利用制备三氯氢硅的装置制备三氯氢硅的方法制造方法及图纸

本发明专利技术提出了一种利用制备三氯氢硅的装置制备三氯氢硅的方法，包括：将四氯化硅和二氯二氢硅分别从四氯化硅入口和二氯二氢硅入口供给至精馏塔本体内；使精馏塔本体内的四氯化硅经过再沸器加热后转化成四氯化硅蒸汽进入反应区；使四氯化硅蒸汽与二氯二氢硅在反应区内发生反歧化反应，以便得到含有三氯氢硅、二氯二氢硅和四氯化硅的混合物；将含有三氯氢硅、二氯二氢硅和四氯化硅的混合物在精馏区内进行精馏处理，以便分离得到气态三氯氢硅；以及将气态三氯氢硅在冷凝器中进行冷凝处理，以便得到液态三氯氢硅，并将液态三氯氢硅的一部分返回至精馏区。该方法可以解决二氯二氢硅无法大规模处理的难题和二氯二氢硅转化率低的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于多晶硅生产
，具体而言，本专利技术涉及一种利用制备三氯氢硅的装置制备三氯氢硅的方法。
技术介绍
在改良西门子法生产多晶硅的工艺中，会有少量的副产物二氯二氢硅在精馏工段被分离出来。虽然二氯二氢硅也能作为原料在还原炉中进行反应生成多晶硅，但是需要单独一套还原体系，且二氯二氢硅的量不大，而且会有较多的无定形硅生成，效果不是很理想，很多企业都是直接将二氯二氢硅出售。随着多晶硅生产规模的扩大，二氯二氢硅的量也多了起来，二氯二氢硅是一种易燃、易爆的危险化学品，贮存和运输都给企业带来了很大的负担，需要一种更好的处理二氯二氢硅的方法来处理二氯二氢硅。因此，现有的处理二氯二氢硅的方法有待进一步研究。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种利用制备三氯氢硅的装置制备三氯氢硅的方法，该方法可以解决二氯二氢硅无法大规模处理的难题和二氯二氢硅转化率低的问题。在本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种利用制备三氯氢硅的装置制备三氯氢硅的方法，所述制备三氯氢硅的装置包括：精馏塔本体，所述精馏塔本体内自上而下依次限定出精馏区、反应区和蒸馏区；四氯化硅入口，所述四氯化硅入口设置在所述精馏区和所述反应区之间；二氯二氢硅入口，所述二氯二氢硅入口设置在所述反应区和所述蒸馏区之间；重组分出口，所述重组分出口设置在所述蒸馏区的底部；轻组分出口，所述轻组分出口设置在所述精馏区的顶部；再沸器，所述再沸器具有液体入口和气体出口，并且所述液体入口与所述重组分出口相连，所述气体出口与所述蒸馏区相连；以及冷凝器，所述冷凝器具有气态轻组分入口、回流液出口和三氯氢硅出口，所述气态轻组分入口与所述轻组分出口相连，所述回流液出口与所述精馏区相连，其中，所述精馏区和所述蒸馏区内件分别独立地为筛板，所述精馏区的理论塔板数为15～18，所述蒸馏区的理论塔板数为5～8，所述反应区包括催化剂层，所述催化剂层高于2米，所述制备三氯氢硅的方法包括：将四氯化硅和二氯二氢硅分别从所述四氯化硅入口和所述二氯二氢硅入口供给至所述精馏塔本体内；使所述精馏塔本体内的所述四氯化硅经过所述再沸器加热后转化成四氯化硅蒸汽进入所述反应区；使所述四氯化硅蒸汽与所述二氯二氢硅在所述反应区内发生反歧化反应，以便得到含有三氯氢硅、二氯二氢硅和四氯化硅的混合物；将所述含有三氯氢硅、二氯二氢硅和四氯化硅的混合物在所述精馏区内进行精馏处理，以便分离得到气态三氯氢硅；以及将所述气态三氯氢硅在所述冷凝器中进行冷凝处理，以便得到液态三氯氢硅，并将所述液态三氯氢硅的一部分返回至所述精馏区。根据本专利技术实施例的利用制备三氯氢硅的装置制备三氯氢硅的方法通过将蒸馏、反应和精馏整合到单塔中进行，解决了二氯二氢硅无法大规模处理的难题和二氯二氢硅转化率低的问题，并且将大量二氯二氢硅转化为高附加值的三氯氢硅(纯度大于99％)，同时通过整合，明显节省了设备投资和设备占地，从而节省了处理成本，另外，该过程中运行压力和运行温度都较低，所用冷却介质为循环水，热源为水蒸气，使得装置在运行过程中安全可靠，并且该过程中没有尾气排放，从而达到环保的目的。另外，根据本专利技术上述实施例的利用制备三氯氢硅的装置制备三氯氢硅的方法还可以具有如下附加的技术特征：在本专利技术的一些实施例中，所述二氯二氢硅的进料速率为13kmol/h。由此，可以显著提高二氯二氢硅转化率。在本专利技术的一些实施例中，所述二氯二氢硅和所述四氯化硅的进料摩尔比为0.9～1:1。由此，可以进一步提高二氯二氢硅转化率。在本专利技术的一些实施例中，所述精馏区的温度为90～97摄氏度，压力为0.1～0.6MPa，回流比为13.5～18.5。由此，可以进一步提高蒸馏处理效率。在本专利技术的一些实施例中，所述反应区含有离子交换树脂。由此，可以进一步提高二氯二氢硅转化率。附图说明图1是根据本专利技术一个实施例的利用制备三氯氢硅的装置制备三氯氢硅的方法中制备三氯氢硅的装置结构示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，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，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，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”、“轴向”、“径向”、“周向”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专利技术和简化描述，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专利技术的限制。在本专利技术中，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，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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专利技术中的具体含义。在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。在本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种利用制备三氯氢硅的装置制备三氯氢硅的方法。首先参考图1对本专利技术实施例的利用制备三氯氢硅的装置制备三氯氢硅的方法中采用的制备三氯氢硅的装置进行详细描述。根据本专利技术的实施例的，该装置包括：精馏塔本体100：根据本专利技术的实施例，精馏塔本体内自上而下以此限定出精馏区11、反应区12和蒸馏区13。根据本专利技术的实施例，反应区12与蒸馏区13之间设置有四氯化硅入口14，用于将四氯化硅供给至精馏塔本体100中。根据本专利技术的实施例，精馏区11与反应区12之间设置有二氯二氢硅入口15，用于将二氯二氢硅供给至精馏塔本体100中。根本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用制备三氯氢硅的装置制备三氯氢硅的方法，其特征在于，所述制备三氯氢硅的装置包括：精馏塔本体，所述精馏塔本体内自上而下依次限定出精馏区、反应区和蒸馏区；四氯化硅入口，所述四氯化硅入口设置在所述精馏区和所述反应区之间；二氯二氢硅入口，所述二氯二氢硅入口设置在所述反应区和所述蒸馏区之间；重组分出口，所述重组分出口设置在所述蒸馏区的底部；轻组分出口，所述轻组分出口设置在所述精馏区的顶部；再沸器，所述再沸器具有液体入口和气体出口，并且所述液体入口与所述重组分出口相连，所述气体出口与所述蒸馏区相连；以及冷凝器，所述冷凝器具有气态轻组分入口、回流液出口和三氯氢硅出口，所述气态轻组分入口与所述轻组分出口相连，所述回流液出口与所述精馏区相连，其中，所述精馏区和所述蒸馏区内件分别独立地为筛板，所述精馏区的理论塔板数为15～18，所述蒸馏区的理论塔板数为5～8，所述反应区包括催化剂层，所述催化剂层高于2米，所述制备三氯氢硅的方法包括：将四氯化硅和二氯二氢硅分别从所述四氯化硅入口和所述二氯二氢硅入口供给至所述精馏塔本体内；使所述精馏塔本体内的所述四氯化硅经过所述再沸器加热后转化成四氯化硅蒸汽进入所述反应区；使所述四氯化硅蒸汽与所述二氯二氢硅在所述反应区内发生反歧化反应，以便得到含有三氯氢硅、二氯二氢硅和四氯化硅的混合物；将所述含有三氯氢硅、二氯二氢硅和四氯化硅的混合物在所述精馏区内进行精馏处理，以便分离得到气态三氯氢硅；以及将所述气态三氯氢硅在所述冷凝器中进行冷凝处理，以便得到液态三氯氢硅，并将所述液态三氯氢硅的一部分返回至所述精馏区。...

【技术特征摘要】
1.一种利用制备三氯氢硅的装置制备三氯氢硅的方法，其特征在于，所述制备三氯氢
硅的装置包括：
精馏塔本体，所述精馏塔本体内自上而下依次限定出精馏区、反应区和蒸馏区；
四氯化硅入口，所述四氯化硅入口设置在所述精馏区和所述反应区之间；
二氯二氢硅入口，所述二氯二氢硅入口设置在所述反应区和所述蒸馏区之间；
重组分出口，所述重组分出口设置在所述蒸馏区的底部；
轻组分出口，所述轻组分出口设置在所述精馏区的顶部；
再沸器，所述再沸器具有液体入口和气体出口，并且所述液体入口与所述重组分出口
相连，所述气体出口与所述蒸馏区相连；以及
冷凝器，所述冷凝器具有气态轻组分入口、回流液出口和三氯氢硅出口，所述气态轻
组分入口与所述轻组分出口相连，所述回流液出口与所述精馏区相连，
其中，
所述精馏区和所述蒸馏区内件分别独立地为筛板，
所述精馏区的理论塔板数为15～18，所述蒸馏区的理论塔板数为5～8，
所述反应区包括催化剂层，所述催化剂层高于2米，
所述制备三氯氢硅的方法包括：
将四氯化硅和二氯二氢硅分别从所述四氯化硅...

【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：发明
国别省市：北京;11