162516

СОюз Ссвбтских СС "4 1 УАИСТИЧЕСКИХ 1 ЕСЙУ БЛИКОПИСАНИЕ И 3 О Б Р ЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ КО 162516Класс 121 38 о 1 МПК С 01 Ь Заявлено 24,Ч.1962 ( 792061/23-4) ГОСИА 1 ПВЕН НЫИКОМИТЕТ ПО ДЕЛАМиз 05 ииий и 0 ткрытинСССР Опубликовано 08.Ч,1964. Бюллетень1 О УДК Подписная группаЗб Г. С. Иванов, А, В. Егоров, И, Г. Кондрахов и 1 О, А, Заколодкин СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЧЕТЫРЕХХЛОРИСТОГО КРЕМНИЯОдним из способов получения четыреххлористого кремния является хлорирование шихты, состоящей из кремнеземистого материала и восстановителя, например угля. Такой процесс мокет проводиться по-разному, например путем подачи шихты из указанных компонентов в солевой расплав, нагретый до высоких температур.Предметом настоящего изобретения является способ получения четыреххлористого кремния непрерывным хлорированием слоя шихты, состоящей из двуокиси кремния и угля и разогретой до температуры 800 - 900 С, Разогревают шихту электрическим током, подводимым при помощи графитовых электродов, погруженных в толщу шихты. По мере выработки в реактор непрерывно или порциями догружают шихту.Хлорирование ведут в вертикальных цилиндрических реакторах, футерованных графитовыми блоками и имеющих хорошую тепловую изоляцию,В качестве исходного сырья используют кварцевый песок и древесный уголь или нефтяной кокс. Применение кварцевого песка обеспечивает получение продукта с минимальным содержанием посторонних загрязнений, При этом песок и уголь предварительно прокаливают для удаления влаги, Соотношение компонентов шихты - уголь: двуокись кремния долкпо быть в пределах 0,35 - : 0,5: 1 (предпочтительно 0,4; 1),Взаимодействие двуокиси кремния, угля и хлора протекает согласно уравнениям510 в+ С+ 2 С 1 в = .)1 С 1. + СОЯОв+ 2 С+ 2 С 1 в -- 51 С 14 + 2 СОКроме того, возможна побочная реакция образования фосгенаСО+ С 4 = СОС 1,За счет остаточной влаги, содержащейся в исходном сь 1 рье, возможно образование хлористого водорода, В результате хлорирования примесей, содержащихся в сырье образуется некоторое количество хлористого железа и иногда хлористого аммония.Состав реакционных газов следующий, в %: Я 1 С 1 . . . . . . . , . 30 - 35 С 1., 0 - 05 СОС 1 е, . следы НС 1,10 - 15 СО+ СОв, . 40 - 45 РеС 1 1 - 2Реакционные газы направляют на конденсацию при температуре минус 25 - минус 30 С, Полученный четыреххлористый кремний-сырец очищают от примесей путем ректнфикации.Процесс непрерывен и может быть полностью автоматизирован. Применение чистой двуокиси кремния и чистого угля исключает образование твердых побочных продуктов, забивающих системы газоходов и реакционное пространство, благодаря чему исключаетсянеобходимость вскрытйя реакторов, что улучшает санитарные условия производства.На чертеже изображена схема технологического процесса, поясняющая предложенный способ.Древесный уголь или нефтяной кокс загружают в электропечь 1, где его прокаливают при температуре 750 - 770 С для освобождения от влаги и других примесей, содержащих водород. Остаточное содержание этих примесей не должно превышать 0,5%.Кварцевый песок сушат в сушилке 3 при температуре 110 - 150 С,В реактор 2 загружают шихту из угля и кварцевого песка на 0,8 высоты, и затем разогревают реакционную массу, подавая через электроды электрический ток напряжением 20 - 25 в и силой тока 2000 в 25 а.По достижении температуры 800 С подают хлор, определяя одновременно проскок его в выходящих газах, Постепенно увеличивают подачу хлора до 22 м/час. При этом содержание хлора в выходящих газах не должно превышать 0,5%. Примерно через 3,5 - 4 час после начала подачи хлора регулярно подают шихту, уровень которой в реакторе поддерживают на заданной отметке, что контролируют электрическим контактом-сигнализатором.Реакционные газы поступают в мокрый пылеуловитель 4, рубашка которого охлаждается водой. Здесь происходит частичная конденсация четыреххлористого кремния, который смачивает твердые части (хлористый алюминий, хлорное железо и т. д.). Затем газы поступают в нижнюю конусную часть аппарата, а оттуда в отстойник б. Очищенные от твердых частиц газы проходят последовательно холодильники б и 7, где поддерживают температуру минус 20 - минус 30 С, там же происходит конденсация чстыреххлор истого кремния, а также хлора и фосгена. Конденсат собирают в сборнике 8, куда поступает также осветленная жидкость из отстойника б,Несконденсировавшиеся газы из холодильников б и 7, состоящие из окиси и двуокиси углерода, хлористого водорода, следов четыреххлористого кремния и хлора, помещают в скруббер 9, орошаемый водой, где соляная кислота и хлор растворяются, а четыреххлористый кремний разлагается, Промытые и обезвреженные газы выбрасываются в атмосферу.Сырец из сборника 8 через фильтр 10 подают в ректификационную колонну 11, в кипятильнике 12 поддерживают температуру 55 - 80 С, а в дефлегматоре 25 - 30 С. В колонне происходит отгонка хлора и фосгена от четыреххлористого кремния. Флегму частично возвращают в колонну на орошение, а остальное количество собирают в промежуточных емкостях 13 и И, откуда по мере накопления передают в испаритель 15. Из испарителя хлор и фосген поступают в реактор 2 для повторного использования.В схеме предусматривается выгрузка непрореагировавшей двуокиси кремния из реактора в бункер 1 б,Производительность предложенной усгановки 50 кг четыреххлористого кремния в час,Предмет изобретенияСпособ получения четыреххлористого кремния хлорированием шихты, содержащей двуокись кремния и уголь, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса, хлорированию подвергают непосредственно шихту, предварительно нагретую до 800- - 900 С электрическим током,