３０】
存在する側面反応器が本発明により後方に蒸留塔を比較的容易に備えることができるので、本発明の装置は有利である。
【００３１】
本発明による装置は一般に側面反応器（２）に配置された触媒床を有する。公知不均化触媒を使用することができ、前記触媒は触媒床にばらばらにまたは整列した形で存在することができる。有利に触媒は触媒床（３）に構造化されたメッシュ充填物又はメッシュから製造された充填部品の形で存在するかまたは触媒床（３）が触媒活性材料から形成される充填部品または内装部品を有する。更に少なくとも1個の遮蔽物管または遮蔽物を有する支持体格子が触媒床（３）に存在することができ、その結果、付加的な横断面および実質的に妨害されないガス流および液体流が有利に保証される。
【００３２】
有利な不均化触媒は、例として、これらに限定されずに、第三級アミノ基を有するマクロポアーイオン交換樹脂または少なくとも１個のアルキルアミノトリアルコキシシランで変性または含浸された多孔質支持体である。
【００３３】
更に本発明による装置は有利にそれぞれの運転装置を充填、運転、排出および洗浄する付加的な管および調節装置、特に図３、４および５の弁ａ）〜ｋ）を備えることができる。
【００３４】
これは例えば図４にもとづき、弁ｉ）および引き続きｈ）を閉鎖し、触媒（３）を有する側面反応器（２）を無水窒素またはアルゴンで洗浄および乾燥することを可能にする。弁ｋ）を引き続き閉鎖し、保護ガス下で触媒を取り出すかまたは交換することができる。弁ｇ）を閉鎖し、弁ｉ）、ｋ）およびｈ）を開放することにより、実質的に装置の運転に大きな妨害なしに、反応器を引き続き有利に運転に戻すことができる。
【００３５】
出発物質として比較的高度に塩素化されたシランでの装置の開始または充填および装置の運転中の出発物質の導入は、例えば弁ｇ）、ｆ）、ｅ）、ｃ）、ｄ）、ａ）、ｂ）（１.３）および／または塔底部（１.１）により行うことができる。図１，３，４および５参照。
【００３６】
更に生成物を、本発明の装置の運転中に塔頭部（１.８）、取り出し口（１.５）および／または塔底部（１.４）により取り出すことができる。
【００３７】
本発明は、触媒の存在で、−１２０〜１８０℃の範囲の温度および絶対圧力０.１〜３０バールの圧力で、本発明による装置中で、高級クロロシランの不均化により一般式ＨｎＳｉＣｌ４−ｎ（ｎは１，２，３および／または４である）のシランを製造する方法を提供し、前記方法は、液体水素クロロシランが触媒と接触するように、有利に触媒が完全にまたは部分的に液体で湿潤にされるように、前記装置に少なくとも触媒床の高さまで液体水素クロロシランを充填し、出発物質をカラム入口により装置から排出される生成物の量に相当する量で連続的に導入することを特徴とする。出発物質を直接カラム（１.３）に、特にカラムの中央部分に、および／または少なくとも1個の側面反応器（２）にまたは特に開始中に底部（１.１）により供給することができる。一般に触媒および出発物質が互いに接触する場合に反応が開始する。
【００３８】
側面反応器の触媒床は本発明の方法において有利に−８０〜１２０℃の温度で運転する。反応器温度または触媒床温度は有利に反応器上の冷却または加熱ジャケットにより調節または制御できる。
【００３９】
更に触媒床（３）への流れは上から、図１、２または３参照、または下から、図４および５参照、であってもよい。
【００４０】
液相を上から、図１、２および３参照、供給する場合は、液相は一般に１つの煙突トレー（４）から管（５）により下方に流れ、触媒床（３）の上側部分に分配される。
【００４１】
下から流入する場合は、図４または５から有利に導かれる装置の構成を選択することができ、この場合に側面反応器（２）、触媒床（３）、管（５）、（６）および（７）が煙突トレー（４）および蒸留塔（１）に関して、触媒床（３）への流れ（５.１）が下から管（５）により流れるように配置される。この場合に煙突トレー（４）から液相を取り出し、静水圧プレスにより下から管（５）により触媒床（３）に流すことができる（位置６.１、３.１、４.１および７.１の高さの差参照）。液相のクロロシランが触媒と接触し、反応式（ＩＩ）、（ＩＩＩ）および／または（ＩＶ）により反応する。気体の反応生成物は管（７）により蒸留塔（１）に上昇し、適当な場合は装置（８）および（４.２）に導入し、部分的に凝縮され、または分離される。液相は一般に管（６）によりカラムに再循環する。更に反応器または蒸留塔への液相の流れは付加的に管（５.２、図３の５.３）により調節できる。
【００４２】
反応の性質および関係する物質のために反応器が満たさなければならない特定の要求は以下に記載する。
【００４３】
記載されたように、塩素含有シランは大気中の水分と接触して有毒な塩化水素を形成し、固体の二酸化珪素沈殿物を形成し、沈殿物が装置の部品を閉塞するので、一般式ＳｉＨｘＣｌ４−ｘのシランの取り扱いおよび処理は安全性の観点からきわめて要求される。更に水素含有シランは可燃性であり、塩素含量が減少するとともにますます燃えやすくなる。例えばジクロロシランは自然に発火し、モノシランは大気中の酸素と直ちに反応し、自然の燃焼にもかかわらず反応の遅れた開始の結果として爆発性混合物が形成されることがある。この理由から反応混合物と空気および水の接触は回避するべきである。これは起こりうる漏れの位置の回避およびメインテナンス作業の必要の最小化により適当に達成される。
【００４４】
本発明により、反応混合物を反応器（２）に搬送するために、ポンプの代わりに有利に蒸留塔（１）の出口またはカラムトレー（４）からの静水力学的高さを利用する。この静水圧力学的高さは、本発明により、カラムの内部または外部で降下管の形で用意される。この方法で反応混合物を自由に重力により流し、生成物と接触する領域の内部に移動する部品がもはや必要でない。図２，３，４および５の（３.１）、（４.１）、（６.１）および（７.１）参照。しかし静水圧力学的高さは比較的小さい圧力の差のみを形成できるので、反応器中の流れ抵抗を有利に低く保つべきである。
【００４５】
本発明の装置の他の有利な特性は中沸点成分、例えばＤＣＳが反応中に、低沸点成分、この場合にＭＣＳおよび高沸点成分、ここでＴＣＳを形成することである。更に意想外にも、この理由から反応器中に所定の量のガスが形成されることが見出された。このガスは付加的に小さい泡が触媒粒子に付着し、従って液体に利用できる触媒床の自由横断面が減少する有利な特性を有する。
【００４６】
本発明の装置において、一般に反応器装置の高さでのカラムの蒸留部分の付加的な加熱または冷却が有利に省ける。この場合に装置は有利に液相および気相の混合物を使用して運転される。蒸留または反応を生じる温度は,絶対圧力０.１〜３０バール、有利に１〜８バールで反応を実施するために適している。反応器の生成物流を流入および流出するための熱交換器の使用を有利に省くことができる。
【００４７】
触媒に付着した気泡の問題は、本発明により、他の方法により以下に記載されるように解決される。
【００４８】
反応器を通過する反応液の流動方向は上から下、図１、２および３参照、または下から上、図４および５参照、であることができる。
【００４９】
図２による第１の変形の利点は、触媒（３）が気相および液相と接触することである。気相で反応がより急速に進行することが知られている。しかしカラム（１）から反応器（２）に流れる液体の閉塞は、この閉塞が本発明により、有利に装置部品（２）および（３）中のガスおよび液体の流動に十分な自由空間、すなわち自由横断面を用意することにより解決されない場合は起こりうる。これは、特に特定の触媒の形状および配置により達成できる。特に有利な形の充填物は、例えばＫａｔａｐａｋ（登録商標）製品、Ｓｕｌｚｅｒ  ＣｈｅｍｔｅｃｈまたはＫａｔａｍａｘ（登録商標）Ｋｏｃｈである。他の可能性はメッシュにより形成される充填部品中の触媒粒子の充填物であり、充填物を引き続きランダムな層として反応器に導入することができる。他の有利な可能性は、その他の場合は触媒の全部の層が充填される反応器中のメッシュ管の設置であり、これは同様に特に有利な方法で流動を促進することができる。
【００５０】
反応器中の閉塞を避ける他の変形は、図４および５により、反応器への流れが下から生じることである。ここで気泡が有利に上に、生成物流と一緒に外部に運ばれ、別々に蒸留塔に再循環する。
【００５１】
本発明の装置の選択された構成に関係なく、気体の反応生成物を液体反応生成物と別に蒸留塔に再循環することが有利である。これは、気相を一般に液相より高い位置でカラムに再循環するので、蒸留塔の負荷を減少することができる。
【００５２】
本発明の方法およびこの目的に使用される新規装置は有利に可能な触媒の簡単で安全な交換を形成できる。触媒として塩基性イオン交換体を使用する場合は、錯体金属または非金属イオンでのこの触媒の汚染を考慮しなければならない。更に特に触媒の限られた熱安定性により触媒の寿命が制限される。カートリッジで触媒を使用し、カートリッジを反応器から除去し、交換する場合は触媒の交換が容易になる。選択案として、触媒を反応器から流れる形で、湿ったまたは乾燥した状態で取り出し、同様に再循環することができる。
【００５３】
本発明の方法において、１つの反応器を運転から取り出す場合に、わずかに減少した負荷でのみ装置全体が運転を継続できるように反応器の数および寸法が存在することが有利である。これは第１にそれぞれの位置で二倍の反応器により達成される。第２に、装置が反応器装置当たり少なくとも２個、有利に３個の反応器を有する場合に、装置が負荷を減少しておよびエネルギー入力を増加して装置を継続して運転できるような寸法を有することができる。
【００５４】
内部に配置された触媒を有する反応性蒸留塔に匹敵する本発明によるこの方法の実際の利点は、触媒を交換した場合に、触媒充填物全体を交換することが必要でなく、その代わりに失活した触媒床を交換するだけでよいことである。場合により減少した負荷で、引き続き装置全体を継続して運転できる。
【００５５】
交換を行う前に、空気および水分に敏感な反応混合物と一緒に使用するために、新鮮な触媒を適当に製造する。新鮮な触媒の精製は浄化水で洗浄し、引き続き場合により予熱した窒素を使用して乾燥することにより実施することができる。この方法でメタノールのような異物質の使用が回避できる。触媒は有利に設置された状態で乾燥し、乾燥後の汚染が回避できる。
【００５６】
排出された触媒はクロロシランで飽和され、反応器から取り出す前にクロロシランを分離できる。この目的のために、前記のように、図４および５により、充填管、調節管または排出管を使用して反応器（２）を装置から分離し、装置に存在する液体を分離できる。引き続き触媒を同様に場合により予熱した窒素またはアルゴンのような希ガスを使用して乾燥できる。
【００５７】
更に、（ｉ）本発明の方法に本発明の装置を使用して高級クロロシランとしてトリクロロシランを使用し、生成物として主にモノシラン、モノクロロシラン、ジクロロシラン、およびテトラクロロシランまたはこれらの化合物の少なくとも２個の混合物を得るかまたは（ｉｉ）ジクロロシランを使用し、モノシラン、モノクロロシラン、トリクロロシラン、および四塩化珪素、またはこれらの化合物の少なくとも２個の混合物を得ることが可能であり、特に有利である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の方法を実施する装置の図である。
【図２】図１の拡大部分図である。
【図３】図２の装置の他の構成を示す図である。
【図４】本発明の方法を実施する装置の他の構成を示す図である。
【図５】図４の装置の他の構成を示す図である。
【図６】反応蒸留での理想的な装置による、反応器の数とエネルギー消費量の関係を示す図である。
【符号の説明】
【００５９】
１  蒸留塔、  ２  側面反応器、  ３  触媒床、４  煙突トレー、  ５、６、７  管、
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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