一种多晶硅还原尾气回收与精馏联产系统技术方案

本发明专利技术提供一种多晶硅还原尾气回收与精馏联产系统，通过将解析塔分别与反歧化精馏塔和第一精馏塔直接相连，将解析出的含有大量二氯二氢硅的液相氯硅烷经由解析塔的塔顶输送至反歧化精馏塔，并将解析出的含有少量二氯二氢硅以及大量三氯氢硅和四氯化硅的液相氯硅烷经由解析塔的塔釜输送至第一精馏塔，一方面，精简掉缓冲罐和真空泵等设备，将还原尾气回收工艺与精馏工艺有效结合，简化工艺处理流程，降低生产成本；另一方面，省去在还原尾气回收工艺结束后冷却并存储液相氯硅烷的操作，以及在精馏工艺之前加热该液相氯硅烷的操作，简化操作，节约能耗。

【技术实现步骤摘要】
一种多晶硅还原尾气回收与精馏联产系统
本专利技术涉及多晶硅生产
，具体涉及一种多晶硅还原尾气回收与精馏联产系统。
技术介绍
目前，国内多晶硅生产大多利用改良西门子法生产多晶硅，从还原炉出来的气相还原尾气依次进入尾气回收系统和精馏系统，对气相还原尾气的氯硅烷、氢气、氯化氢进行分离回收。现有的还原尾气回收系统与精馏系统是相互独立的，还原尾气回收系统通过冷凝的方式，将气相还原尾气中的二氯二氢硅、三氯氢硅和四氯化硅被冷凝分离出来，并暂时存储于缓冲罐中，后续再送到精馏系统中进行下游精馏工序处理。具体的，还原尾气回收系统分离出的大量的二氯二氢硅被冷却至40-50℃，并存储于第一缓冲罐中，后续再进入精馏系统进行精馏工序。还原尾气回收系统分离出的大量的四氯化硅和三氯氢硅被冷却至40-50℃，并存储于第二缓冲罐中。精馏系统在利用第二缓冲罐中的存储的四氯化硅和三氯氢硅进行精馏反应之前，需要利用换热器进行加热。在还原尾气回收系统中，利用分离解析得到的四氯化硅、三氯氢硅和二氯二氢硅的混合液作为吸收液，吸收气相还原尾气中的氯化氢、三氯氢硅、四氯化硅和二氯二氢硅，得到氢和氯化氢不凝气体，并进行回收利用。在精馏系统中，第一蒸馏阶段分离提纯得到的三氯氢硅和二氯二氢硅的混合液直接作为第二蒸馏阶段的进料。现有的还原尾气回收系统与精馏系统存在以下技术缺陷：1、还原尾气回收系统与精馏系统为两个相互独立的系统，具有明显的工艺界限，导致还原尾气回收与后续的精馏工艺流程衔接不畅，处理繁琐，系统设备较多，增加生产成本；2、还原尾气回收系统分离出的四氯化硅和三氯氢硅需要先冷却并存储，然后在精馏系统中，再进行加热才进行精馏反应。这样，不但额外增加缓冲罐等存储装置和冷却装置，操作复杂，而且，还原尾气回收系统与精馏系统分别多次冷却、加热，能量被白白损耗掉，能耗高；3、利用四氯化硅、三氯氢硅和二氯二氢硅的混合液作为吸收液，对气相还原尾气吸收效果不佳；4、第一蒸馏阶段分离提纯得到的三氯氢硅和二氯二氢硅的混合液温度较低，因此，在第二蒸馏阶段中，需要消耗大量的蒸汽，耗能增加。因此，亟需一种多晶硅还原尾气回收与精馏联产方案，以解决上述技术问题。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中存在的上述不足，提供一种多晶硅还原尾气回收与精馏联产系统，用以解决尾气回收与精馏工艺中设备多、工艺繁琐，能耗高，气相还原尾气吸收效果不佳的问题。本专利技术为解决上述技术问题，采用如下技术方案：本专利技术提供一种多晶硅生产系统，包括：吸收塔、解析塔、第一精馏塔和反歧化精馏塔；吸收塔与解析塔、用于输送吸收液的吸收液输送管线和用于输送气相氯硅烷的气相还原尾气输送管线相连，用于利用吸收液吸收气相氯硅烷中的氯化氢、二氯二氢硅、三氯氢硅和四氯化硅，将气相还原尾气中的氢气从吸收塔的塔顶排出，并将被吸收液吸收形成的氯化氢、二氯二氢硅、三氯氢硅和四氯化硅的混合液输送至解析塔2。解析塔2分别与反歧化精馏塔4、第一精馏塔3和用于输送液相氯硅烷的液相还原氯硅烷输送管线13相连，用于解析液相还原氯硅烷和被吸收液吸收形成的氯化氢、二氯二氢硅、三氯氢硅和四氯化硅的混合液，将解析出的含有大量氯化氢的不凝气体排出，将解析出的含有大量二氯二氢硅的液相氯硅烷经由解析塔的塔顶输送至反歧化精馏塔4，并将解析出的含有少量二氯二氢硅以及大量三氯氢硅和四氯化硅的液相氯硅烷经由解析塔的塔釜输送至第一精馏塔；第一精馏塔与反歧化精馏塔相连，用于从含有少量二氯二氢硅以及大量三氯氢硅和四氯化硅的液相氯硅烷中提纯出精制四氯化硅，将该精制四氯化硅经由第一精馏塔的塔釜输送至反歧化精馏塔，并将含有三氯氢硅和少量二氯二氢硅的氯硅烷经由第一精馏塔的塔顶排出；反歧化精馏塔用于将解析塔输送的含有大量二氯二氢硅的液相氯硅烷与第一精馏塔输送的精制四氯化硅反应生成三氯氢硅。优选的，所述吸收液输送管线与第一精馏塔相连，用于将第一精馏塔提纯出的精制四氯化硅作为吸收液输送至吸收塔。优选的，所述吸收液的温度为-25～-45℃，流量为100～200m3/h。优选的，吸收液输送管线上设置有第一换热器和第二换热器，第一换热器分别与吸收塔、液相还原氯硅烷输送管线和第二换热器相连，第二换热器分别与第一精馏塔和解析塔相连；吸收塔输送的被吸收液吸收的氯化氢、二氯二氢硅、三氯氢硅和四氯化硅的混合液与液相还原氯硅烷输送管线输送的液相氯硅烷混合后得到混合后的液相氯硅烷，混合后的液相氯硅烷依次经过第一换热器和第二换热器加热，并经由第二换热器输送至解析塔；第一精馏塔提纯出的精制四氯化硅依次经由第二换热器和第一换热器冷却，并经由第一换热器输送至吸收塔；在第一换热器和第二换热器中，精制四氯化硅与混合后的液相氯硅烷换热。进一步的，所述多晶硅还原尾气回收与精馏联产系统还包括第二精馏塔，第二精馏塔与反歧化精馏塔和第一精馏塔的塔顶相连，用于接收第一精馏塔排出的含有三氯氢硅和少量二氯二氢硅的氯硅烷，分离出含杂质的二氯二氢硅，得到精制三氯氢硅，将含杂质的二氯二氢硅经由第二精馏塔的塔顶输送至反歧化精馏塔，并将精制三氯氢硅经由第二精馏塔的塔釜排出。优选的，第二精馏塔的压力为0.2～0.6MPaG，温度为60～90℃，回流比为100:1～150:1。进一步的，所述多晶硅还原尾气回收与精馏联产系统还包括第三换热器，第三换热器分别与第二换热器、第一换热器、第二精馏塔、反歧化精馏塔和第一精馏塔的塔顶相连；第三换热器用于，接收从第一精馏塔的塔顶输送的含有三氯氢硅和少量二氯二氢硅的氯硅烷，利用第二换热器输送的精制四氯化硅加热所述含有三氯氢硅和少量二氯二氢硅的氯硅烷，并将加热后的含有三氯氢硅和少量二氯二氢硅的氯硅烷输送至第二精馏塔；以及，利用从第一精馏塔的塔顶输送的含有三氯氢硅和少量二氯二氢硅的氯硅烷冷却第二换热器输送的精制四氯化硅，并将冷却后的精制四氯化硅输送至反歧化精馏塔；第一精馏塔提纯出的精制四氯化硅依次经由第二换热器、第三换热器和第一换热器冷却，并经由第一换热器输送至吸收塔，以及，依次经由第二换热器和第三换热器冷却，并经由第三换热器输送至反歧化精馏塔。进一步的，第三换热器还与四氯化硅输出管线相连，用于将换热后的精制四氯化硅从所述多晶硅还原尾气回收与精馏联产系统中输出。优选的，三氯氢硅输出管线分别与反歧化精馏塔和第二精馏塔的塔釜相连，用于将反歧化精馏塔反应生成的三氯氢硅和第二精馏塔得到的精制三氯氢硅汇总并排出所述多晶硅还原尾气回收与精馏联产系统；反歧化精馏塔还用于将未反应的轻杂氯硅烷经由反歧化精馏塔的塔顶排出，将未反应的重杂氯硅烷经由反歧化精馏塔的塔釜排出。优选的，吸收塔的压力为1～2MPaG，温度为-25～-45℃；解析塔的压力为0.5～1MPaG，温度为60～130℃，回流比为3:1～10:1；第一精馏塔的压力0.2～0.6MPaG，温度为60～100℃，回流比为3:1～10:1；反歧化精馏塔的压力为0.04～0.08MPaG，温度为60～80℃，回流比为3:1～10:1。本专利技术的多晶硅还原尾气回收与精馏联产系统具有以下技术效果：1、通过将解析塔分别与反歧化精馏塔和第一精馏塔直接相连，将解析出的含有大量二氯二氢硅的液相氯硅烷经由解析塔的塔顶输送至反歧化精馏塔，并将解析出的含有少量二氯二氢硅以及大量三氯氢硅和四氯化硅的液相本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多晶硅还原尾气回收与精馏联产系统，其特征在于，包括：吸收塔、解析塔、第一精馏塔和反歧化精馏塔；吸收塔与解析塔、用于输送吸收液的吸收液输送管线和用于输送气相氯硅烷的气相还原尾气输送管线相连，用于利用吸收液吸收气相氯硅烷中的氯化氢、二氯二氢硅、三氯氢硅和四氯化硅，将气相还原尾气中的氢气从吸收塔的塔顶排出，并将被吸收液吸收形成的氯化氢、二氯二氢硅、三氯氢硅和四氯化硅的混合液输送至解析塔2。解析塔2分别与反歧化精馏塔4、第一精馏塔3和用于输送液相氯硅烷的液相还原氯硅烷输送管线13相连，用于解析液相还原氯硅烷和被吸收液吸收形成的氯化氢、二氯二氢硅、三氯氢硅和四氯化硅的混合液，将解析出的含有大量氯化氢的不凝气体排出，将解析出的含有大量二氯二氢硅的液相氯硅烷经由解析塔的塔顶输送至反歧化精馏塔4，并将解析出的含有少量二氯二氢硅以及大量三氯氢硅和四氯化硅的液相氯硅烷经由解析塔的塔釜输送至第一精馏塔；第一精馏塔与反歧化精馏塔相连，用于从含有少量二氯二氢硅以及大量三氯氢硅和四氯化硅的液相氯硅烷中提纯出精制四氯化硅，将该精制四氯化硅经由第一精馏塔的塔釜输送至反歧化精馏塔，并将含有三氯氢硅和少量二氯二氢硅的氯硅烷经由第一精馏塔的塔顶排出；反歧化精馏塔用于将解析塔输送的含有大量二氯二氢硅的液相氯硅烷与第一精馏塔输送的精制四氯化硅反应生成三氯氢硅。...

【技术特征摘要】
1.一种多晶硅还原尾气回收与精馏联产系统，其特征在于，包括：吸收塔、解析塔、第一精馏塔和反歧化精馏塔；吸收塔与解析塔、用于输送吸收液的吸收液输送管线和用于输送气相氯硅烷的气相还原尾气输送管线相连，用于利用吸收液吸收气相氯硅烷中的氯化氢、二氯二氢硅、三氯氢硅和四氯化硅，将气相还原尾气中的氢气从吸收塔的塔顶排出，并将被吸收液吸收形成的氯化氢、二氯二氢硅、三氯氢硅和四氯化硅的混合液输送至解析塔(2)；解析塔(2)分别与反歧化精馏塔(4)、第一精馏塔(3)和用于输送液相氯硅烷的液相还原氯硅烷输送管线13相连，用于解析液相还原氯硅烷和被吸收液吸收形成的氯化氢、二氯二氢硅、三氯氢硅和四氯化硅的混合液，将解析出的含有大量氯化氢的不凝气体排出，将解析出的含有大量二氯二氢硅的液相氯硅烷经由解析塔的塔顶输送至反歧化精馏塔(4)，并将解析出的含有少量二氯二氢硅以及大量三氯氢硅和四氯化硅的液相氯硅烷经由解析塔的塔釜输送至第一精馏塔；第一精馏塔与反歧化精馏塔相连，用于从含有少量二氯二氢硅以及大量三氯氢硅和四氯化硅的液相氯硅烷中提纯出精制四氯化硅，将该精制四氯化硅经由第一精馏塔的塔釜输送至反歧化精馏塔，并将含有三氯氢硅和少量二氯二氢硅的氯硅烷经由第一精馏塔的塔顶排出；反歧化精馏塔用于将解析塔输送的含有大量二氯二氢硅的液相氯硅烷与第一精馏塔输送的精制四氯化硅反应生成三氯氢硅。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述吸收液输送管线与第一精馏塔相连，用于将第一精馏塔提纯出的精制四氯化硅作为吸收液输送至吸收塔。3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述吸收液的温度为-25～-45℃，流量为100～200m3/h。4.如权利要求2所述的系统，其特征在于，吸收液输送管线上设置有第一换热器和第二换热器，第一换热器分别与吸收塔、液相还原氯硅烷输送管线和第二换热器相连，第二换热器分别与第一精馏塔和解析塔相连；吸收塔输送的被吸收液吸收的氯化氢、二氯二氢硅、三氯氢硅和四氯化硅的混合液与液相还原氯硅烷输送管线输送的液相氯硅烷混合后得到混合后的液相氯硅烷，混合后的液相氯硅烷依次经过第一换热器和第二换热器加热，并经由第二换热器输送至解析塔；第一精馏塔提纯出的精制四氯化硅依次经由第二换热器和第一换热器冷却，并经由第一换热器输送至吸收塔；在第一换热器和第二换热器中，精制四氯化硅与混合后的液相氯硅烷换热。5.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：张旭，
申请(专利权)人：新特能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：新疆;65