用于制备硅烷的设备制造技术

本实用新型专利技术公开了用于制备硅烷的设备，该设备包括：用于在存在阴离子交换树脂作为催化剂的条件下，使二氯二氢硅发生歧化反应，以便获得含有二氯二氢硅和四氯化硅的反应产物的歧化反应器，所述歧化反应器设置有阴离子交换树脂；以及用于从所述反应产物分离硅烷的分离装置，所述分离装置与所述歧化反应器相连。利用该设备能够安全、高效地制备硅烷，并且该设备造价低，涉及反应温度、压力低，适应性强，安全，宜操作，无污染，二氯二氢硅转化率高，制备获得的硅烷质量非常好。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了用于制备硅烷的设备，该设备包括：用于在存在阴离子交换树脂作为催化剂的条件下，使二氯二氢硅发生歧化反应，以便获得含有二氯二氢硅和四氯化硅的反应产物的歧化反应器，所述歧化反应器设置有阴离子交换树脂；以及用于从所述反应产物分离硅烷的分离装置，所述分离装置与所述歧化反应器相连。利用该设备能够安全、高效地制备硅烷，并且该设备造价低，涉及反应温度、压力低，适应性强，安全，宜操作，无污染，二氯二氢硅转化率高，制备获得的硅烷质量非常好。【专利说明】用于制备硅烷的设备
本技术涉及多晶硅生产
，具体地涉及二氯二氢硅岐化工艺，更具体地，涉及用于制备硅烷的设备。
技术介绍
当前，光伏产业中最重要的中间体-多晶硅的生产仍然是以改良西门子法为主，但该工艺中三氯氢硅的还原转化率低、副产四氯化硅量高、有大量的物料是处在不断地循环利用的状态中，到目前为止，虽然该工艺经过不断改良，使生产成本已经降低到了一个较低的水平，但下降的空间不大。另外，企业间竞争激烈，导致该工艺生产的多晶硅盈利水平不高，需要新的工艺路线，降低生产成本，提高产品质量。而热解硅烷法恰好能满足这方面的要求，在热解硅烷法生产多晶硅的工艺中，需要将三氯氢硅歧化生成的二氯二氢硅发生歧化反应制得娃烧。然而，现阶段利用二氯二氢硅岐化反应制备硅烷的工艺及设备仍有待改进。
技术实现思路
本技术旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择。为此，本技术的一个目的在于提出一种成本低，反应温度、压力低，安全，宜操作，适应性强，无污染的制备硅烷的设备。根据本技术的一个方面，本技术提出了一种用于制备硅烷的设备。根据本技术的实施例，该设备包括:用于在存在阴离子交换树脂作为催化剂的条件下，使二氯二氢娃发生歧化反应，以便获得含有三氯氢娃和娃烧的反应产物的歧化反应器，所述歧化反应器设置有阴离子交换树脂；以及用于从所述反应产物分离硅烷的分离装置，所述分离装置与所述歧化反应器相连。技术人惊奇地发现，利用本技术的设备，能够安全、高效地制备硅烷，并且该设备造价低，涉及反应温度、压力低，适应性强，安全，宜操作，无污染，制备获得的硅烷质量非常好，二氯二氢硅转化率高(可高达18%)。另外，根据本技术上述实施例的用于制备硅烷的设备还可以具有如下附加的技术特征:根据本技术的一个实施例，所述歧化反应器包括:反应器本体，所述反应器本体内限定出歧化反应空间；催化剂床层，所述催化剂床层由阴离子交换树脂构成，并且设置在所述歧化反应空间内；向所述歧化反应空间内供给二氯二氢硅，用于在存在阴离子交换树脂作为催化剂的条件下，使二氯二氢硅发生歧化反应，以便获得含有三氯氢硅和硅烷的反应产物的二氯二氢硅进料口，所述二氯二氢硅进料口设置在所述反应器本体上；以及用于将所述歧化反应空间内的反应产物排出所述歧化反应空间的反应产物出料口，所述反应产物出料口设置在所述反应器本体上。由此，利用该歧化反应器，能够使二氯二氢硅高效地进行歧化反应，以便获得含有三氯氢硅和硅烷的反应产物，并且该歧化反应器生产成本低，涉及反应温度、压力低，安全，宜操作，适应性强，无污染，歧化反应安全、高效，二氯二氢硅转化率高(可高达18%)。根据本技术的一个实施例，所述催化剂床层的高径比L/D在3-200的范围内。由此，能够使氯硅烷在歧化反应器的催化剂床层中保持较好的流通、分离，进而能够有效提高歧化反应的效率。根据本技术的一个实施例，所述催化剂床层的高度为至少2m。由此，能够使氯硅烷在歧化反应器的催化剂床层中保持较好的流通、分离，进而能够有效提高歧化反应的效率。根据本技术的一个实施例，沿所述反应器本体轴向方向，所述二氯二氢硅进料口设置在所述催化剂床层的下方，所述反应产物出料口设置在所述催化剂床层的上方。由此，能够使得二氯二氢硅沿反应器本体轴向方向自下而上通过催化剂床层，进而能够使在歧化反应器的催化剂床层中保持较好的流通、分离，进而能够有效提高歧化反应的效率。歧化反应器中进行的歧化反应为放热反应，因而，在利用本技术的设备制备硅烷时，需要对歧化反应器中的催化剂床层进行降温。进而，根据本技术的一个实施例，所述歧化反应器进一步包括:冷却组件，所述冷却组件设置在所述反应器本体上，用于对所述催化剂床层进行冷却，其中，所述冷却组件包括氯硅烷入口和氯硅烷出口。由此，能够有效对催化剂床层进行降温，从而能够防止泄漏造成设备报废，保证生产安全。本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。【专利附图】【附图说明】本技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:图1显示了根据本技术一个实施例，用于制备硅烷的设备的结构示意图；图2显示了根据本技术一个实施例，图1中歧化反应器1000的结构示意图。【具体实施方式】下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。根据本技术的另一方面，本技术还提出了一种用于制备硅烷的设备。根据本技术的实施例，参照图1，该设备10000包括:歧化反应器1000和分离装置2000。根据本技术的实施例，歧化反应器1000设置有阴离子交换树脂，用于在存在阴离子交换树脂作为催化剂的条件下，使二氯二氢硅发生歧化反应，以便获得含有三氯氢硅和硅烷的反应产物；分离装置2000，与歧化反应器1000相连，用于从所述反应产物分离硅烷。技术人惊奇地发现，利用本实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制备硅烷的设备，其特征在于，包括： 歧化反应器，所述歧化反应器设置有阴离子交换树脂；以及 用于从所述反应产物分离硅烷的分离装置，所述分离装置与所述歧化反应器相连， 所述歧化反应器包括： 反应器本体，所述反应器本体内限定出歧化反应空间； 催化剂床层，所述催化剂床层由阴离子交换树脂构成，并且设置在所述歧化反应空间内； 向所述歧化反应空间内供给二氯二氢硅的二氯二氢硅进料口，所述二氯二氢硅进料口设置在所述反应器本体上；以及 用于将所述歧化反应空间内的反应产物排出所述歧化反应空间的反应产物出料口，所述反应产物出料口设置在所述反应器本体上， 所述催化剂床层的高径比L/D在3‐200的范围内。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：司文学，严大洲，肖荣晖，汤传斌，杨永亮，
申请(专利权)人：中国恩菲工程技术有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11