(57)【要約】目的とするオリゴシランをより効率良く製造することができるオリゴシランの製造方法を提供する。ヒドロシランを脱水素縮合させて得られるオリゴシランを含む反応生成混合物流体を、特定の条件で膜分離器に供給したり、特定の条件で吸着材に接触させたりする。
2018079484.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒドロシランを脱水素縮合させてオリゴシランを生成させる第１工程、及び
前記第１工程を経て得られた反応生成混合物流体に対して下記（Ａ）及び／又は（Ｂ）の処理を行って、前記反応生成混合物流体を原料高含有流体と生成物高含有流体とに分離する第２工程を含み、
前記原料高含有流体中の全シラン化合物に対するケイ素原子数２以上５以下のオリゴシランのモル濃度が前記反応生成混合物流体中の全シラン化合物に対するケイ素原子数２以上５以下のオリゴシランのモル濃度より低く、
前記生成物高含有流体中の全シラン化合物に対するケイ素原子数２以上５以下のオリゴシランのモル濃度が前記反応生成混合物流体中の全シラン化合物に対するケイ素原子数２以上５以下のオリゴシランのモル濃度より高いことを特徴とするオリゴシランの製造方法。
（Ａ）前記反応生成混合物流体を下記（ａ−１）〜（ａ−３）を満たす条件で膜分離器に供給し、膜を透過した流体として前記原料高含有流体を得て、膜を透過しなかった流体として前記生成物高含有流体を得る。
（ａ−１）前記膜分離器の膜の材質が、ゼオライト、多孔質シリカ、アルミナ、又はジルコニアである。
（ａ−２）前記膜分離器に供給される前記反応生成混合物流体の圧力が、０．１ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下である。
（ａ−３）前記膜分離器に供給される前記反応生成混合物流体の温度が、−１０℃以上３００℃未満である。
（Ｂ）前記反応生成混合物流体を下記（ｂ−１）〜（ｂ−３）を満たす条件で吸着材に接触させ、前記吸着材に吸着しなかった流体として前記原料高含有流体を得て、前記吸着材に吸着した後、脱着した流体として前記生成物高含有流体を得る。
（ｂ−１）前記吸着材の材質が、ゼオライト、アルミナゲル、シリカゲル又は活性炭である。
（ｂ−２）前記吸着材に接触させる前記反応生成混合物流体の圧力が、０．１ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下である。
（ｂ−３）前記吸着材に接触させる前記反応生成混合物流体の温度が、−５０℃以上２００℃以下である。
【請求項２】
前記第１工程におけるヒドロシランが、テトラヒドロシラン（ＳｉＨ４）であり、生成するオリゴシランがヘキサヒドロジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）を含む、請求項１に記載のオリゴシランの製造方法。
【請求項３】
下記式（Ｐ−１）で表されるオリゴシランを製造する方法であり、
前記第１工程が、テトラヒドロシラン（ＳｉＨ４）とともに下記式（Ｒ−１）で表されるオリゴシランを原料のヒドロシランとして用いて、下記式（Ｒ−１）で表されるオリゴシランから下記式（Ｐ−１）で表されるオリゴシランを生成させる工程である、請求項１に記載のオリゴシランの製造方法。
【化１】
2018079484.tif 000021
（式（Ｐ−１）中、ｎは２〜５の整数を表す。）
【化２】
2018079484.tif 000022
（式（Ｒ−１）及び（Ｐ−１）中、ｎは２〜５の整数を表す。）
【請求項４】
前記式（Ｒ−１）で表されるオリゴシランが、オクタヒドロトリシラン（Ｓｉ３Ｈ８）であり、前記式（Ｐ−１）で表されるオリゴシランが、ヘキサヒドロジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）である、請求項３に記載のオリゴシランの製造方法。
【請求項５】
下記式（Ｐ−２）で表されるオリゴシランを製造する方法であり、
前記第１工程が、テトラヒドロシラン（ＳｉＨ４）とともに下記式（Ｒ−２）で表されるオリゴシランを原料のヒドロシランとして用いて、下記式（Ｒ−２）で表されるオリゴシランから下記式（Ｐ−２）で表されるオリゴシランを生成させる工程である、請求項１に記載のオリゴシランの製造方法。
【化３】
2018079484.tif 000023
（式（Ｐ−２）中、ｍは３〜５の整数を表す。）
【化４】
2018079484.tif 000024
（式（Ｒ−２）及び（Ｐ−２）中、ｍは３〜５の整数を表す。）
【請求項６】
前記式（Ｒ−２）で表されるオリゴシランが、ヘキサヒドロジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）であり、前記式（Ｐ−２）で表されるオリゴシランが、オクタヒドロトリシラン（Ｓｉ３Ｈ８）である、請求項５に記載のオリゴシランの製造方法。
【請求項７】
前記（Ａ）において用いる膜の細孔径が０．１ｎｍ以上１００μｍ以下である、請求項１〜６の何れかに１項に記載のオリゴシランの製造方法。
【請求項８】
前記（Ｂ）において用いる吸着材のＢＥＴ比表面積が１０ｍ２／ｇ以上１０００ｍ２／ｇ以下である、請求項１〜６の何れかに１項に記載のオリゴシランの製造方法。
【請求項９】
前記第１工程が、水素ガスの存在下で行われる工程である、請求項１〜８の何れかに１項に記載のオリゴシランの製造方法。
【請求項１０】
前記第１工程が、遷移元素を含有する触媒の存在下で行われる工程である、請求項１〜９の何れか１項に記載のオリゴシランの製造方法。
【請求項１１】
前記触媒に含有される遷移元素が、第４族遷移元素、第５族遷移元素、第６族遷移元素、第７族遷移元素、第８族遷移元素、第９族遷移元素、第１０族遷移元素、及び第１１族遷移元素からなる群から選択される少なくとも１種である、請求項１０に記載のオリゴシランの製造方法。
【請求項１２】
前記触媒が、担体を含む不均一系触媒である、請求項１０又は１１に記載のオリゴシランの製造方法。
【請求項１３】
前記担体が、シリカ、アルミナ、及びゼオライトからなる群より選択される少なくとも１種である、請求項１２に記載のオリゴシランの製造方法。
【請求項１４】
前記ゼオライトが、短径が０．４１ｎｍ以上、長径が０．７４ｎｍ以下の細孔を有する、請求項１３に記載のオリゴシランの製造方法。
【請求項１５】
前記第１工程を１回のみ行うワンパス方式である、請求項１〜１４の何れか１項に記載のオリゴシランの製造方法。
【請求項１６】
前記第１工程において未反応のテトラヒドロシラン（ＳｉＨ４）の少なくとも一部を原料として再供給（再利用）するリサイクル方式である、請求項１又は２に記載のオリゴシランの製造方法。
【請求項１７】
前記第１工程において未反応のテトラヒドロシラン（ＳｉＨ４）の少なくとも一部を原料として再供給（再利用）するリサイクル方式である、請求項３〜１４の何れか１項に記載のオリゴシランの製造方法。
【請求項１８】
前記第１工程においてさらに式（Ｒ−１）で表されるオリゴシラン又は式（Ｒ−２）で表されるオリゴシランの少なくとも一部を原料として再供給（再利用）するリサイクル方式である、請求項１７に記載のオリゴシランの製造方法。
【請求項１９】
前記第２工程を経て得られた原料高含有流体から水素分離膜を用いて水素ガスを分離する工程をさらに含む、請求項１７又は１８に記載のオリゴシランの製造方法。
【請求項２０】
ヒドロシランを脱水素縮合させてオリゴシランを生成させる第１工程を行うための反応器と、
前記第１工程を経て得られた反応生成混合物流体を原料高含有流体と生成物高含有流体とに分離する第２工程を行うための気液分離部と、
気液分離された液体を蒸留する精製装置と、を含み、
下記（ＡＡ）及び／又は（ＢＢ）の条件を満たす、オリゴシランの製造装置。
（ＡＡ）前記気液分離部が膜分離器を有し、前記反応生成混合物流体を該膜分離器に供給し、膜を透過した流体として前記原料高含有流体を得て、膜を透過しなかった流体として前記生成物高含有流体を得るための気液分離部であり、
（ａａ−１）前記膜分離器の膜の材質が、ゼオライト、多孔質シリカ、アルミナ、又はジルコニアであり、
（ａａ−２）前記膜分離器に供給される前記反応生成混合物流体の圧力を、０．１ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下に調整する圧力調整部、を含み、
（ａａ−３）前記膜分離器に供給される前記反応生成混合物流体の温度を、−１０℃以上３００℃未満に調整する温度調整部、を含む。
（ＢＢ）前記気液分離部が吸着剤を有し、前記反応生成混合物流体を該吸着材に接触させ、前記吸着材に吸着しなかった流体として前記原料高含有流体を得て、前記吸着材に吸着した後、脱着した流体として前記生成物高含有流体を得るための気液分離部であり、
（ｂｂ−１）前記吸着材の材質が、ゼオライト、アルミナゲル、シリカゲル又は活性炭であり、
（ｂｂ−２）前記吸着材に接触させる前記反応生成混合物流体の圧力を、０．１ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下に調整する圧力調整部、を含み、
（ｂｂ−３）前記吸着材に接触させる前記反応生成混合物流体の温度を、−５０℃以上２００℃以下に調整する温度調整部を含む。
【請求項２１】
気液分離された気体中に含まれる水素を選択分離する水素分離部をさらに含む、請求項２０に記載のオリゴシランの製造装置。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オリゴシランの製造方法及びオリゴシランの製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ヘキサヒドロジシラン（Ｓｉ２Ｈ６，以下、「ジシラン」と略す場合がある。）やオクタヒドロトリシラン（Ｓｉ３Ｈ８，以下、「トリシラン」と略す場合がある。）等のオリゴシランは、テトラヒドロシラン（ＳｉＨ４，以下、「モノシラン」と略す場合がある。）に比べて反応性が高く、アモルファスシリコンやシリコン膜を形成するための前駆体等として非常に有用な化合物である。
従来、オリゴシランを製造する方法としては、マグネシウムシリサイドの酸分解法（非特許文献１参照）、ヘキサクロロジシランの還元法（非特許文献２参照）、テトラヒドロシランの放電法（特許文献１参照）、シランの熱分解法（特許文献２、３参照）、並びに触媒を用いたシランの脱水素縮合法（特許文献４〜１０参照）等が報告されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第５４７８４５３号明細書
【特許文献２】特許第４８５５４６２号公報
【特許文献３】特開平１１−２６０７２９号公報
【特許文献４】特開平０３−１８３６１３号公報
【特許文献５】特開平０１−１９８６３１号公報
【特許文献６】特開平０２−１８４５１３号公報
【特許文献７】特開平０５−０３２７８５号公報
【特許文献８】特表２０１３−５０６５４１号公報
【特許文献９】国際公開第２０１５／０６０１８９号
【特許文献１０】国際公開第２０１５／０９０９９６号
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Hydrogen Compounds of Silicon. I. The Preparation of Mono- and Disilane, WARREN C. JOHNSON and SAMPSON ISENBERG, J. Am. Chem. Soc., 1935, 57, 1349.
【非特許文献２】The Preparation and Some Properties of Hydrides of Elements of the Fourth Group of the Periodic System and of their Organic Derivatives, A. E. FINHOLT,A. C. BOND,J R., K. E. WILZBACH and H. I. SCHLESINGER, J. Am. Chem. Soc., 1947, 69, 2692.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
テトラヒドロシラン（ＳｉＨ４）の脱水素縮合法を利用したオリゴシランの製造方法は、安価で入手しやすい原料を用いるという点において、比較的低コストでオリゴシランを製造することができる工業的に優れた方法であるが、改善の余地を残すものである。
例えば、テトラヒドロシランの転化率を上げようとすると、目的とするオリゴシラン以外にポリシランも生成されてしまう。ポリシランの生成を抑制するためには、転化率を、通常１０〜１５％程度、高くても３０％程度となるように反応を行い、これにより得られた原料と生成物の混合物を精製して、目的とするオリゴシランを得る。この精製には、非常に大きなエネルギーを要する。
本発明は、目的とするオリゴシランをより効率良く製造することができるオリゴシランの製造方法を提供することを目的とする。また、オリゴシランをより効率良く製造する製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、ヒドロシランを脱水素縮合させて得られるオリゴシランを含む反応生成混合物流体を、膜分離器を用い特定の条件で処理することや、特定の条件で吸着材に接触させることにより、オリゴシラン類を効率良く濃縮でき、結果としてより効率良く製造することができることを見出し、本発明を完成させるに至った。また、未反応原料を直接循環使用する連続式の製造方法で実施する場合には、未反応のテトラヒドロシラン等を再利用し易くなり、全体としてオリゴシランをさらに効率良く製造することができることを見出した。【０００７】
即ち、本発明は以下の通りである。
＜１＞  ヒドロシランを脱水素縮合させてオリゴシランを生成させる第１工程、及び
前記第１工程を経て得られた反応生成混合物流体に対して下記（Ａ）及び／又は（Ｂ）の処理を行って、前記反応生成混合物流体を原料高含有流体と生成物高含有流体とに分離する第２工程を含み、
前記原料高含有流体中の全シラン化合物に対するケイ素原子数２以上５以下のオリゴシランのモル濃度が前記反応生成混合物流体中の全シラン化合物に対するケイ素原子数２以上５以下のオリゴシランのモル濃度より低く、
前記生成物高含有流体中の全シラン化合物に対するケイ素原子数２以上５以下のオリゴシランのモル濃度が前記反応生成混合物流体中の全シラン化合物に対するケイ素原子数２以上５以下のオリゴシランのモル濃度より高いことを特徴とするオリゴシランの製造方法。
（Ａ）前記反応生成混合物流体を下記（ａ−１）〜（ａ−３）を満たす条件で膜分離器に供給し、膜を透過した流体として前記原料高含有流体を得て、膜を透過しなかった流体として前記生成物高含有流体を得る。
（ａ−１）前記膜分離器の膜の材質が、ゼオライト、多孔質シリカ、アルミナ、又はジルコニアである。
（ａ−２）前記膜分離器に供給される前記反応生成混合物流体の圧力が、０．１ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下である。
（ａ−３）前記膜分離器に供給される前記反応生成混合物流体の温度が、−１０℃以上３００℃未満である。
（Ｂ）前記反応生成混合物流体を下記（ｂ−１）〜（ｂ−３）を満たす条件で吸着材に接触させ、前記吸着材に吸着しなかった流体として前記原料高含有流体を得て、前記吸着材に吸着した後、脱着した流体として前記生成物高含有流体を得る。
（ｂ−１）前記吸着材の材質が、ゼオライト、アルミナゲル、シリカゲル又は活性炭である。
（ｂ−２）前記吸着材に接触させる前記反応生成混合物流体の圧力が、０．１ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下である。
（ｂ−３）前記吸着材に接触させる前記反応生成混合物流体の温度が、−５０℃以上２００℃以下である。
＜２＞  前記第１工程におけるヒドロシランが、テトラヒドロシラン（ＳｉＨ４）であり、生成するオリゴシランがヘキサヒドロジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）を含む、＜１＞に記載のオリゴシランの製造方法。
＜３＞  下記式（Ｐ−１）で表されるオリゴシランを製造する方法であり、
前記第１工程が、テトラヒドロシラン（ＳｉＨ４）とともに下記式（Ｒ−１）で表されるオリゴシランを原料のヒドロシランとして用いて、下記式（Ｒ−１）で表されるオリゴシランから下記式（Ｐ−１）で表されるオリゴシランを生成させる工程である、＜１＞に記載のオリゴシランの製造方法。
【化１】
2018079484.tif 000003
（式（Ｐ−１）中、ｎは２〜５の整数を表す。）
【化２】
2018079484.tif 000004
（式（Ｒ−１）及び（Ｐ−１）中、ｎは２〜５の整数を表す。）
＜４＞  前記式（Ｒ−１）で表されるオリゴシランが、オクタヒドロトリシラン（Ｓｉ３Ｈ８）であり、前記式（Ｐ−１）で表されるオリゴシランが、ヘキサヒドロジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）である、＜３＞に記載のオリゴシランの製造方法。
＜５＞  下記式（Ｐ−２）で表されるオリゴシランを製造する方法であり、
前記第１工程が、テトラヒドロシラン（ＳｉＨ４）とともに下記式（Ｒ−２）で表されるオリゴシランを原料のヒドロシランとして用いて、下記式（Ｒ−２）で表されるオリゴシランから下記式（Ｐ−２）で表されるオリゴシランを生成させる工程である、＜１＞に記載のオリゴシランの製造方法。
【化３】
2018079484.tif 000005
（式（Ｐ−２）中、ｍは３〜５の整数を表す。）
【化４】
2018079484.tif 000006
（式（Ｒ−２）及び（Ｐ−２）中、ｍは３〜５の整数を表す。）
＜６＞  前記式（Ｒ−２）で表されるオリゴシランが、ヘキサヒドロジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）であり、前記式（Ｐ−２）で表されるオリゴシランが、オクタヒドロトリシラン（Ｓｉ３Ｈ８）である、＜５＞に記載のオリゴシランの製造方法。
＜７＞  前記（Ａ）において用いる膜の細孔径が０．１ｎｍ以上１００μｍ以下である、＜１＞〜＜６＞の何れかに記載のオリゴシランの製造方法。
＜８＞  前記（Ｂ）において用いる吸着材のＢＥＴ比表面積が１０ｍ２／ｇ以上１０００ｍ２／ｇ以下である、＜１＞〜＜６＞の何れかに記載のオリゴシランの製造方法。
＜９＞  前記第１工程が、水素ガスの存在下で行われる工程である、＜１＞〜＜８＞の何れかに記載のオリゴシランの製造方法。
＜１０＞  前記第１工程が、遷移元素を含有する触媒の存在下で行われる工程である、＜１＞〜＜９＞の何れかに記載のオリゴシランの製造方法。
＜１１＞  前記触媒に含有される遷移元素が、第４族遷移元素、第５族遷移元素、第６族遷移元素、第７族遷移元素、第８族遷移元素、第９族遷移元素、第１０族遷移元素、及び第１１族遷移元素からなる群から選択される少なくとも１種である、＜１０＞に記載のオリゴシランの製造方法。
＜１２＞  前記触媒が、担体を含む不均一系触媒である、＜１０＞又は＜１１＞に記載のオリゴシランの製造方法。
＜１３＞  前記担体が、シリカ、アルミナ、及びゼオライトからなる群より選択される少なくとも１種である、＜１２＞に記載のオリゴシランの製造方法。
＜１４＞  前記ゼオライトが、短径が０．４１ｎｍ以上、長径が０．７４ｎｍ以下の細孔を有する、＜１３＞に記載のオリゴシランの製造方法。
＜１５＞  前記第１工程を１回のみ行うワンパス方式である、＜１＞〜＜１４＞の何れかに記載のオリゴシランの製造方法。
＜１６＞  前記第１工程において未反応のテトラヒドロシラン（ＳｉＨ４）の少なくとも一部を原料として再供給（再利用）するリサイクル方式である、＜１＞または＜２＞に記載のオリゴシランの製造方法。
＜１７＞  前記第１工程において未反応のテトラヒドロシラン（ＳｉＨ４）の少なくとも一部を原料として再供給（再利用）するリサイクル方式である、＜３＞〜＜１４＞の何れかに記載のオリゴシランの製造方法。
＜１８＞  前記第１工程においてさらに式（Ｒ−１）で表されるオリゴシラン又は式（Ｒ−２）で表されるオリゴシランの少なくとも一部を原料として再供給（再利用）するリサイクル方式である、＜１７＞に記載のオリゴシランの製造方法。
＜１９＞  前記第２工程を経て得られた原料高含有流体から水素分離膜を用いて水素ガスを分離する工程をさらに含む、＜１７＞又は＜１８＞に記載のオリゴシランの製造方法。
＜２０＞  ヒドロシランを脱水素縮合させてオリゴシランを生成させる第１工程を行うための反応器と、
前記第１工程を経て得られた反応生成混合物流体を原料高含有流体と生成物高含有流体とに分離する第２工程を行うための気液分離部と、
気液分離された液体を蒸留する精製装置と、を含み、
下記（ＡＡ）及び／又は（ＢＢ）の条件を満たす、オリゴシランの製造装置。
（ＡＡ）前記気液分離部が膜分離器を有し、前記反応生成混合物流体を該膜分離器に供給し、膜を透過した流体として前記原料高含有流体を得て、膜を透過しなかった流体として前記生成物高含有流体を得るための気液分離部であり、
（ａａ−１）前記膜分離器の膜の材質が、ゼオライト、多孔質シリカ、アルミナ、又はジルコニアであり、
（ａａ−２）前記膜分離器に供給される前記反応生成混合物流体の圧力を、０．１ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下に調整する圧力調整部、を含み、
（ａａ−３）前記膜分離器に供給される前記反応生成混合物流体の温度を、−１０℃以上３００℃未満に調整する温度調整部、を含む。
（ＢＢ）前記気液分離部が吸着剤を有し、前記反応生成混合物流体を該吸着材に接触させ、前記吸着材に吸着しなかった流体として前記原料高含有流体を得て、前記吸着材に吸着した後、脱着した流体として前記生成物高含有流体を得るための気液分離部であり、
（ｂｂ−１）前記吸着材の材質が、ゼオライト、アルミナゲル、シリカゲル又は活性炭であり、
（ｂｂ−２）前記吸着材に接触させる前記反応生成混合物流体の圧力を、０．１ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下に調整する圧力調整部、を含み、
（ｂｂ−３）前記吸着材に接触させる前記反応生成混合物流体の温度を、−５０℃以上２００℃以下に調整する温度調整部を含む。
＜２１＞  気液分離された気体中に含まれる水素を選択分離する水素分離部をさらに含む、＜２０＞に記載のオリゴシランの製造装置。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一態様によれば、オリゴシランをより効率良く製造することができる。また、本発明の他の一態様によれば、オリゴシランをより効率良く製造する装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一態様であるオリゴシランの製造方法に使用することができる連続式反応装置の概念図である（連続式のワンパス方式）。
【図２】本発明の一態様であるオリゴシランの製造方法に使用することができる他の連続式反応装置の概念図である（連続式のリサイクル方式）。
【図３】本発明のオリゴシランの製造方法に使用することができる反応器の概念図である。（（ａ）：は回分式槽型反応器、（ｂ）：連続式槽型反応器（流動床）、（ｃ）：連続式管型反応器（固定床））。
【図４】実施例に使用した反応装置の概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明のオリゴシランの製造方法及び製造装置の詳細を説明するに当たり、具体例を挙げて説明するが、本発明の趣旨を逸脱しない限り以下の内容に限定されるものではなく、適宜変更して実施することができ、また、実施可能な範囲内で、他の実施形態により説明された特徴と組み合わせることができる。
【００１１】
＜オリゴシランの製造方法＞
本発明の一態様であるオリゴシランの製造方法（以下、「本発明の製造方法」と略す場合がある。）は、ヒドロシランを脱水素縮合させてオリゴシランを生成させる第１工程（以下、「第１工程」と略す場合がある。）、及び第１工程を経て得られた反応生成混合物流体に対して下記（Ａ）及び／又は（Ｂ）の処理を行って、前記反応生成混合物流体を原料高含有流体と生成物高含有流体とに分離する第２工程（以下、「第２工程」と略す場合がある。）を含み、前記原料高含有流体中の全シラン化合物に対するケイ素原子数２以上５以下のオリゴシランのモル濃度が前記反応生成混合物流体中の全シラン化合物に対するケイ素原子数２以上５以下のオリゴシランのモル濃度より低く、前記生成物高含有流体中の全シラン化合物に対するケイ素原子数２以上５以下のオリゴシランのモル濃度が前記反応生成混合物流体中の全シラン化合物に対するケイ素原子数２以上５以下のオリゴシランのモル濃度より高いことを特徴とする。なお、本明細書において、ガス中のシラン化合物の濃度はガスクロマトグラフ質量分析計により測定する。
（Ａ）分離膜を用いる場合
前記反応生成混合物流体を下記（ａ−１）〜（ａ−３）を満たす条件で膜分離器に供給し、膜を透過した流体として前記原料高含有流体を得て、膜を透過しなかった流体として前記生成物高含有流体を得る。
（ａ−１）前記膜分離器の膜の材質が、ゼオライト、多孔質シリカ、アルミナ、ジルコニアから選択されるいずれかである。
（ａ−２）前記膜分離器に供給される前記反応生成混合物流体の圧力が、０．１ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下である。
（ａ−３）前記膜分離器に供給される前記反応生成混合物流体の温度が、−１０℃以上３００℃未満である。
なお、膜分離は、分離膜に対して、供給ガス側を加圧し透過ガス側をそれよりも低い圧力にすることにより、分離を行う。この際、膜の孔径と分子の大きさの違いによる透過速度の違いを利用し、各成分を分離する蒸気透過法と、孔のない均質膜を介して、膜との親和性の違いを利用して供給ガス又は液中の成分を透過させて蒸発させることにより、透過蒸気として濃縮液を得る浸透気化法等がある。前者はゼオライトや多孔質シリカ等の孔を有する膜であり、後者は高分子分離膜等が知られているが、本発明の反応生成混合物流体の分離には蒸気透過法を用いることが好ましい。
なお、分離膜の透過面積を稼ぐために、通常、分離膜を複数の円筒状として用いる。
（Ｂ）吸着材を用いる場合
前記混合物流体を下記（ｂ−１）〜（ｂ−３）を満たす条件で吸着材に接触させ、前記吸着材に吸着しなかった流体として原料高含有流体を得る一方、前記吸着材に吸着した生成物高含有物を、減圧または加温により脱着させて生成物高含有流体を得る。
（ｂ−１）前記吸着材の材質が、ゼオライト、多孔質シリカ、アルミナまたはジルコニアである。
（ｂ−２）前記吸着材に接触させる前記混合物流体の圧力が、０．１ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下である。
（ｂ−３）前記吸着材に接触させる前記混合物流体の温度が、−５０℃以上２００℃以下である。
吸着材を用いて分離する場合には、細孔において、細孔外における通常の状態よりも低圧で凝縮が始まる細孔内凝縮（毛管凝縮）を利用する。広い比表面積を有するミクロ、メソ孔を持つ吸着材を吸着塔に充填し、分離しようとする生成物高含有流体を加圧下で接触させることにより、蒸気圧の低い成分を優先的に吸着させた後、減圧、加温等により吸着させた成分を脱離させて回収する。
処理自体は回分式で行うことも連続式で行うこともできるが、この場合の連続式とは、複数の吸着塔を用意して、切り替え処理を行うことにより連続的に処理を行うことを意味する。
【００１２】
本発明者らは、ヒドロシランを脱水素縮合させて得られるオリゴシランを含む混合物流体を、前述の条件で膜分離器に供給したり、前述の条件で吸着材に接触させたりすることで、オリゴシランをより効率良く製造することができることを見出したのである。すなわち、反応生成物混合物中のオリゴシランを濃縮することで効率良く精製でき、オリゴシランをより効率良く製造することができることを見出したのである。また、未反応のテトラヒドロシラン等を再利用し易くなって、全体としてオリゴシランをさらに効率良く製造することができることを見出したのである。
なお、本明細書において、「ヒドロシラン」は、ケイ素原子の結合手が全て、水素原子と結合（Ｓｉ−Ｈ結合）している、又は、ケイ素原子と結合（Ｓｉ−Ｓｉ結合）しているシラン化合物（ケイ素原子数は１でも複数であってもよい）を、「モノシラン」はテトラヒドロシランを、「ジシラン」はヘキサヒドロジシランを、「トリシラン」はオクタヒドロトリシランを、「オリゴシラン」は、（モノ）シランが２〜５個縮合したシランのオリゴマーを意味し、「全シラン化合物」はテトラヒドロシラン、ヘキサヒドロジシラン、オクタヒドロトリシラン、オリゴシランを含む原料、生成物中に含まれる全てのシラン化合物を意味し、ヒドロシランの「脱水素縮合」は、式の上では下記反応式（１）で表されるように、水素分子（Ｈ２）が脱離するヒドロシラン同士の縮合によって、ケイ素−ケイ素（Ｓｉ−Ｓｉ）結合が形成する反応を意味するものである。具体的には例えば、水素分子（Ｈ２）が脱離するテトラヒドロシラン同士、オリゴシラン同士、又はテトラヒドロシランとオリゴシランの縮合によって、ケイ素−ケイ素（Ｓｉ−Ｓｉ）結合が形成する反応が挙げられる。
【００１３】
【化５】
2018079484.tif 000007
【００１４】
例えば、テトラヒドロシランを原料とすると、式の上では下記反応式（２）で表される。
【化６】
2018079484.tif 000008
【００１５】
本発明の製造方法は、第１工程及び第２工程を含むものであれば、オリゴシランを単離するまでの「オリゴシランの製造方法」全体の具体的態様は、特に限定されないが、下記（ｉ）、（ｉｉ）のように分類することができる（（ｉｉ）は（ｉｉ−１）と（ｉｉ−２）に分類することができる。）。
（ｉ）回分式・・・第１工程におけるヒドロシランの反応器への投入、反応、反応混合物流体の回収、第２工程の実施をそれぞれ独立して行う方式
（ｉｉ）連続式・・・第１工程におけるヒドロシランの反応器への投入、反応、反応混合物流体の回収、第２工程の実施を連続的に行う方式
（ｉｉ−１）ワンパス方式・・・第２工程で回収したヒドロシラン等を再使用することを（ｉｉ−２）のように連続的に行わず、別工程として行う方式
（ｉｉ−２）リサイクル方式・・・第２工程で回収したヒドロシランや反応に用いることのできるオリゴシラン類等の全部または一部を、残りの反応ガスを単離せずにガス状でそのまま反応器に再度投入して、第１工程を連続的に行う方式
以下、「第１工程」、「第２工程」等について、詳細に説明する。
【００１６】
（第１工程）
第１工程は、ヒドロシランを脱水素縮合させてオリゴシランを生成することを含む工程である。
ヒドロシランは、ケイ素原子の結合手が全て、水素原子と結合（Ｓｉ−Ｈ結合）している、又は、ケイ素原子と結合（Ｓｉ−Ｓｉ結合）している化合物であり、具体的には、テトラヒドロシラン（ＳｉＨ４）、ヘキサヒドロジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）、オクタヒドロトリシラン（Ｓｉ３Ｈ８）が挙げられる。製造したいオリゴシランに応じて原料であるヒドロシランを選択すればよい。
前述したように「オリゴシラン」は、（モノ）シランが複数個（２〜５個）縮合したシランのオリゴマーであり、オリゴシランのケイ素原子数は、好ましくは２〜４、より好ましくは２〜３、さらに好ましくは２である。
オリゴシランとしては、ヘキサヒドロジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）、オクタヒドロトリシラン（Ｓｉ３Ｈ８）、デカヒドロテトラシラン（Ｓｉ４Ｈ１０）等が挙げられる。
【００１７】
第１工程では、原料としてケイ素原子数がｎ個のシラン化合物を投入して反応させると、ケイ素原子数が（ｎ＋１）個のシラン化合物が主たる生成物となる。ヒドロシランからオリゴシランの生成反応は、見かけは脱水素反応であるが、モノシラン（テトラヒドロシラン）を原料とする場合はモノシラン（テトラヒドロシラン）からシリレンと水素、ジシラン（ヘキサヒドロジシラン）を原料とする場合はジシラン（ヘキサヒドロジシラン）からシリレンとモノシラン（テトラヒドロシラン）、というように、生成したシリレンがシラン類と反応して生長（モノシラン（テトラヒドロシラン）を原料とする場合はシリレンとモノシラン（テトラヒドロシラン）が反応しジシラン（ヘキサヒドロジシラン）を生成、ジシラン（ヘキサヒドロジシラン）を原料とする場合はシリレンとジシラン（ヘキサヒドロジシラン）が反応しトリシラン（オクタヒドロトリシラン）を生成）するためと考えられる。なお、上記したように、ジシラン（ヘキサヒドロジシラン）を用いた系ではモノシラン（テトラヒドロシラン）とシリレンへの分解から反応が開始するので、反応生成物にはモノシラン（テトラヒドロシラン）を必ず含むことになる。以下、原料としてケイ素原子数が１のモノシラン（テトラヒドロシラン）を用いる場合を例として、詳細に説明する。
【００１８】
原料としてケイ素原子数が１のテトラヒドロシラン（ＳｉＨ４）を用いると、下記式のようにヘキサヒドロジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）を生成させることができる。
【化７】
2018079484.tif 000009
この場合、原料としてケイ素原子数が１ではないオリゴシランをテトラヒドロシランと併用してもよい。併用する場合、具体的には下記第１−１工程又は第１−２工程であることが好ましい。
【００１９】
第１−１工程：下記式（Ｒ−１）で表されるオリゴシランを原料として用いて、下記式（Ｒ−１）で表されるオリゴシランから下記式（Ｐ−１）で表されるオリゴシランを生成させることを含む。
【化８】
2018079484.tif 000010
（式（Ｒ−１）及び（Ｐ−１）中、ｎは２〜５の整数を表す。）
なお、この反応式で生成するシリレン（：ＳｉＨ２）はテトラヒドロシランと反応すればヘキサヒドロジシランになる（式（７）参照）。
【００２０】
第１−２工程：下記式（Ｒ−２）で表されるオリゴシランを原料として用いて、下記式（Ｒ−２）で表されるオリゴシランから下記式（Ｐ−２）で表されるオリゴシランを生成させることを含む。
【化９】
2018079484.tif 000011
（式（Ｒ−２）及び（Ｐ−２）中、ｍは３〜５の整数を表す。）
上記シリレン（：ＳｉＨ２）はテトラヒドロシランが分解して水素とともに生じるものである（式（９）参照）。
なお、第１工程として第１−１工程を含む場合、下記式（Ｐ−１）で表されるオリゴシランを製造目的とする方法となる。
【化１０】
2018079484.tif 000012
（式（Ｐ−１）中、ｎは２〜５の整数を表す。）
一方、第１工程として第１−２工程を含む場合、下記式（Ｐ−２）で表されるオリゴシランを製造目的とする方法となる。
【化１１】
2018079484.tif 000013
（式（Ｐ−２）中、ｍは３〜５の整数を表す。）
第１工程が、モノシランからジシランの生成工程に加え、第１−１工程又は第１−２工程を含むと、目的とするジシランの選択率が向上して、ジシランをより効率良く製造することができる。
例えばトリシランは、下記式（６）で表されるように熱分解によってシリレン（:ＳｉＨ２）とジシランに分解することが知られているが、過剰のモノシラン存在下では、シリレンはモノシランと反応してジシランに変換することができる（式（７）参照）。つまり、トリシラン１分子から原料のモノシランも加えて、２分子のジシランに変換させることが可能になり、結果的に反応におけるジシランの選択率を向上させることが可能になる。
【化１２】
2018079484.tif 000014
また、例えば連続式でジシランを製造する場合、副生したトリシランを回収して、モノシランとともに原料として供給することによって、ジシランの選択率を向上させるとともに、トリシランを再利用することになるため、非常に効率の良い方法になる。
また、テトラヒドロシランからジシランを生成する反応を行い、反応中に生成するジシランを回収して、モノシランとともに原料として利用し、トリシランを製造することもできる。ジシランもシリレン（:ＳｉＨ２）とモノシランに分解することが知られている（式（８）参照）が、ジシランの存在量が多ければ、モノシランから生じるシリレン（式（９）参照）、ジシランから生じるシリレン（式（８）参照）、とジシランが反応してトリシランが生成する（式（１０）参照）ことにより、相対的にトリシランの選択率を高めることができる。
【化１３】
2018079484.tif 000015
以下、「第１−１工程」、「第１−２工程」等について、詳細に説明する。
【００２１】
第１−１工程は、式（Ｒ−１）で表されるオリゴシランを原料として用いることを特徴とするが、例えば、ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）を目的のオリゴシランとする場合、テトラヒドロシラン（ＳｉＨ４）とともに式（Ｒ−１）で表されるオリゴシランとして、オクタヒドロトリシラン（Ｓｉ３Ｈ８）を用いる。
【００２２】
第１−１工程における式（Ｒ−１）で表されるオリゴシランの使用量は、テトラヒドロシランの使用量に対して、モル換算で０．００１倍以上であることが好ましく、０．００５倍以上であることがより好ましく、０．０１倍以上であることがさらに好ましく、０．５倍以下であることが好ましく、０．３倍以下であることがより好ましく、０．２倍以下であることがさらに好ましい。式（Ｒ−１）で表されるオリゴシランの使用量が、０．００１倍以上であれば、目的とするオリゴシランの選択率を高める効果があり、テトラヒドロシランの使用量に対して０．５倍以下であれば、オリゴシランおよびモノシランから発生するシリレンとオリゴシランの反応による、目的とするオリゴシランよりケイ素原子数の大きいオリゴシランの副生は問題にならない低いレベルに抑えることができる。
【００２３】
第１−２工程は、式（Ｒ−２）で表されるオリゴシランを原料として用いることを特徴とするが、例えば、オクタヒドロトリシラン（Ｓｉ３Ｈ８）を目的のオリゴシランとする場合、テトラヒドロシラン（ＳｉＨ４）とともに式（Ｒ−２）で表されるオリゴシランとして、ヘキサヒドロジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）を用いる。
【００２４】
第１−２工程における式（Ｒ−２）で表されるオリゴシランの使用量は、テトラヒドロシラン（ＳｉＨ４）の使用量に対して、モル換算で０．１倍以上であることが好ましく、０．１５倍以上であることがより好ましく、０．２倍以上であることがさらに好ましく、２倍以下であることが好ましく、１．５倍以下であることがより好ましく、１倍以下であることがさらに好ましい。ここで、式（Ｒ−２）で表されるオリゴシランの使用量が、テトラヒドロシラン（ＳｉＨ４）の使用量に対して０．１倍以上であると、発生するシリレンとオリゴシランとの反応効率を高めることが出来、ケイ素原子数を増やす効果がある。また２倍以下であれば、オリゴシランおよびモノシランから発生するシリレンとオリゴシランの反応による、目的とするオリゴシランよりケイ素原子数の大きいオリゴシランの副生は問題にならない低いレベルに抑えることができる。
【００２５】
第１工程（第１−１工程及び第１−２工程の場合も含む。）の反応温度は、操作圧力、反応時間にもよるが、無触媒の場合には好ましくは３００℃以上５５０℃以下、より好ましくは４００℃以上５００℃以下である。触媒を用いる場合には操作圧力にもよるが、好ましくは５０℃以上、より好ましくは１００℃以上であり、好ましくは４００℃以下、より好ましくは３５０℃以下、さらに好ましくは３００℃以下である。上記範囲内であると、より効率良くオリゴシランを製造することができる。また、いずれの場合も原料に用いたモノシラン、オリゴシラン類の転化率は、反応時間（無触媒の場合は原料の反応器内での滞留時間、触媒を用いる場合は原料の触媒との接触時間）を調整して３０％以下、より好ましくは２０％以下に抑えることが好ましい。転化率を３０％より高くすることも可能ではあるが、転化率が高くなると逐次的に分子量の大きなポリシランが生成することになり、あまりに転化率を高くすると、固体状のポリシランが生成することがある。反応時間としては、反応温度や触媒の使用の有無にもよるが、１秒から１時間、より好ましくは５秒から３０分、更に好ましくは１０秒から１０分である。
【００２６】
第１工程（第１−１工程及び第１−２工程の場合も含む。）は、遷移元素を含有する触媒（以下、「遷移元素含有触媒」と略す場合がある。）の存在下で行われることがオリゴシランの製造効率の点で好ましい。遷移元素の具体的種類は、特に限定されないが、第３族遷移元素、第４族遷移元素、第５族遷移元素、第６族遷移元素、第７族遷移元素、第８族遷移元素、第９族遷移元素、第１０族遷移元素、第１１族遷移元素が挙げられる。
遷移元素含有触媒における第３族遷移元素としては、スカンジウム（Ｓｃ）、イットリウム（Ｙ）、ランタノイド（Ｌａ）、サマリウム（Ｓｍ）等が挙げられる。
第４族遷移元素としては、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）が挙げられる。
第５族遷移元素としては、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）が挙げられる。
第６族遷移元素としては、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）が挙げられる。
第７族遷移元素としては、マンガン（Ｍｎ）、テクネチウム（Ｔｃ）、レニウム（Ｒｅ）が挙げられる。
第８族遷移元素としては、鉄（Ｆｅ）、ルテニウム（Ｒｕ）、オスミウム（Ｏｓ）が挙げられる。
第９族遷移元素としては、コバルト（Ｃｏ）、ロジウム（Ｒｈ）、イリジウム（Ｉｒ）が挙げられる。
第１０族遷移元素としては、ニッケル（Ｎｉ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）が挙げられる。
第１１族遷移元素としては、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）が挙げられる。
これらの遷移元素の中でも、第４族遷移元素、第５族遷移元素、第６族遷移元素、第７族遷移元素、第８族遷移元素、第９族遷移元素、第１０族遷移元素、第１１族遷移元素が好ましく、タングステン（Ｗ）、バナジウム（Ｖ）、モリブデン（Ｍｏ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）がより好ましく、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）がさらに好ましい。
【００２７】
遷移元素含有触媒は、遷移元素を含有するものであれば、不均一系触媒であっても均一系触媒であってもよいが、不均一系触媒であることが好ましく、担体を含む不均一系触媒で、担体の表面及び／又は内部に遷移元素を含有する触媒が特に好ましい。
なお、遷移元素含有触媒における遷移元素の状態や組成も特に限定されないが、例えば不均一系触媒の場合、金属（単体金属、合金、一部表面が酸化されているものも含む）の状態、金属酸化物（単一の金属酸化物、複合金属酸化物）の状態が挙げられる。また、触媒が担体を含む不均一系触媒の場合、担体の表面（外表面及び／又は細孔内）に金属や金属酸化物の状態で担持されているもの、イオン交換や複合化で担体内部（担体骨格）に遷移元素が導入されたものが挙げられる。
一方、均一系触媒の場合、遷移元素を中心金属とする有機金属錯体が挙げられる。
金属（表面が一部酸化されている場合も有り得る）としては、スカンジウム、イットリウム、ランタノイド、サマリウム、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、クロム、モリブデン、タングステン、マンガン、テクネチウム、レニウム、鉄、ルテニウム、オスミウム、コバルト、ロジウム、イリジウム、ニッケル、パラジウム、白金、銅、銀、金、及びこれらの合金等が挙げられる。
金属酸化物としては、酸化スカンジウム、酸化イットリウム、酸化ランタノイド、酸化サマリウム、酸化チタン、酸化ジルコニム、酸化ハフニウム、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化テクネチウム、酸化レニウム、酸化鉄、酸化ルテニウム、酸化オスミウム、酸化コバルト、酸化ロジウム、酸化イリジウム、酸化ニッケル、酸化パラジウム、酸化白金、酸化銅、酸化銀および、これらの複合酸化物等が挙げられる。
【００２８】
遷移元素含有触媒における触媒が担体を含む不均一系触媒の場合の担体の具体的種類は、特に限定されないが、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、シリカ−アルミナ、ゼオライト、活性炭、リン酸アルミニウム等が挙げられ、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、ゼオライト、活性炭のいずれかであることが好ましい。これらの中でもシリカ、アルミナ、ゼオライトが遷移元素を担持した場合の熱安定性の点で好ましく、ゼオライトがジシラン選択率の点でより好ましく、短径０．４１ｎｍ以上、長径０．７４ｎｍ以下の細孔を有するゼオライトがさらに好ましく、短径０．４３ｎｍ以上、長径０．６９ｎｍ以下の細孔を有するゼオライトが特に好ましい。ゼオライトの細孔空間は、脱水素縮合の反応場として働くものと考えられ、「短径０．４１ｎｍ以上、長径０．７４ｎｍ以下」という細孔サイズが、過度な重合を抑制して、オリゴシランの選択率を向上させるために好適であると考えられる。
なお、「短径０．４１ｎｍ以上、長径０．７４ｎｍ以下の細孔を有するゼオライト」は、実際に「短径０．４１ｎｍ以上、長径０．７４ｎｍ以下の細孔」を有するゼオライトのみを意味するものではなく、結晶構造から理論的に計算された細孔の「短径」と「長径」がそれぞれ前述の条件を満たすゼオライトも含まれるものとする。ちなみに細孔の「短径」と「長径」については、「ATLAS OF ZEOLITE FRAMEWORK TYPES, Ch. Baerlocher, L.B.McCusker and D.H. Olson, Sixth Revised Edition 2007,published on behalf of the structure Commission of the international Zeolite Association」を参考にすることができる。
ゼオライトの短径は、好ましくは０．４３ｎｍ以上、より好ましくは０．４５ｎｍ以上、さらに好ましくは０．４７ｎｍ以上である。
ゼオライトの長径は、好ましくは０．６９ｎｍ以下、より好ましくは０．６５ｎｍ以下、さらに好ましくは０．６０ｎｍ以下である。
なお、細孔の断面構造が円形であること等によってゼオライトの細孔径が一定である場合には、細孔径が「０．４１ｎｍ以上０．７４ｎｍ以下」であるものと考える。
複数種類の細孔径を有するゼオライトの場合は、少なくとも１種類の細孔の細孔径が「０．４１ｎｍ以上０．７４ｎｍ以下」であればよい。
【００２９】
具体的なゼオライトとしては、国際ゼオライト学会（International Zeolite Association）でデータベース化されている構造コ−ドで、ＡＦＲ、ＡＦＹ、ＡＴＯ、ＢＥＡ、ＢＯＧ、ＢＰＨ、ＣＡＮ、ＣＯＮ、ＤＦＯ、ＥＯＮ、ＥＺＴ、ＦＡＵ、ＦＥＲ、ＧＯＮ、ＩＭＦ、ＩＳＶ、ＩＴＨ、ＩＷＲ、ＩＷＶ、ＩＷＷ、ＬＴＡ、ＬＴＬ、ＭＥＩ、ＭＥＬ、ＭＦＩ、ＭＯＲ、ＭＷＷ、ＯＢＷ、ＭＯＺ、ＭＳＥ、ＭＴＴ、ＭＴＷ、ＮＥＳ、ＯＦＦ、ＯＳＩ、ＰＯＮ、ＳＦＦ、ＳＦＧ、ＳＴＩ、ＳＴＦ、ＴＥＲ、ＴＯＮ、ＴＵＮ、ＵＳＩ、ＶＥＴに該当するゼオライトが好ましい。
構造コ−ドが、ＡＴＯ、ＢＥＡ、ＢＯＧ、ＣＡＮ、ＩＭＦ、ＩＴＨ、ＩＷＲ、ＩＷＷ、ＭＥＬ、ＭＦＩ、ＯＢＷ、ＭＳＥ、ＭＴＷ、ＮＥＳ、ＯＳＩ、ＰＯＮ、ＳＦＦ、ＳＦＧ、ＳＴＦ、ＳＴＩ、ＴＥＲ、ＴＯＮ、ＴＵＮ、ＶＥＴに該当するゼオライトがより好ましい。
構造コ−ドが、ＢＥＡ、ＭＦＩ、ＴＯＮ、に該当するゼオライトが特に好ましい。
構造コ−ドがＢＥＡに該当するゼオライトとしては、＊Ｂｅｔａ（ベータ）、［Ｂ−Ｓｉ−Ｏ］−＊ＢＥＡ、［Ｇａ−Ｓｉ−Ｏ］−＊ＢＥＡ、［Ｔｉ−Ｓｉ−Ｏ］−＊ＢＥＡ、Ａｌ−ｒｉｃｈ  ｂｅｔａ、ＣＩＴ−６、Ｔｓｃｈｅｒｎｉｃｈｉｔｅ、ｐｕｒｅ  ｓｉｌｉｃａ  ｂｅｔａ等を挙げられる（＊は３種類の構造の類似した多型の混晶であることを表す。）。
構造コ−ドがＭＦＩに該当するゼオライトとしては、＊ＺＳＭ−５、［Ａｓ−Ｓｉ−Ｏ］−ＭＦＩ、［Ｆｅ−Ｓｉ−Ｏ］−ＭＦＩ、［Ｇａ−Ｓｉ−Ｏ］−ＭＦＩ、ＡＭＳ−１Ｂ、ＡＺ−１、Ｂｏｒ−Ｃ、Ｂｏｒａｌｉｔｅ  Ｃ、Ｅｎｃｉｌｉｔｅ、ＦＺ−１、ＬＺ−１０５、Ｍｏｎｏｃｌｉｎｉｃ  Ｈ−ＺＳＭ−５、Ｍｕｔｉｎａｉｔｅ、ＮＵ−４、ＮＵ−５、Ｓｉｌｉｃａｌｉｔｅ、ＴＳ−１、ＴＳＺ、ＴＳＺ−ＩＩＩ、ＴＺ−０１、ＵＳＣ−４、ＵＳＩ−１０８、ＺＢＨ、ＺＫＱ−１Ｂ、ＺＭＱ−ＴＢ、ｏｒｇａｎｉｃ−ｆｒｅｅ  ＺＳＭ−５等が挙げられる（＊は３種類の構造の類似した多型の混晶であることを表す。）。
構造コ−ドがＴＯＮに該当するゼオライトとしては、Ｔｈｅｔａ−１、ＩＳＩ−１、ＫＺ−２、ＮＵ−１０、ＺＳＭ−２２等が挙げられる。
特に好ましいゼオライトは、ＺＳＭ−５、ベータ、ＺＳＭ−２２である。
シリカ／アルミナ比（モル／モル比）としては、５〜１００００が好ましく、１０〜２０００がより好ましく、２０〜１０００が特に好ましい。
【００３０】
遷移元素含有触媒が不均一系触媒の場合、触媒における遷移元素の含有量（総含有量）は、触媒全体の総質量（担体を含む触媒の場合は担体の質量も含む。）に対して、好ましくは０．０１質量％以上、より好ましくは０．１質量％以上、さらに好ましくは０．５質量％以上であり、好ましくは５０質量％以下、より好ましくは２０質量％以下、さらに好ましくは１０質量％以下である。上記範囲内であると、良好な反応転化率を確保でき、過剰使用による副反応も抑えることができるので、より効率良くオリゴシランを製造することができる。
【００３１】
遷移元素含有触媒が担体を含む不均一系触媒の場合、触媒は粉体を球状、円柱状（ペレット状）、リング状、ハニカム状等に成形した成形体の形態であることが好ましい。なお、粉体を成形するためにアルミナや粘土化合物等のバインダーを使用してもよい。バインダーの使用量があまりに少ないと成形体の強度を保つことができないし、バインダーの使用量があまりに多いと触媒活性への悪影響を与えるので、バインダーとしてアルミナを使用する場合のアルミナの含有量（アルミナを含まない担体１００質量部に対して）は、好ましくは２質量部以上、より好ましくは５質部以上、さらに好ましくは１０質量部以上であり、好ましくは５０質量部以下、より好ましくは４０質量部以下、さらに好ましくは３０質量部以下である。上記範囲内であると、担体強度を保ちながら触媒活性への悪影響を抑えることができる。
担体に前記遷移元素を担持させる方法としては、溶液状態の前駆体を用いた含浸法、イオン交換法、前駆体を昇華等により揮発させて担体に蒸着させる方法等が挙げられる。なお、含浸法は、遷移元素化合物が溶解した溶液に担体を接触させて、遷移元素化合物を担体表面に吸着させる方法である。溶媒については通常は純水が用いられるが、遷移元素化合物を溶解するものであればメタノール、エタノール、酢酸やジメチルホルムアミドのような有機溶媒を用いることもできる。また、イオン交換法は、遷移元素のイオンが溶解した溶液にゼオライト等酸点を持った担体を接触させて、担体の酸点に遷移元素のイオンを導入する方法である。この場合も溶媒は純水が通常は用いられるが、遷移元素を溶解するものであればメタノール、エタノール、酢酸やジメチルホルムアミドのような有機溶媒を用いることもできる。蒸着方法は遷移元素そのものまたは遷移元素酸化物を加熱して、昇華等により揮発させて担体に蒸着させる方法である。なお、含浸法、イオン交換法、蒸着法等の後に、乾燥、還元雰囲気または酸化雰囲気での焼成等の処理を行い、触媒として所望の金属または金属酸化物の状態に調製することができる。
遷移元素含有触媒の前駆体としては、モリブデンの場合には七モリブデン酸アンモニウム、ケイモリブデン酸、リンモリブデン酸、塩化モリブデン、酸化モリブデン等が挙げられる。タングステンの場合には、パラタングステン酸アンモニウム、リンタングステン酸、ケイタングステン酸、塩化タングステン等が挙げられる。バナジウムの場合にはオキシ硫酸バナジウム、塩化バナジウム、メタバナジン酸アンモニウム等が挙げられる。コバルトの場合には硝酸コバルト、塩化コバルト等が挙げられる。ニッケルの場合には硝酸ニッケル、塩化ニッケル等が挙げられる。パラジウムの場合には硝酸パラジウム、塩化パラジウム等が挙げられる。白金の場合にはジアンミンジニトロ白金（ＩＩ）硝酸溶液、テトラアンミン白金（ＩＩ）クロライド等が挙げられる。
【００３２】
遷移元素含有触媒が不均一系触媒の場合、周期表第１族典型元素及び第２族典型元素からなる群より選択される少なくとも１種の典型元素（以下、「典型元素」と略す場合がある。）を含有することが好ましい。なお、触媒における典型元素の状態や組成は特に限定されないが、金属酸化物（単一の金属酸化物、複合金属酸化物）やイオンの状態が挙げられる。また、遷移元素含有触媒が担体を含む不均一系触媒の場合、担体の表面（外表面及び／又は細孔内）に金属酸化物、金属塩の状態で担持されているもの、イオン交換や複合化で内部（担体骨格）に典型元素が導入されたものが挙げられる。このような典型元素を含有することによって、初期のシランの転化率を抑えて過剰な消費を抑制するとともに、初期のジシランの選択率を高くすることができる。また、初期のシランの転化率を抑えることで、触媒寿命をより長くすることもできるものと言える。
第１族典型元素としては、リチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、ルビジウム（Ｒｂ）、セシウム（Ｃｓ）、フランシウム（Ｆｒ）が挙げられる。
第２族典型元素としては、ベリリウム（Ｂｅ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）、ラジウム（Ｒａ）が挙げられる。
この中でも、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、ルビジウム（Ｒｂ）、セシウム（Ｃｓ）、フランシウム（Ｆｒ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）を含有することが好ましい。
遷移元素含有触媒が担体を含む不均一系触媒の場合、触媒への典型元素の配合方法としては、含浸法、イオン交換法等が挙げられる。なお、含浸法は、典型元素を含む化合物が溶解した溶液に担体を接触させて、典型元素を担体表面に吸着させる方法である。溶媒については通常は純水が用いられるが、典型元素を含む化合物を溶解するものであればメタノール、エタノール、酢酸やジメチルホルムアミドのような有機溶媒を用いることもできる。また、イオン交換法は、典型元素が溶解時にイオンに解離できる化合物が溶解した溶液にゼオライト等の酸点を持った担体を接触させて、担体の酸点に典型元素のイオンを導入する方法である。この場合も溶媒は純水が通常は用いられるが、典型元素イオンを溶解するものであればメタノール、エタノール、酢酸やジメチルホルムアミドのような有機溶媒を用いることもできる。また、含浸法、イオン交換法の後に、乾燥、焼成等の処理を行ってもよい。
リチウム（Ｌｉ）を含有させる場合の溶液としては、硝酸リチウム（ＬｉＮＯ３）水溶液、塩化リチウム（ＬｉＣｌ）水溶液、硫酸リチウム（Ｌｉ２ＳＯ４）水溶液、酢酸リチウム（ＬｉＯＣＯＣＨ３）の酢酸溶液、酢酸リチウムのエタノール溶液等が挙げられる。
ナトリウム（Ｎａ）を含有させる場合の溶液としては、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）水溶液、硫酸ナトリウム（Ｎａ２ＳＯ４）水溶液、硝酸ナトリウム（ＮａＮＯ３）水溶液等が挙げられる。
カリウム（Ｋ）を含有させる場合の溶液としては、硝酸カリウム（ＫＮＯ３）水溶液、塩化カリウム（ＫＣｌ）水溶液、硫酸カリウム（Ｋ２ＳＯ４）水溶液、酢酸カリウム（ＫＯＣＯＣＨ３）の酢酸溶液、酢酸カリウムのエタノール溶液等が挙げられる。
ルビジウム（Ｒｂ）を含有させる場合の溶液としては、塩化ルビジウム（ＲｂＣｌ）水溶液、硝酸ルビジウム（ＲｂＮＯ３）水溶液等が挙げられる。
セシウム（Ｃｓ）を含有させる場合の溶液としては、塩化セシウム（ＣｓＣｌ）水溶液、硝酸セシウム（ＣｓＮＯ３）水溶液、硫酸セシウム（Ｃｓ２ＳＯ４）水溶液等が挙げられる。
フランシウム（Ｆｒ）を含有させる場合の溶液としては、塩化フランシウム（ＦｒＣｌ）水溶液等が挙げられる。
カルシウム（Ｃａ）を含有させる場合の溶液としては、塩化カルシウム（ＣａＣｌ２）水溶液、硝酸カルシウム（Ｃａ（ＮＯ３）２）水溶液等が挙げられる。
ストロンチウム（Ｓｒ）を含有させる場合の溶液としては、硝酸ストロンチウム（Ｓｒ（ＮＯ３）２）水溶液等が挙げられる。
バリウム（Ｂａ）を含有させる場合の溶液としては、塩化バリウム（ＢａＣｌ２）水溶液、硝酸バリウム（Ｂａ（ＮＯ３）２）水溶液等が挙げられる。
【００３３】
遷移元素含有触媒が担体を含む不均一系触媒の場合、触媒における典型元素の総含有量（遷移元素及び典型元素等を含有した状態の担体の質量に対して）は、好ましくは０．０１質量％以上、より好ましくは０．０５質量％以上、さらに好ましくは０．１質量％以上、特に好ましくは０．５質量％以上、より特に好ましくは１．０質量％以上、最も好ましくは２．１質量％以上であり、好ましくは１０質量％以下、より好ましくは５質量％以下、さらに好ましくは４質量％以下である。上記範囲内であると、より効率良くオリゴシランを製造することができる。
【００３４】
第１工程（第１−１工程及び第１−２工程の場合も含む。）に使用する反応器、操作手順、反応条件等は特に限定されず、目的に応じて適宜選択することができる。以下、反応器、操作手順等について具体例を挙げて説明するが、これらの内容に限定されるものではない。
反応器は、回分式の場合、図３（ａ）に示されるような槽型反応器を、連続式の場合、図３（ｂ）に示されるような槽型反応器（流動床）や図３（ｃ）に示されるような管型反応器（固定床）を使用することが挙げられる。
【００３５】
操作手順は、例えば回分式の場合、反応器内の空気を減圧ポンプ等を利用して除去した後、テトラヒドロシラン等を投入して密閉し、反応器内を反応温度まで昇温して反応を開始する方法が挙げられる。また、触媒を用いる場合、反応器内の空気を除去する前に、乾燥させた触媒を反応器内に設置することが挙げられる。
一方、連続式の場合、反応器内の空気を減圧ポンプ等を利用して除去した後、テトラヒドロシラン等を流通させ、反応器内を反応温度まで昇温して反応を開始する方法が挙げられる。また、触媒を用いる場合、反応器内の空気を除去する前に、乾燥させた触媒を反応器内に設置することが挙げられる。触媒は図３（ｃ）に示されるような固定床式であっても、図３（ｂ）に示されるような流動床式であってもよく、それぞれの方式に基づいた操作手順を適宜採用することができる。
【００３６】
反応器には、ヒドロシラン等以外の化合物を投入又は流通させてもよい。ヒドロシラン等以外の化合物としては、水素ガス、ヘリウムガス、窒素ガス、アルゴンガス等のガスが挙げられるが、特に水素ガスの存在下で行われることが好ましい。テトラヒドロシランは反応性が高いため、回分式、連続式のワンパス方式においては、アルゴンガス等の不活性ガスを入れることが好ましい。連続式のリサイクル方式において、第２工程で回収したテトラヒドロシラン等をそのまま反応器に投入して使用する場合、その他のガスは蓄積され濃縮されるため、含まないほうが望ましい。
【００３７】
第１工程（第１−１工程及び第１−２工程の場合も含む。）の反応圧力は、反応温度により好ましい範囲は変動し、反応器に投入する各成分の分圧は反応温度で凝縮しない範囲内とする必要がある。目的とするオリゴシランがジシランの場合、反応温度にも依るが、絶対圧力で好ましくは０．１ＭＰａ以上、より好ましくは０．１５ＭＰａ以上、さらに好ましくは０．２ＭＰａ以上であり、好ましくは１０ＭＰａ以下、より好ましくは５ＭＰａ以下、さらに好ましくは３ＭＰａ以下である。なお、テトラヒドロシランの分圧は、好ましくは０．０００１ＭＰａ以上、より好ましくは０．０００５ＭＰａ以上、さらに好ましくは０．００１ＭＰａ以上であり、好ましくは１０ＭＰａ以下、より好ましくは５ＭＰａ以下、さらに好ましくは１ＭＰａ以下である。上記範囲内であると、より効率良くオリゴシランを製造することができる。
目的とするオリゴシランがトリシランの場合の反応圧力は、絶対圧力で好ましくは０．１ＭＰａ以上、より好ましくは０．１２５ＭＰａ以上、さらに好ましくは０．１５ＭＰａ以上であり、好ましくは５ＭＰａ以下、より好ましくは４ＭＰａ以下、さらに好ましくは２ＭＰａ以下である。この場合、ジシラン分圧は、好ましくは０．００００５ＭＰａ以上、より好ましくは０．０００１ＭＰａ以上、さらに好ましくは０．０００２ＭＰａ以上であり、好ましくは３ＭＰａ以下、より好ましくは１ＭＰａ以下、さらに好ましくは０．８ＭＰａ以下である。上記範囲内であると、より効率良くオリゴシランを製造することができる。
回分式の場合、反応器に投入する原料ヒドロシランを含む流体全体積に対し、原料のヒドロシランは、好ましくは５体積％以上１００体積％以下、より好ましくは１０体積％以上９０体積％以下、更に好ましくは２０体積％以上８０％体積％以下である。ジシランはテトラヒドロシランより凝縮しやすいので、凝縮しないように温度と圧力を調整して行うことが好ましい。
第１工程（第１−１工程及び第１−２工程の場合も含む。）が水素ガスの存在下で行われる場合の水素ガスの分圧は、ヒドロシランおよびオリゴシランの分圧に対して、好ましくは０．０５〜５倍、より好ましくは０．１〜４倍、さらに好ましくは０．０２〜２倍（水素ガス圧／（ヒドロシランおよびオリゴシラン）圧）の範囲の比である。
なお、第１工程（第１−１工程及び第１−２工程の場合も含む。）を経て得られた、必要に応じて冷却された反応生成混合物流体から水素分離膜（後述の第４工程で説明）を用いて水素ガスを分離することができる。
【００３８】
（第２工程）
第２工程は、第１工程を経て得られた反応生成混合物流体（以下、「混合物流体」と略す場合がある。）に対して前述の（Ａ）及び／又は（Ｂ）の処理を行って、全シラン化合物に対するケイ素原子数２以上５以下のオリゴシランのモル濃度が反応生成混合物流体中の全シラン化合物に対するケイ素原子数２以上５以下のオリゴシランのモル濃度より低い、すなわち、混合物流体よりもテトラヒドロシラン等の原料濃度が高い原料高含有流体（以下、「原料高含有流体」と略す場合がある。）と、全シラン化合物に対するケイ素原子数２以上５以下のオリゴシランのモル濃度が前記反応生成混合物流体中の全シラン化合物に対するケイ素原子数２以上５以下のオリゴシランのモル濃度より高い、すなわち、混合物流体よりも目的とするオリゴシランの濃度が高い生成物高含有流体（以下、「生成物高含有流体」と略す場合がある。）とに分離することを含む工程である。（Ａ）の処理及び（Ｂ）の処理について、モノシランからジシランを製造する場合を例に挙げて、以下詳細に説明する。
（Ａ）の処理は、混合物流体を前述の（ａ−１）〜（ａ−３）を満たす条件で膜分離器に供給し、膜を透過した流体として原料高含有流体を得て、膜を透過しなかった流体として生成物高含有流体を得る処理である。分子が比較的小さいテトラヒドロシランは、オリゴシランよりも優先的に膜を透過するため、混合物流体を膜分離器に供給することによって、原料高含有流体と生成物高含有流体とに分離することができるのである。
（ａ−１）の条件である膜分離器の膜の材質としては、原料として使用する比較的分子の小さいシラン類と目的とするオリゴシランを分離できるものを選択すればよい。
多孔質材料の場合には、ガス吸着法または水銀圧入法で測定した細孔径が好ましくは１００μｍ以下、より好ましくは５０μｍ以下、さらに好ましくは３０μｍ以下である。ゼオライトのような２ｎｍ以下の規則的細孔径を持つものがさらに好ましい。細孔径の下限は通常、０．１ｎｍ以上である。
このようなものとして、具体的には、例えば無機膜であるゼオライト、多孔質シリカ、アルミナ、ジルコニア、が挙げられ、有機膜であるポリイミド、フッ素系共重合体膜が挙げられ、これらの中には装置メーカーより膜分離に効率のいい形状にモジュール化したものが市販されている。これらの中でも、ゼオライト、多孔質シリカが透過時の選択性の点で好ましく、ゼオライトがより好ましい。なお、本発明の効果を奏する限り、上記範囲外の細孔径を有する多孔質材料を含むことができる。
なお、膜厚については、一般的に、厚いほど分離性能は良くなるが、透過速度が遅くなる傾向にあるので表面積も加味して最適な膜厚を選択すればよい。
（ａ−２）の条件である膜分離器に供給される混合物流体の圧力は温度によっても異なるが、好ましくは０．１ＭＰａ以上、より好ましくは０．１５ＭＰａ以上、さらに好ましくは０．２ＭＰａ以上であり、好ましくは１０ＭＰａ以下、より好ましくは５ＭＰａ以下、さらに好ましくは１ＭＰａ以下である。
（ａ−３）の条件である膜分離器に供給される混合物流体の温度は、好ましくは−１０℃以上、より好ましくは１０℃以上、さらに好ましくは３０℃以上であり、好ましくは３００℃未満、より好ましくは２８０℃以下、さらに好ましくは２５０℃以下である。
上記範囲内であると、オリゴシランをより効率良く精製することができる。
なお、非多孔質膜であるポリイミド膜やフッ素系共重合体膜等を適用することも可能である。
【００３９】
（Ｂ）の処理は、混合物流体を前述の（ｂ−１）〜（ｂ−３）を満たす条件で吸着材に接触させ、吸着材に吸着しなかった流体として原料高含有流体を分離する処理である。また、吸着材に吸着した後、その吸着材から脱着させることにより生成物高含有流体を得る処理である。分子量が比較的大きいオリゴシランは、テトラヒドロシランよりも蒸気圧が低いので選択的に吸着材に吸着しやすいため、混合物流体を吸着材に接触させることによって、原料高含有流体と生成物高含有流体とに分離することができるのである。
（ｂ−１）の条件である吸着材としては細孔内でより高分子量のものを多く吸着できるものが望ましく、基本的には表面積の広いほうが吸着能力が高く有利である。表面積としてはＢＥＴ比表面積として、好ましくは１０ｍ２／ｇ以上１０００ｍ２／ｇ以下、より好ましくは２０ｍ２／ｇ以上８００ｍ２／ｇ以下、さらに好ましくは３０ｍ２／ｇ以上６００ｍ２／ｇ以下である。ＢＥＴ比表面積はＪＩＳ Ｚ ８８３０：２０１３（ＩＳＯ ９２７７：２０１０）に準じて測定することで求められる。後述の実施例では、測定（吸着）ガスとして窒素ガスを用い、吸着データの解析には多点法を用いた。また、細孔径も小さいほうが細孔内で凝縮しやすくなるので好ましく、ガス吸着法または水銀圧入法で測定した細孔径で、好ましくは１００μｍ以下、より好ましくは５０μｍ以下、さらに好ましくは３０μｍ以下である。また、細孔径の下限としては０．１ｎｍ以上、好ましくは０．２ｎｍ以上、更に好ましくは０．３ｎｍ以上である。このようなものとしては、ゼオライト（天然ゼオライト、合成ゼオライト（モレキュラーシーブとも呼ばれている））、アルミナゲル、シリカゲル、活性炭等が挙げられ、これらの一種または複数種を用いることができる。より好ましいものしては細孔を有するゼオライト（モレキュラーシーブ）が挙げられる。吸着材は、粉体のままでも用いることはできるが、取扱いの点で球状、円柱状（ペレット状）、リング状、ハニカム状等に成形した成形体の形態のものを用いるほうが好ましい。また、本発明の効果を阻害しない範囲で、上記範囲以外の比表面積、細孔径を有する吸着材を含むことができる。
（ｂ−２）の条件である吸着材に接触させる前記混合物流体の圧力は、好ましくは０．１ＭＰａ以上、より好ましくは０．１５ＭＰａ以上、さらに好ましくは０．２ＭＰａ以上であり、好ましくは２０ＭＰａ以下、より好ましくは１０ＭＰａ以下、さらに好ましくは５ＭＰａ以下である。
（ｂ−３）の条件である吸着材に接触させる混合物流体の温度は、好ましくは−５０℃以上、より好ましくは−３０℃以上、さらに好ましくは０℃以上、特に好ましくは３０℃以上であり、好ましくは２００℃以下、より好ましくは１８０℃以下、さらに好ましくは１５０℃以下である。
上記範囲内であると、オリゴシランをより効率良く精製することができる。
吸着させた分子を脱着させる方法としては、加熱または減圧することが挙げられる。その際の加熱温度としては、通常５０℃以上３００℃以下、好ましくは８０℃以上２００℃以下であり、減圧する条件としては吸着させた圧力に対して、５％から９５％の圧力で実施することが好ましく、１０％から９０％の圧力で実施することがより好ましい。
（Ｂ）の処理は、吸着塔を利用して行うことが挙げられ、多塔式の吸着塔を利用するものであってもよい。
また、（Ａ）、（Ｂ）で用いる分離膜、吸着材の材料等は公知のものを用いることができる。市販されているものを入手して用いることで、第２工程を安価で容易に行うことができ、より効率的に、安価に、目的とするオリゴシランを製造できる。
なお、（Ａ）、（Ｂ）で用いる分離膜、吸着材の材料に付着水分があると、シラン類と反応するので事前によく乾燥を行うことは必須である。また、分離膜、吸着材によっては表面にシラン類と反応するシラノールのような官能基を有するものもあるので、事前にテトラヒドロシランにより処理を行い、表面をシラン類に対して不活性化しておく必要がある。
また、第２工程で得られた原料高含有流体から水素分離膜（後述の第４工程で説明）を用いて水素ガスを分離することができる。
【００４０】
（第３工程）
本発明の製造方法は、第２工程を経て得られた生成物高含有流体を液体（液相）と気体（気相）とに分離する第３工程（以下、「第３工程」と略す場合がある。）を含むことができる。
生成物高含有流体は、後述する精製工程等を経て最終的にオリゴシランを単離することになる一方、精製工程で分離された原料成分はリサイクル方式の場合、場合によっては一部オリゴシランを含んだ状態で第３工程および後述する第４工程等を経て気体状で再度第１工程に利用することになる。
なお、第３工程は、第２工程を経て得られた生成物高含有流体をそのまま液体（液相）と気体（気相）とに分離する場合もあるが、通常は生成物高含有流体を第３工程に供する前に、冷却する冷却工程を行い、液体と気体とを分離させる。
第３工程の前の冷却工程の冷却温度は、目的とするオリゴシランによって選択すればよく、常圧の場合、ジシランを製造する場合は通常−１００℃以上５０℃以下、好ましくは−５０℃以上３０℃以下であり、トリシランを製造する場合は通常−５０℃以上９５℃以下、好ましくは−３０℃以上８０℃以下である。また加圧にして、操作温度をより高い温度で行ってもよい。
【００４１】
第３工程は、通常の蒸発装置、重力分離方式の装置、表面張力分離方式の装置、又は遠心分離方式の装置を利用して行うことが挙げられ、原料をより効率的に回収するために加熱することもできる。
リサイクル方式の場合、液相（生成物高含有流体を含む液体）に溶解したテトラヒドロシランは気体状で回収し、原料高含有流体と併せて再利用することが好ましい。
加熱温度は、通常５０℃以上３００℃以下、好ましくは８０℃以上２００℃以下である。
【００４２】
（第４工程）
リサイクル方式の場合、本発明の製造方法は、第２工程で得られた原料高含有流体に第３工程を経て得られた気体（気相）を合流させた混合物から水素分離膜を用いて水素ガスを分離することを含む第４工程（以下、「第４工程」と略す場合がある。）をさらに含むことができる。
リサイクル方式の場合、反応によって副生する水素ガスが蓄積していくため、第４工程を含むことによって、水素ガスを適宜除去することができる。
水素分離膜は、水素ガスを選択的に透過させる半透膜である。半透膜は、例えば水素ガスを選択的に透過させる緻密層と、緻密層を支持する多孔質性の基材とを含む。半透膜の形状としては、平膜、スパイラル膜、中空糸膜が挙げられるが、このうち、中空糸膜がより好ましい。緻密層に用いられる材料としては、ポリイミド、ポリシロキサン、ポリシラザン、ポリエステル、ポリカーボネート、セルロースポリマー、ポリスルホン、ポリアルキレングリコール、ポリエチレン、ポリブタジエン、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ポリビニルハライド、ポリビニリデンハライドおよびこれらのポリマーのうち同一の重合方式で重合しうる複数種の繰り返し単位を有するブロックコポリマーが挙げられる。
これらの高分子材料を用いたもの以外に、炭素材料、水素透過性のあるパラジウム等の公知の材料を用いたものを使用することもできる。
第４工程の条件は、温度は好ましくは０℃以上３００℃以下であり、より好ましくは３０℃以上２５０℃以下であり、さらに好ましくは５０℃以上２００℃以下である。圧力は、第４工程の操作温度にも依るが、絶対圧力で好ましくは０．１ＭＰａ以上、より好ましくは０．１５ＭＰａ以上、さらに好ましくは０．２ＭＰａ以上であり、好ましくは１０ＭＰａ以下、より好ましくは５ＭＰａ以下、さらに好ましくは３ＭＰａ以下である。
なお、水素ガスを分離するためと反応原料となるヒドロシランをリサイクルするために、加圧が必要になるので、この段階で生成物または同伴されるオリゴシラン類が凝縮しないように加熱しておくことが望ましい。
【００４３】
（精製工程）
本発明の製造方法は、第２工程で得られた生成物高含有流体を冷却した液体や第３工程を経て得られた液体からオリゴシランを単離することを含む精製工程（以下、「精製工程」と略す場合がある。）を含むことができる。なお、精製工程は、オリゴシランをそれぞれ分離して単離するのみならず、テトラヒドロシラン（ＳｉＨ４）、ケイ素原子数が５より多いオリゴシラン等をそれぞれ目的に応じて単離するものであってもよい。
精製工程におけるオリゴシランを単離する方法は、特に限定されないが、蒸留によってオリゴシランを単離する方法が挙げられる。
【００４４】
本発明の製造方法は、前述した第１工程、第２工程、第３工程、第４工程、精製工程のほか、次の工程のために温度や圧力を調節するための加熱工程、冷却工程、加圧工程、減圧工程、また固形物を分離するための濾過工程等を含むものであってもよい。リサイクル方式の場合には、回収したテトラヒドロシラン（ＳｉＨ４）等を反応器に投入するため、コンプレッサー等を利用したり、追加でテトラヒドロシラン（ＳｉＨ４）、式（Ｒ−１）又は式（Ｒ−２）で表されるオリゴシラン等の原料を追加する工程を有することができる。
【００４５】
本発明の製造方法が回分式である場合の具体的態様は、第１工程、第２工程、及び精製工程を含む態様が挙げられる。なお、第１工程は、回分式の反応器を、第２工程、精製工程等は、それぞれ回分式の専用装置、専用器具を利用して行うことが挙げられる。
本発明の製造方法が連続式のワンパス方式である場合の具体的態様は、第１工程、第２工程、及び精製工程を含む態様が挙げられる。なお、かかる態様では、図１で表されるような装置を利用することが挙げられる。また、本発明の他の一態様は、図１で表されるようなオリゴシランの製造装置を提供する。以下、図１の装置の構成を詳細に説明する。
まず、原料ガスを所定の圧力まで昇圧、予熱して、所定の温度に設定された反応器１０１に導入する。ここで反応させた反応生成混合物流体を次の分離手段（分離部）１０２に送る。この際に異常時に備えて固体状オリゴシランを分離するためのフィルターを通して分離手段１０２に送ることもできるし、この場合、より効率的に凝縮するために、熱交換器等で反応ガス温度を下げておいた方がよい。
反応生成混合物流体を分離した後、目的物と副生物からなる高沸成分の多い生成物高含有流体（液体）と、テトラヒドロシランのような低分子量の原料が多い原料高含有流体（気体）をそれぞれ別々にして蒸留器１０３で精製を行う。図１では生成物高含有流体（液体）精製用として蒸留器１０３が図示されているが、原料高含有流体（気体）精製用として蒸留器１０３を併用（使い分け）することもできる。また、生成物高含有流体（液体）精製用の蒸留器と、原料高含有流体（気体）精製用の蒸留器と、を別々に設ける構成とすることもできる。なお、原料高含有流体（気体）を蒸留器で精製する際は予め冷却して液化させる。
分離手段（分離部）として吸着材を用いる場合吸着材への吸着物を脱離（脱着）させる際には通常は加熱してガス状で回収する。この場合や、分離手段（分離部）として分離膜により分離された流体、特に生成物高含有流体がガス状の場合放冷により凝縮し一部液化していることもあるが、蒸留塔に送る前に更に一旦冷却して大半の分離された流体を凝縮させる必要がある。
蒸留器１０３での精製処理は、上記液体をある程度蓄積した後、回分操作で行うこともできるし、連続的に処理を行ってもよい。モノシラン、ジシラン、トリシラン、テトラシラン、ペンタシランは沸点差があるので、必要なシラン類については精密蒸留によりそれぞれの純度を高めて分留することが望ましい。
【００４６】
本発明の製造方法が連続式のリサイクル方式である場合の具体的態様は、第１工程、第２工程、第３工程、第４工程、及び精製工程を含み、第４工程を経て得られた気体を第１工程に用い、さらに第３工程を経て得られたオリゴシランを含む液体に対して精製工程を行う態様が挙げられる。なお、かかる態様では、図２で表されるような装置を利用することが挙げられる。また、本発明の他の一態様は、図２で表されるようなオリゴシランの製造装置を提供する。以下、図２の装置の構成を詳細に説明する。
まず、リサイクルガスと新たに投入する原料ガスを所定の混合比となるように混合した後に、必要に応じて昇圧、予備加熱を行った後に所定の温度に設定した反応器２０１に導入する。反応器から出てきた生成物を含む反応ガス（反応生成混合物流体）については、ワンパス法と同様に異常時対応のために固体オリゴシランとの分離のためにフィルターを設置したり、熱交換器２０６により反応ガス（反応生成混合物流体）から予備冷却もかねて熱エネルギーを回収したりすることができる。必要に応じて予備冷却を行った反応生成混合物流体を、生成したオリゴシラン類を分離する分離手段（分離部）２０２に送る。また、リサイクルを行う場合にはテトラヒドロシランのような低分子量の原料が多い原料高含有流体は、そのままもしくは加熱してガス状でリサイクルする。分離手段２０２により分離された生成物高含有流体は冷却手段（冷却部）２０７により冷却し、目的とするオリゴシランを含む液体と生成物高含有流体中に溶解していた原料ガスを含む気体との混合物とし、両者を気液分離手段（気液分離部）２０３により分離する。分離されたオリゴシランを含む液体からは、蒸留器２０５により目的とするオリゴシランが単離される。また、分離された原料ガスを含む気体は、第２工程で得られた原料高含有流体と合流され、反応器２０１にリサイクル投入するために必要な原料ヒドロシランの追加、コンプレッサー２０８により反応圧力まで昇圧される。また、反応中に副生した水素ガスは水素ガス分離手段（水素ガス分離部）２０４により分離された（第４工程）後、所定の配合比となるように必要に応じて水素ガスが反応器２０１に投入される。図２は水素ガスを投入する場合を図示している。この一連の操作が所定の反応時間継続される。
【００４７】
本発明の他の一態様は、オリゴシランをより効率良く製造する装置（以下、「本発明の製造装置」と略す場合がある。）を提供する。
本発明の製造装置は、本発明の一態様であるオリゴシランの製造方法に好適に用いられる。
本発明の製造装置は、ヒドロシランを脱水素縮合させてオリゴシランを生成させる第１工程を行うための反応器と、前記第１工程を経て得られた反応生成混合物流体を原料高含有流体と生成物高含有流体とに分離する第２工程を行うための気液分離部と、気液分離された液体を蒸留する精製装置と、を含み、下記（ＡＡ）及び／又は（ＢＢ）の条件を満たすことを特徴とする。
（ＡＡ）前記気液分離部が膜分離器を有し、前記反応生成混合物流体を該膜分離器に供給し、膜を透過した流体として前記原料高含有流体を得て、膜を透過しなかった流体として前記生成物高含有流体を得るための気液分離部であり、
（ａａ−１）前記膜分離器の膜の材質が、ゼオライト、多孔質シリカ、アルミナ、又はジルコニアであり、
（ａａ−２）前記膜分離器に供給される前記反応生成混合物流体の圧力を、０．１ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下に調整する圧力調整部、を含み、
（ａａ−３）前記膜分離器に供給される前記反応生成混合物流体の温度を、−１０℃以上３００℃未満に調整する温度調整部、を含む。
（ＢＢ）前記気液分離部が吸着剤を有し、前記反応生成混合物流体を該吸着材に接触させ、前記吸着材に吸着しなかった流体として前記原料高含有流体を得て、前記吸着材に吸着した後、脱着した流体として前記生成物高含有流体を得るための気液分離部であり、
（ｂｂ−１）前記吸着材の材質が、ゼオライト、アルミナゲル、シリカゲル又は活性炭であり、
（ｂｂ−２）前記吸着材に接触させる前記反応生成混合物流体の圧力を、０．１ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下に調整する圧力調整部、を含み、
（ｂｂ−３）前記吸着材に接触させる前記反応生成混合物流体の温度を、−５０℃以上２００℃以下に調整する温度調整部を含む。
本態様において、オリゴシラン、ヒドロシラン、第１工程、第２工程、反応生成混合物流体、原料高含有流体、生成物高含有流体、膜分離器、吸着材等は、本発明の製造方法で説明した内容が適用される。なお、条件（ａ−１）〜（ａ−３）は、それぞれ（ａａ−１）〜（ａａ−３）に対応しており、条件、（ｂ−１）〜（ｂ−３）は、それぞれ（ｂｂ−１）〜（ｂｂ−３）に対応している。
本発明の製造装置のある一実施形態は、図１で表される連続式のワンパス方式のタイプであり、ある一実施形態は図２で表される連続式のリサイクル方式のタイプである。
本発明の製造装置において、気液分離された液体を蒸留する精製装置は、例えば蒸留器が挙げられる。蒸留器はオリゴシランを蒸留分離出来れば特に限定されず、公知の蒸留器を用いることができる。また、蒸留器は多段式や充填剤を充填した蒸留塔としてもよく、精密蒸留装置を含んでもよい。温度調整部としては、上記範囲に温度を調整出来るものであれば特に限定されず、例えば熱交換器、電気式加熱装置、熱媒式加熱装置等が挙げられる。圧力調整部としては、上記範囲に圧力を調整出来るものであれば特に限定されず、例えばコンプレッサー（ガス昇圧装置）であり、具体的には往復圧縮機（レシプロ圧縮機）、斜板式圧縮機、ダイアフラム式圧縮機、ツインスクリュー圧縮機、シングルスクリュー圧縮機、スクロール圧縮機、ロータリー圧縮機、ロータリーピストン型圧縮機、スライドベーン型圧縮機などが挙げられる。
本発明の製造装置は、気液分離された気体中に含まれる水素を選択分離する水素分離部をさらに含むことも好ましい。水素分離部としては、例えば、水素分離膜が挙げられる。水素分離膜としては、例えば、セラミック製水素分離膜、ポリイミド製水素分離膜、パラジウム膜が用いられる。水素分離部には、前記気液分離部から接続して第２工程で得られた原料高含有流体を供給してもよいし、生成物高含有流体を液体（液相）と気体（気相）とに分離する第３工程の気液分離部に接続して第３工程で得られた気体を供給してもよいし、両者を混合して供給してもよい。
【実施例】
【００４８】
以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。従って、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。なお、実施例は、図４に示される反応装置（概念図）の反応管内の固定床にゼオライトを固定して、ヘリウムガス等で希釈したテトラヒドロシランを含む反応ガスを流通させることにより行った。生成したガスは、株式会社島津製作所社製ガスクロマトグラフＧＣ−１７Ａを用いて、ＴＣＤ（Ｔｈｅｒｍａｌ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）検出器で分析を行った。ジシラン等の定性分析は、ＭＡＳＳ（質量分析計）で行った。
触媒として使用したゼオライトの細孔は、以下の通りである。
・Ｈ−ＺＳＭ−５：
＜１００＞短径０．５１ｎｍ、長径０．５５ｎｍ
＜０１０＞短径０．５３ｎｍ、長径０．５６ｎｍ
なお、細孔の短径、長径の数値は、「http://www.jaz-online.org/introduction/qanda.html」、及び「ATLAS OF ZEOLITE FRAMEWORK TYPES, Ch. Baerlocher,L.B. McCusker and D.H. Olson, Sixth Revised Edition 2007,published on behalf of the Structure Commission of the International Zeolite Association」に記載されているものである。【００４９】
＜触媒調製例：モリブデン（Ｍｏ）担持ペレット状ゼオライトの調製＞
３ｍｍ径のペレット状のＨ−ＺＳＭ−５（シリカ／アルミナ比＝２３、東ソー製：製品名ＨＳＺ  品種８２２ＨＯＤ３Ａ、バインダーとしてのアルミナ１８〜２２質量％含有（ＳＤＳ記載値））２００ｇに、蒸留水２００ｇ、（ＮＨ４）６Ｍｏ７Ｏ２４・４Ｈ２Ｏ  ３．７０ｇ（Ｍｏ換算で１質量％担持に相当)を加えて、室温で１時間混合した。その後、１１０℃で４時間大気雰囲気下で乾燥させた後、４００℃で２時間、更に９００℃で２時間大気雰囲気下で焼成して、Ｍｏ１質量％担持ＺＳＭ−５（ペレット状）を得た。
上記で調製したＭｏ１質量％担持ＺＳＭ−５（シリカ／アルミナ比２３）  ５０ｇに蒸留水１００ｇ、Ｂａ（ＮＯ３）２  ２．３８ｇ（Ｂａ換算で２．４質量％担持に相当）を加えて、室温で１時間混合した。その後、１１０℃で４時間大気雰囲気下で乾燥させた後、７００℃で２時間大気雰囲気下で焼成して、Ｂａが２．４質量％含有されたＭｏ１質量％担持ＺＳＭ−５（シリカ／アルミナ比２３）を得た。【００５０】
＜吸着塔の予備処理例＞
吸着塔に３．２ｍｍφのペレット状のモレキュラーシーブ５Ａ（ユニオン昭和株式会社製）５０ｇを充填し、減圧しながら２００℃で２時間加熱処理を行った。その後、室温まで冷却後、ヘリウムガスで常圧に戻した後、モノシラン（テトラヒドロシラン）ガスを２ｍｌ／分で２時間常圧で流通させ、モノシランガス雰囲気で８時間放置後、減圧して吸着しているモノシランガスを追い出し、ヘリウムガスにより常圧に戻した。この処理により、モレキュラーシーブ５Ａ表面上のシラノール基等のシラン類と反応する官能基を不活性化した。【００５１】
＜実施例１＞
調製例で調製した触媒１．０ｇを反応管に設置し、減圧ポンプを使って反応管内の空気を除去した後、ヘリウムガスで置換した。ヘリウムガスを５ｍＬ／分の速度で流通させ、管状炉を２００℃に設定して反応管を昇温後、１時間流通させた。その後、吸着塔をバイパスさせて、反応圧力０．３ＭＰａ（絶対圧力）（ゲージ圧力：０．２ＭＰａ）でアルゴンとテトラヒドロシランの混合ガス（Ａｒ：２０％、ＳｉＨ４：８０％（モル比））２ｍＬ／分と水素ガス２ｍＬ／分とヘリウムガス１ｍＬ／分をガスミキサーで混合して流通させた。５分後にアルゴンとシランの混合ガスを３ｍＬ／分に、水素ガスを１ｍＬ／分に変更し、ヘリウムガスは止めた。なお流量はマスフローコントローラーで制御し、数値は０℃、１気圧に換算した体積であり、滞留時間は２１秒である。この状態で４時間反応させたのち、氷冷した吸着塔に０．３ＭＰａ（絶対圧力）（ゲージ圧力：０．２ＭＰａ）を保ったまま反応ガスを流すようにした。７時間後に吸着塔をまたバイパスさせて反応ガスを直接系外に流出させるようにし、８時間で反応を終了した。
表１にヘリウムガス停止時から吸着塔で吸着できなかった反応ガス（反応生成混合物流体）の分析値を示した。なお、１時間から４時間までと８時間後の分析値は吸着塔をバイパスさせているので、反応ガス（反応生成物混合流体）そのものの分析値（ジシランの全シラン中のモル濃度は平均して４．６７モル％）であり、５時間から７時間の分析値は吸着塔で吸着できなかった反応ガス（原料高含有流体）の分析値（ジシランの全シラン中のモル濃度は平均して０．５０モル％）であり、それぞれモル濃度で示している。
なお、表中の「モノシラン／全シラン」とは、モノシランのモル濃度を検出できたシラン類のモル濃度の総和で除したものである。
また、反応終了後、吸着塔に吸着した反応ガス成分は、常圧で１００℃に加熱して脱着させるとともに、脱離ガスを液体窒素温度でトラップした。脱離ガス（トラップされたガス）の成分を分析したところ、テトラヒドロモノシラン０．２４８ｇ、ヘキサヒドロジシラン０．０５４ｇ、ケイ素原子数が３〜５のオリゴシラン０．００５ｇであり、検出できたシラン類に占めるオリゴシラン（ジシラン＋ケイ素原子数３〜５のオリゴシラン）のモル濃度は１０．６モル％であった。ケイ素原子数が６以上の高次シランは検出できなかった。【００５２】
【表１】
2018079484.tif 000016
【００５３】
＜実施例２＞
実施例２は、図４に示す吸着塔１２での冷却温度を５０℃にした以外は実施例１と同様に行った。結果を表２に示す。【００５４】
【表２】
2018079484.tif 000017
【００５５】
また、同様にトラップ出来た反応ガスは、テトラヒドロモノシラン０．１０２ｇ、ヘキサヒドロジシラン０．０４３ｇ、ケイ素原子数が３〜５のオリゴシラン０．００４ｇであり、検出できたシラン類に占めるオリゴシラン（ジシラン＋ケイ素原子数３〜５のオリゴシラン）のモル濃度は１８．７％であった。実施例１同様ケイ素原子数が６以上の高次シランは検出できなかった。【００５６】
＜実施例３＞
実施例３は、吸着材をモレキュラーシーブ５Ａ（ユニオン昭和株式会社製）からシリカゲルＣＡＲｉＡＣＴ  Ｑ−１０（富士シリシア化学株式会社製  約３ｍｍφの球状で比表面積３０４ｍ２／ｇ（カタログ値））に変えた以外は実施例１と同様に行った。結果を表３に示す。【００５７】
【表３】
2018079484.tif 000018
【００５８】
また、同様にトラップ出来た反応ガスは、テトラヒドロモノシラン０．２１７ｇ、ヘキサヒドロジシラン０．０５２ｇ、ケイ素原子数が３〜５のオリゴシラン０．００５ｇであり、検出できたシラン類に占めるオリゴシラン（ジシラン＋ケイ素原子数３〜５のオリゴシラン）のモル濃度は１１．６％であった。実施例１同様ケイ素原子数が６以上の高次シランは検出できなかった。【００５９】
＜比較例１＞
比較例１は、図４中、１２で示す吸着塔に吸着材を入れなかった以外は、実施例１と同様に操作を行った。結果を表４に示す。【００６０】
【表４】
2018079484.tif 000019
【００６１】
比較例１では、吸着塔に吸着材を入れなかった、すなわち第２工程を経ていないので、反応終了後、吸着塔にトラップ出来た反応ガスは無かった。
＜比較例２＞
比較例２は、実施例１の吸着材を３ｍｍφのガラスビーズ（ソーダガラス、アズワン株式会社製  ＢＺ−３）に変更した以外は実施例１と同様に行った。結果を表５に示す。【００６２】
【表５】
2018079484.tif 000020
比較例２では、吸着塔に比表面積の小さいガラスビーズを入れたが、トラップ出来た反応ガスは、量が少なく測定誤差も大きいと思われるが、テトラヒドロモノシラン０．００５ｇ、ヘキサヒドロジシラン０．０００１ｇ、ケイ素原子数が３〜５のオリゴシランは検出限界以下であり、効率よく分離できなかった。【００６３】
これらの結果により、吸着塔に吸着された成分（生成物高含有流体）は目的物であるジシラン濃度が反応ガス（反応生成混合物流体）中よりも濃縮されていることから、蒸留精製工程前の冷却に要するエネルギーが反応ガス（反応生成混合物流体）を全凝縮するよりも少なくて済み、精製にかかわるコストを大幅に低減できることがわかる。また、吸着塔を用いている場合、すなわち第２工程を経た場合には、反応ガス（反応生成混合物流体）の未吸着ガス（原料高含有流体）中のモノシラン濃度は９８モル％以上であり、未吸着反応ガスをそのままリサイクル出来ることがわかる。このように、本発明の製造方法は、オリゴシランの精製に要するエネルギーを低減出来、コストを削減できる。また、原料高含有流体中の原料を高濃度にできることから、そのまま再使用することができ、オリゴシランの製造に要するトータルのエネルギーをさらに低減でき、コストを削減できる。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明の製造方法によって製造されたオリゴシランは、半導体用シリコンの製造ガスとして利用されることが期待できる。
【符号の説明】
【００６５】
１                      テトラヒドロシランガスボンベ
（Ａｒ２０モル％入り）
２                      水素ガスボンベ
３                      ヘリウムボンベ
４                      緊急遮断弁（ガス検連動遮断弁）
５                      減圧弁
６                      マスフローコントローラー
７                      圧力計
８                      ガスミキサー
９                      反応管
１０                      フィルター
１１                      ロータリーポンプ
１２                      吸着塔
１３                      二次圧調整弁
１４                      除害装置
１０１、２０１            反応器
１０２、２０２            分離手段（分離部）
１０３、２０５            蒸留器
２０３                    気液分離手段（気液分離部）
２０４                    水素分離手段（水素分離部）
２０６                    熱交換器
２０７                    冷却手段（冷却部）
２０８                    コンプレッサー
【図１】
2018079484.tif 000025
【図２】
2018079484.tif 000026
【図３】
2018079484.tif 000027
【図４】
2018079484.tif 000028
【手続補正書】
【提出日】平成31年4月24日(2019.4.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒドロシランを脱水素縮合させてオリゴシランを生成させる第１工程、及び
前記第１工程を経て得られた反応生成混合物流体に対して下記（Ａ）及び／又は（Ｂ）の処理を行って、前記反応生成混合物流体を原料高含有流体と生成物高含有流体とに分離する第２工程を含み、
前記原料高含有流体中の全シラン化合物に対するケイ素原子数２以上５以下のオリゴシランのモル濃度が前記反応生成混合物流体中の全シラン化合物に対するケイ素原子数２以上５以下のオリゴシランのモル濃度より低く、
前記生成物高含有流体中の全シラン化合物に対するケイ素原子数２以上５以下のオリゴシランのモル濃度が前記反応生成混合物流体中の全シラン化合物に対するケイ素原子数２以上５以下のオリゴシランのモル濃度より高いことを特徴とするオリゴシランの製造方法。
（Ａ）前記反応生成混合物流体を下記（ａ−１）〜（ａ−３）を満たす条件で膜分離器に供給し、膜を透過した流体として前記原料高含有流体を得て、膜を透過しなかった流体として前記生成物高含有流体を得る。
（ａ−１）前記膜分離器の膜の材質が、ゼオライト、多孔質シリカ、アルミナ、又はジルコニアである。
（ａ−２）前記膜分離器に供給される前記反応生成混合物流体の圧力が、０．１ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下である。
（ａ−３）前記膜分離器に供給される前記反応生成混合物流体の温度が、−１０℃以上３００℃未満である。
（Ｂ）前記反応生成混合物流体を下記（ｂ−１）〜（ｂ−３）を満たす条件で吸着材に接触させ、前記吸着材に吸着しなかった流体として前記原料高含有流体を得て、前記吸着材に吸着した後、脱着した流体として前記生成物高含有流体を得る。
（ｂ−１）前記吸着材の材質が、ゼオライト、アルミナゲル、シリカゲル又は活性炭である。
（ｂ−２）前記吸着材に接触させる前記反応生成混合物流体の圧力が、０．１ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下である。
（ｂ−３）前記吸着材に接触させる前記反応生成混合物流体の温度が、−５０℃以上２００℃以下である。
【請求項２】
前記第１工程におけるヒドロシランが、テトラヒドロシラン（ＳｉＨ４）であり、生成するオリゴシランがヘキサヒドロジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）を含む、請求項１に記載のオリゴシランの製造方法。
【請求項３】
下記式（Ｐ−１）で表されるオリゴシランを製造する方法であり、
前記第１工程が、テトラヒドロシラン（ＳｉＨ４）とともに下記式（Ｒ−１）で表されるオリゴシランを原料のヒドロシランとして用いて、下記式（Ｒ−１）で表されるオリゴシランから下記式（Ｐ−１）で表されるオリゴシランを生成させる工程である、請求項１に記載のオリゴシランの製造方法。
【化１】
2018079484.tif 000029
（式（Ｐ−１）中、ｎは２〜５の整数を表す。）
【化２】
2018079484.tif 000030
（式（Ｒ−１）及び（Ｐ−１）中、ｎは２〜５の整数を表す。）
【請求項４】
前記式（Ｒ−１）で表されるオリゴシランが、オクタヒドロトリシラン（Ｓｉ３Ｈ８）であり、前記式（Ｐ−１）で表されるオリゴシランが、ヘキサヒドロジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）である、請求項３に記載のオリゴシランの製造方法。
【請求項５】
下記式（Ｐ−２）で表されるオリゴシランを製造する方法であり、
前記第１工程が、テトラヒドロシラン（ＳｉＨ４）とともに下記式（Ｒ−２）で表されるオリゴシランを原料のヒドロシランとして用いて、下記式（Ｒ−２）で表されるオリゴシランから下記式（Ｐ−２）で表されるオリゴシランを生成させる工程である、請求項１に記載のオリゴシランの製造方法。
【化３】
2018079484.tif 000031
（式（Ｐ−２）中、ｍは３〜５の整数を表す。）
【化４】
2018079484.tif 000032
（式（Ｒ−２）及び（Ｐ−２）中、ｍは３〜５の整数を表す。）
【請求項６】
前記式（Ｒ−２）で表されるオリゴシランが、ヘキサヒドロジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）であり、前記式（Ｐ−２）で表されるオリゴシランが、オクタヒドロトリシラン（Ｓｉ３Ｈ８）である、請求項５に記載のオリゴシランの製造方法。
【請求項７】
前記（Ａ）において用いる膜の細孔径が０．１ｎｍ以上１００μｍ以下である、請求項１〜６の何れかに１項に記載のオリゴシランの製造方法。
【請求項８】
前記（Ｂ）において用いる吸着材のＢＥＴ比表面積が１０ｍ２／ｇ以上１０００ｍ２／ｇ以下である、請求項１〜６の何れかに１項に記載のオリゴシランの製造方法。
【請求項９】
前記第１工程が、水素ガスの存在下で行われる工程である、請求項１〜８の何れかに１項に記載のオリゴシランの製造方法。
【請求項１０】
前記第１工程が、遷移元素を含有する触媒の存在下で行われる工程である、請求項１〜９の何れか１項に記載のオリゴシランの製造方法。
【請求項１１】
前記触媒に含有される遷移元素が、第４族遷移元素、第５族遷移元素、第６族遷移元素、第７族遷移元素、第８族遷移元素、第９族遷移元素、第１０族遷移元素、及び第１１族遷移元素からなる群から選択される少なくとも１種である、請求項１０に記載のオリゴシランの製造方法。
【請求項１２】
前記触媒が、担体を含む不均一系触媒である、請求項１０又は１１に記載のオリゴシランの製造方法。
【請求項１３】
前記担体が、シリカ、アルミナ、及びゼオライトからなる群より選択される少なくとも１種である、請求項１２に記載のオリゴシランの製造方法。
【請求項１４】
前記ゼオライトが、短径が０．４１ｎｍ以上、長径が０．７４ｎｍ以下の細孔を有する、請求項１３に記載のオリゴシランの製造方法。
【請求項１５】
前記第１工程を１回のみ行うワンパス方式である、請求項１〜１４の何れか１項に記載のオリゴシランの製造方法。
【請求項１６】
前記第１工程において未反応のテトラヒドロシラン（ＳｉＨ４）の少なくとも一部を原料として再供給（再利用）するリサイクル方式である、請求項１又は２に記載のオリゴシランの製造方法。
【請求項１７】
前記第１工程において未反応のテトラヒドロシラン（ＳｉＨ４）の少なくとも一部を原料として再供給（再利用）するリサイクル方式である、請求項３〜１４の何れか１項に記載のオリゴシランの製造方法。
【請求項１８】
前記第１工程においてさらに式（Ｒ−１）で表されるオリゴシラン又は式（Ｒ−２）で表されるオリゴシランの少なくとも一部を原料として再供給（再利用）するリサイクル方式である、請求項１７に記載のオリゴシランの製造方法。
【請求項１９】
前記第２工程を経て得られた原料高含有流体から水素分離膜を用いて水素ガスを分離する工程をさらに含む、請求項１６に記載のオリゴシランの製造方法。
【請求項２０】
前記第２工程を経て得られた原料高含有流体から水素分離膜を用いて水素ガスを分離する工程をさらに含む、請求項１７又は１８に記載のオリゴシランの製造方法。
【請求項２１】
ヒドロシランを脱水素縮合させてオリゴシランを生成させる第１工程を行うための反応器と、
前記第１工程を経て得られた反応生成混合物流体を原料高含有流体と生成物高含有流体とに分離する第２工程を行うための気液分離部と、
気液分離された液体を蒸留する精製装置と、を含み、
下記（ＡＡ）及び／又は（ＢＢ）の条件を満たす、オリゴシランの製造装置。
（ＡＡ）前記気液分離部が膜分離器を有し、前記反応生成混合物流体を該膜分離器に供給し、膜を透過した流体として前記原料高含有流体を得て、膜を透過しなかった流体として前記生成物高含有流体を得るための気液分離部であり、
（ａａ−１）前記膜分離器の膜の材質が、ゼオライト、多孔質シリカ、アルミナ、又はジルコニアであり、
（ａａ−２）前記膜分離器に供給される前記反応生成混合物流体の圧力を、０．１ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下に調整する圧力調整部、を含み、
（ａａ−３）前記膜分離器に供給される前記反応生成混合物流体の温度を、−１０℃以上３００℃未満に調整する温度調整部、を含む。
（ＢＢ）前記気液分離部が吸着剤を有し、前記反応生成混合物流体を該吸着材に接触させ、前記吸着材に吸着しなかった流体として前記原料高含有流体を得て、前記吸着材に吸着した後、脱着した流体として前記生成物高含有流体を得るための気液分離部であり、
（ｂｂ−１）前記吸着材の材質が、ゼオライト、アルミナゲル、シリカゲル又は活性炭であり、
（ｂｂ−２）前記吸着材に接触させる前記反応生成混合物流体の圧力を、０．１ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下に調整する圧力調整部、を含み、
（ｂｂ−３）前記吸着材に接触させる前記反応生成混合物流体の温度を、−５０℃以上２００℃以下に調整する温度調整部を含む。
【請求項２２】
気液分離された気体中に含まれる水素を選択分離する水素分離部をさらに含む、請求項２１に記載のオリゴシランの製造装置。 
【国際調査報告】
2018079484.tif 000033
2018079484.tif 000034
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2018079484.tif 000036