本实用新型专利技术属于多晶硅工业生产技术领域，提供了一种多晶硅生产过程中的三氯氢硅提纯装置，包括依次串联的脱轻塔、络合吸附装置、粗馏单元、CPS吸附装置和精馏单元；脱轻塔用于将液相粗氯硅烷通入脱轻塔得到液相粗三氯氢硅；络合吸附装置用于对脱轻塔排出的液相粗三氯氢硅进行络合吸附处理；粗馏单元用于将络合吸附装置排出的三氯氢硅液进行粗馏处理；CPS吸附装置用于将粗馏单元排出的三氯氢硅液进行CPS吸附处理；精馏单元用于将CPS吸附装置排出的三氯氢硅液进行精馏提纯。本实用新型专利技术通过对络合吸附、CPS吸附和精馏工艺的优化结合，高效降低三氯氢硅中的B、P等杂质含量，同时降低精馏系统运行成本。馏系统运行成本。馏系统运行成本。
【技术实现步骤摘要】
一种多晶硅生产过程中的三氯氢硅提纯装置
[0001]本技术属于多晶硅工业生产
，具体涉及一种多晶硅生产过程中的三氯氢硅提纯装置。
技术介绍
[0002]多晶硅生产过程中，由于工业硅粉、氯化氢、氢气、外购三氯氢硅等自带金属杂质及非金属杂质，以及物料流经设备管道时的杂质带入，初始原料氯硅烷中杂质种类和含量较多，以B、P、C、O和金属(Fe、Cr、Ni、Cu、Zn、Na、Al等)等元素为主。
[0003]三氯氢硅作为生产多晶硅的原料，在进入还原炉与氢气反应制得多晶硅之前要经过多级严格的除杂过程。大部分杂质含量通过单一的精馏提纯后已满足生产要求，但三氯氢硅中部分硼、磷杂质化合物沸点与三氯氢硅沸点接近，直接通过精馏方法很难除去，因此其含量相对最终要求还是较高的，需要进一步去除。
[0004]目前，国内外基本上都是通过多级精馏达到提纯目的，但精馏提纯能耗高，投资大，对企业的运行生产造成较大压力。另外，近几年国内也有企业通过吸附装置除杂，利用化学吸附原理除去硼、磷杂质，但由于吸附过程中会发生一系列的化学反应，几乎是不可逆的，需对吸附剂进行频繁更换，且在使用后期吸附效率大幅降低，吸附后的氯硅烷中B、P含量无法满足要求。
[0005]络合吸附不仅具有较强的吸附能力，同时选择性吸附过程也是可逆的，吸附质在一定条件下可以实现脱附分离。络合吸附利用络合键的选择性吸附，克服了范德华力键能较弱、和其余化学反应吸附不可逆等劣势，是一种非常具有应用研究前景的吸附分离技术。
[0006]络合吸附与其他吸附方式联合，并与精馏工艺的优化结合，可更高效、经济地提纯多晶硅生产中的三氯氢硅。
技术实现思路
[0007]本技术旨在针对现有技术的上述缺陷，提供一种多晶硅生产过程中的三氯氢硅提纯装置，通过对络合吸附、CPS吸附(Chlorosilane Purification System，氯硅烷提纯系统)和精馏工艺的优化结合，进一步降低三氯氢硅中的B、P等杂质含量，同时降低精馏系统运行成本。
[0008]为实现以上技术目的，本技术采用以下技术方案：
[0009]一种多晶硅生产过程中的三氯氢硅提纯装置，包括依次串联的脱轻塔、络合吸附装置、粗馏单元、CPS吸附装置和精馏单元；
[0010]所述脱轻塔用于将来自冷氢化工段的液相粗氯硅烷通入脱轻塔得到液相粗三氯氢硅；
[0011]所述络合吸附装置用于对脱轻塔排出的液相粗三氯氢硅进行络合吸附处理；
[0012]所述粗馏单元用于将络合吸附装置排出的三氯氢硅液进行粗馏处理；
[0013]所述CPS吸附装置用于将粗馏单元排出的三氯氢硅液进行CPS吸附处理；
[0014]所述精馏单元用于将CPS吸附装置排出的三氯氢硅液进行精馏提纯。
[0015]进一步地，所述络合吸附装置包括两个并联的络合吸附塔，分别为：络合吸附塔A和络合吸附塔B，所述络合吸附塔内均设置有立式床层结构的络合吸附柱，所述络合吸附柱上负载有络合吸附剂，所述络合吸附剂为硅胶类负载药剂。
[0016]更进一步地，所述络合吸附塔的容积为7.5m3，所述络合吸附塔外围设置有再生加热夹套。
[0017]进一步地，所述粗馏单元包括至少三级粗馏装置，所述三级粗馏装置包括依次串联的第一粗馏塔、第二粗馏塔和第三粗馏塔。
[0018]更进一步地，所述粗馏装置均为填料塔。
[0019]更进一步地，所述精馏单元至少包含三级精馏装置，所述三级精馏装置包括依次串联的第一精馏塔、第二精馏塔和第三精馏塔。
[0020]更进一步地，所述精馏装置均为填料塔。
[0021]进一步地，所述脱轻塔为筛板塔。
[0022]进一步地，所述CPS吸附装置内部装填有化学吸附剂。
[0023]与现有技术相比，本技术所产生的有益效果是：
[0024](1)本技术提供的一种多晶硅生产过程中的三氯氢硅提纯装置，先利用脱轻塔去除二氯二氢硅等轻组分，再利用络合吸附装置将液相粗三氯氢硅中的部分金属杂质及B、P等非金属杂质形成络合物而吸附，然后经粗馏单元进行粗馏处理、CPS吸附装置吸附处理后，最后经精馏单元精馏提纯；相比于现有技术，本技术采用多种吸附方式与精馏工艺优化结合的方式，能高效去除多晶硅生产中三氯氢硅中的部分金属杂质及B、P等非金属杂质，金属杂质、B、P的含量保持在ppb级，提纯精度和效率高；
[0025](2)本技术提供的一种多晶硅生产过程中的三氯氢硅提纯装置，采用多种吸附与精馏联合的方式，在精馏前增加加吸附装置后，三氯氢硅中需要精馏去除的杂质相对变少，精馏装置回流比减小，可以显著降低精馏系统能耗，且安装简单，投资较小，可达到降本、提质的目的。
附图说明
[0026]图1为本技术实施例的三氯氢硅提纯装置结构示意图；
[0027]图中标记说明：1
‑
脱轻塔；2
‑
络合吸附装置，21
‑
络合吸附塔A，22
‑
络合吸附塔B；3
‑
粗馏单元；4
‑
CPS吸附单元；5
‑
精馏单元。
具体实施方式
[0028]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0029]结合图1所示，本技术实施例提供了一种多晶硅生产过程中的三氯氢硅提纯装置，包括依次串联的脱轻塔1、络合吸附装置2、粗馏单元3、CPS吸附装置4和精馏单元5。
[0030]所述脱轻塔1为筛板塔，用于将来自冷氢化工段的液相粗氯硅烷通入脱轻塔1脱去
轻组分得到液相粗三氯氢硅；所述液相粗氯硅烷为含有Fe、Cr、Ni、Cu、Zn、Na、Al、K等金属杂质及B、P等非金属杂质的二氯二氢硅、三氯氢硅、氯化氢液相混合物；所述脱轻塔1的目的是脱除液相粗氯硅烷中的轻组分，主要是二氯二氢硅；该脱轻过程中，工作温度设定为60～95℃，压力设定为0.4～0.5Mpag。
[0031]所述络合吸附装置2用于将脱轻塔1排出的液相粗三氯氢硅中的部分金属杂质及B、P等非金属杂质形成络合物而吸附。所述络合吸附装置2包括两个并联的络合吸附塔，分别为：络合吸附塔A21和络合吸附塔B22。所述络合吸附塔的容积为7.5m3，所述络合吸附塔内均设置有立式床层结构的络合吸附柱，所述络合吸附塔外围设置有再生加热夹套，用于给络合吸附塔加热；所述络合吸附柱工作温度在30～90℃之间。所述络合吸附柱上负载有络合吸附剂，所述络合吸附剂类型为硅胶类负载药剂，主要成分为硅铝类凝胶无机矿物；所述络合吸附剂与液相粗三氯氢硅中的部分金属杂质及B、P等非金属杂质发生络合反应生成高沸物，部分所述高沸物存在于所述吸附后本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种多晶硅生产过程中的三氯氢硅提纯装置，其特征在于，包括依次串联的脱轻塔(1)、络合吸附装置(2)、粗馏单元(3)、CPS吸附装置(4)和精馏单元(5)；所述脱轻塔(1)用于将来自冷氢化工段的液相粗氯硅烷通入脱轻塔(1)脱去轻组分，得到液相粗三氯氢硅；所述络合吸附装置(2)用于对脱轻塔(1)排出的液相粗三氯氢硅进行络合吸附处理；所述粗馏单元(3)用于将络合吸附装置(2)排出的三氯氢硅液进行粗馏处理；所述CPS吸附装置(4)用于将粗馏单元(3)排出的三氯氢硅液进行CPS吸附处理；所述精馏单元(5)用于将CPS吸附装置(4)排出的三氯氢硅液进行精馏提纯。2.根据权利要求1所述的一种多晶硅生产过程中的三氯氢硅提纯装置，其特征在于，所述络合吸附装置(2)包括两个并联的络合吸附塔，分别为：络合吸附塔A(21)和络合吸附塔B(22)，所述络合吸附塔内均设置有立式床层结构的络合吸附柱，所述络合吸附柱上负载有络合吸附剂，所述络合吸附剂为硅胶类负载药剂。3.根据权利要求2所述的一种多晶硅生产过程...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭婷，赵长森，牛强，徐凯，韩婷婷，
申请(专利权)人：内蒙古鄂尔多斯多晶硅业有限公司，
类型：新型
国别省市：
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