METHOD FOR PRODUCING CHLOROSILANESChlorosilanes are produced in exalted yield in a fluidized bed process when the reactor hydraulic diameter, Sauter particle diameter, and superficial gas velocity are used to define a parameter space as a function of Reynolds number and Archimedes number.A process for preparing chlorosilanes in a fluidized-bed reactor, comprising: A) reacting an HCl-containing reaction gas with a particulate contact composition containing silicon and optionally a catalyst, wherein the chlorosilanes have the formula HnSiCl4-n, and/or HmCl6-mSi2 where n=1-4 and m=0-4 and the hydraulic diameter of the fluidized-bed reactor dhyd, the superficial velocity of the gas in the fluidized-bed reactor uL and the Sauter diameter of the particulate contact composition d32 are selected so that points are imaged on an area in which the Archimedes number Ar is plotted against the Reynolds number Re in a cartesian coordinate system, where the area is defined by the equations 1a and 1b: Ar=3·10−3·Re2·8.18·Re+1200   (1a)Ar=4·10−6·Re2·0.69·Re+14400   (1b)with a lower limit Ar=1 and an upper limit Ar=3000,where Ar is determined by means of equation 3 andg is the acceleration due to gravity [m/s2],d32 is the Sauter diameter of the particles [m],ρP is the solids density of the particles [kg/m3],ρF is the fluid density [kg/m3],νF is the kinematic viscosity of the fluid [m2/s],where Re is determined by means of equation 4 anduL is the superficial velocity of the gas [m/s] andhyd is the hydraulic diameter [m],where dhyd is determined by means of equation 5 andAq, free corresponds to the free flow cross section [m2] in the fluidized-bed reactor andUtotal, wetted corresponds to the wetted perimeter [m] of all internals in the fluidized-bed reactor, orB) reaction of a reaction gas containing silicon tetrachloride and hydrogen with a particulate contact composition containing silicon and a catalyst, wherein the chlorosilanes have the general formula HnSiCl4-n, and/or HmCl6-mSi2 where n=1-4 and m=0-4 andthe hydraulic diameter of the fluidized-bed reactor dhyd, the superficial velocity of the gas in the fluidized-bed reactor uL and the Sauter diameter of the particulate contact composition d32 are selected so that points are imaged on an area in which the Archimedes number Ar is plotted against the Reynolds number Re in a cartesian coordinate system, where the area is defined by the equations 2a and 2b: Ar=5·10−9·Re2+4.8·10−3·Re−102   (2a)Ar=1·10−9·Re2·1.1·10−2·Re+10774   (2b)with a lower limit Ar=0.3 and an upper limit Ar=3000,where Ar is determined by means of equation 3 andg is the acceleration due to gravity [m/s2],d32 is the Sauter diameter of the particles [m],ρP is the solids density of the particles [kg/m3],ρF is the fluid density [kg/m3],νF is the kinematic viscosity of the fluid [m2/s],where Re is determined by means of equation 4 anduL is the superficial velocity of the gas [m/s] anddhyd is the hydraulic diameter [m],where dhyd is determined by means of equation 5 andAq, free corresponds to the free flow cross section [m2] in the fluidized-bed reactor andUtotal, wetted corresponds to the wetted perimeter [m] of all internals in the fluidized-bed reactor.
클로로실란의 제조 방법본 발명은 유동층 반응기에서 클로로실란을 제조하는 제1 방법에 관한 것으로서, 이러한 방법은 염화수소-함유 반응 가스와 실리콘 및 선택적으로 촉매를 함유하는 미립자 접촉 조성물과의 반응에 의해 수행되고, 여기서, 클로로실란은 화학식 HnSiCl4-n 및/또는 HmCl6-mSi2를 갖고, 이러한 화학식에서, n은 1 내지 4이고 m은 0 내지 4이며, 유동층 반응기의 유압 직경 dhyd, 유동층 반응기 내 가스의 공탑 속도(superficial gas flow velocity) uL 및 미립자 접촉 물질의 소터(Sauter) 평균 직경 d32은, 직교 좌표계(cartesian coordinate system)에서 아르키메데스 수(Archimedes number) Ar이 레이놀즈 수(Reynolds number) Re에 대해 그려지는 면적 상에서 점(point)들이 맵핑되도록 선택되고, 이러한 면적은 식 1a 및 1b: Ar = 3·10-3·Re2-8.18·Re+1200 (1a), Ar = 4·10-6Re2-0.69·Re+14400 (1b)에 의해 정의되며, 이때, 하한 Ar은 1이고 상한 Ar은 3000이다. 본 발명은 또한, 유동층 반응기에서 클로로실란을 제조하는 제2 방법에 관한 것으로서, 이러한 방법은 실리콘 테트라클로라이드 및 수소를 함유하는 반응 가스와 실리콘 및 촉매를 함유하는 미립자 접촉 조성물과의 반응에 의해 수행되고, 여기서, 클로로실란은 화학식 HnSiCl4-n 및/또는 HmCl6-mSi2를 갖고, 이러한 화학식에서, n은 1 내지 4이고 m은 0 내지 4이며, 유동층 반응기의 유압 직경 dhyd, 유동층 반응기 내 가스의 공탑 속도 uL 및 미립자 접촉 물질의 소터 평균 직경 d32은, 직교 좌표계에서 아르키메데스 수 Ar이 레이놀즈 수 Re에 대해 그려지는 면적 상에서 점들이 맵핑되도록 선택되고, 이러한 면적은 식 2a 및 2b: Ar = 5·10-9·Re2+ 4.8·10-3·Re-102 (2a), Ar = 1·10-9·Re2-1.1·10-2·Re+10774 (2b)에 의해 정의되며, 이때, 하한 Ar은 0.3이고 상한 Ar은 3000이다.유동층 반응기에서 클로로실란을 제조하는 방법으로서,상기 방법은 HCl-함유 반응 가스와 실리콘 및 선택적으로 촉매를 함유하는 미립자 접촉 조성물과의 반응에 의해 수행되고,상기 클로로실란은 화학식 HnSiCl4-n 및/또는 HmCl6-mSi2를 갖고, 상기 화학식에서, n은 1 내지 4이고 m은 0 내지 4이며,상기 유동층 반응기의 유압 직경 dhyd, 상기 유동층 반응기 내 가스의 공탑 속도(superficial velocity) uL 및 미립자 접촉 조성물의 소터(Sauter) 직경 d32은, 직교 좌표계(cartesian coordinate system)에서 아르키메데스 수(Archimedes number) Ar이 레이놀즈 수(Reynolds number) Re에 대해 그려지는 면적 상에서 점(point)들이 이미지화되도록 선택되고, 상기 면적은 식 1a 및 1b에 의해 정의되며:이때, 하한 Ar은 1이고 상한 Ar은 3000이며,Ar은 식 3에 의해 결정되고:상기 식 3에서,g는 중력 가속도 [m/s²]이며, d32는 입자의 소터 직경 [m]이며,ρP는 입자의 고체 밀도 [kg/m³]이며,ρF는 유체 밀도 [kg/m³]이고,νF는 유체의 동점도(kinematic viscosity) [m²/s]이며,Re는 식 4에 의해 결정되고:상기 식 4에서,uL은 가스의 공탑 속도 [m/s]이고,dhyd는 유압 직경 [m]이며,dhyd는 식 5에 의해 결정되며:상기 식 5에서,Aq, 자유는 유동층 반응기에서 자유 유동 단면적[m²]에 상응하고,U총,습윤는 유동층 반응기에서 모든 인터널(internal)들의 윤변(wetted perimeter) [m]에 상응하는, 방법.