Contribuição ao estudo da cinética da reação entre silício de grau metalúrgico e cloreto de hidrogênio gasoso para a obtenção de triclorosilano.
| Ano de defesa: | 1993 |
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| Tipo de documento: | Dissertação |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
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Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-09122025-125556/ |
Resumo: | A reação entre silício de grau metalúrgico e cloreto de hidrogênio gasoso foi estudada utilizando cobre como catalisador. O principal produto e triclorosilano e os produtos secundários são diclorosilano e tetraclorosilano. O estudo visou a obtenção de dados cinéticos utilizando um reator de leito fixo de laboratório, com temperaturas variando de 220 a 330 graus C, frações molares do reagente na entrada entre 0,35 e 0,90 e tempo de contato entre 0,2 e 1,2 kg.H/mol. Os produtos foram analisados num cromatógrafo a gás. Verificou-se que a conversão a triclorosilano aumenta até 290 graus C, com valores próximos a 90% e que acima desta temperatura diminui; para tetraclorosilano e diclorosilano ela aumenta com a temperatura até cerca de 10%. Foram testados dez modelos cinéticos e os parâmetros cinéticos foram estimados utilizando regressão não linear e método de otimização de Marquardt. O modelo selecionado indica que as reações do silício com cloreto de hidrogênio ocorrem em paralelo com ordens de reação iguais a 0,5. As energias de ativação foram obtidas e comparadas com valores encontrados na literatura |
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Contribuição ao estudo da cinética da reação entre silício de grau metalúrgico e cloreto de hidrogênio gasoso para a obtenção de triclorosilano.Untitled in englishCinética da reaçãoReaction kineticsTrichlorosilaneTriclorosilanoA reação entre silício de grau metalúrgico e cloreto de hidrogênio gasoso foi estudada utilizando cobre como catalisador. O principal produto e triclorosilano e os produtos secundários são diclorosilano e tetraclorosilano. O estudo visou a obtenção de dados cinéticos utilizando um reator de leito fixo de laboratório, com temperaturas variando de 220 a 330 graus C, frações molares do reagente na entrada entre 0,35 e 0,90 e tempo de contato entre 0,2 e 1,2 kg.H/mol. Os produtos foram analisados num cromatógrafo a gás. Verificou-se que a conversão a triclorosilano aumenta até 290 graus C, com valores próximos a 90% e que acima desta temperatura diminui; para tetraclorosilano e diclorosilano ela aumenta com a temperatura até cerca de 10%. Foram testados dez modelos cinéticos e os parâmetros cinéticos foram estimados utilizando regressão não linear e método de otimização de Marquardt. O modelo selecionado indica que as reações do silício com cloreto de hidrogênio ocorrem em paralelo com ordens de reação iguais a 0,5. As energias de ativação foram obtidas e comparadas com valores encontrados na literaturaThe reaction of metallurgical grade silicon and hydrogen chloride gas was studied with copper as catalyst. The main product is trichlorosilane, intermediate for the synthesis of semiconductor grade silicon; tetrachlorosilane and dichlorosilane are the rnain by-products. The objective was to determine the kinetics parameters using a fixed bed laboratory reactor with temperature ranging from 220\' to 330\'C, mole fraction of hydrogen chloride from 0,35 to 0,90 and space time from 0,2 to 1,2 kg.h/moI. A gas chromatograph was used to analyze the products. Trichlorosilane conversion attained about 90% at 290\'C and at higher temperatures the conversion decreased; tetrachlorosilane and dichlorosilane conversions increased with temperature and were of 10% at 330\'C. Conversion curves for trichlorosilane, tetrachlorosilane and dichlorosilane were obtained as a function of time space and the integral method was used to study the kinetics of the reactions. Ten models from literature were tested and the kinetics parameters were evaluated using non linear regression and Marquardt\'s optimization method. The selected model that best fitted the experimental data indicated that the reactions of silicon with hydrogen chloride producing trichlorosilane, tetrachlorosilane and dichlorosilane occur simultaneously and that the orders of reactions are equal to 0,5. The energies of activation were evaluated and compared with those of literature.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPBrunello, GiovanniCasella, Esleide Lopes1993-06-23info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-09122025-125556/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2025-12-09T15:00:02Zoai:teses.usp.br:tde-09122025-125556Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-12-09T15:00:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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A reação entre silício de grau metalúrgico e cloreto de hidrogênio gasoso foi estudada utilizando cobre como catalisador. O principal produto e triclorosilano e os produtos secundários são diclorosilano e tetraclorosilano. O estudo visou a obtenção de dados cinéticos utilizando um reator de leito fixo de laboratório, com temperaturas variando de 220 a 330 graus C, frações molares do reagente na entrada entre 0,35 e 0,90 e tempo de contato entre 0,2 e 1,2 kg.H/mol. Os produtos foram analisados num cromatógrafo a gás. Verificou-se que a conversão a triclorosilano aumenta até 290 graus C, com valores próximos a 90% e que acima desta temperatura diminui; para tetraclorosilano e diclorosilano ela aumenta com a temperatura até cerca de 10%. Foram testados dez modelos cinéticos e os parâmetros cinéticos foram estimados utilizando regressão não linear e método de otimização de Marquardt. O modelo selecionado indica que as reações do silício com cloreto de hidrogênio ocorrem em paralelo com ordens de reação iguais a 0,5. As energias de ativação foram obtidas e comparadas com valores encontrados na literatura |
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