【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于硅烷生产，具体涉及一种硅烷生产系统及生产方法。
技术介绍
1、多晶硅作为集成电路、光伏发电等领域的关键材料，其成本与质量对光伏行业的发展起着重要作用。
2、目前多晶硅生产的主流技术为以三氯氢硅为原料的改良西门子法和以硅烷为原料的流化床法，相对于改良西门子法而言，硅烷流化床法生产的颗粒硅具有节能、环保、高效等优势。
3、而硅烷作为硅烷流化床法生产多晶硅的主要中间产物，其生产成本与效率将直接影响颗粒硅的生产成本。目前硅烷常用的制备方法是：将三氯氢硅通过歧化反应进行制备，而歧化法制备硅烷存在副产物不能充分利用的缺陷。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种硅烷生产系统及生产方法，通过设置第一反应精馏装置和第二反应精馏装置，第一反应精馏装置用于进行第一次歧化反应，得到粗硅烷源；第二反应精馏装置用于将分离装置分离出来的氯硅烷混合液进行第二次歧化反应，而第二反应精馏装置中未反应的氯硅烷混合液则回流至第一反应精馏装置中，继续进行歧化反应；以此提高氯硅烷的转化率。
2、本专利技术提供了如下的技术方案：
3、一种硅烷生产系统，包括用于对三氯氢硅进行第一次歧化反应的第一反应精馏装置、能够分离得到硅烷气的分离装置、用于将硅烷气冷凝和储存的储存装置，以及用于进行第二次歧化反应的第二反应精馏装置；第一反应精馏装置包括出气口和进液口；分离装置包括进气口、出气口和出液口；第二反应精馏装置包括进液口、出气口和出液口；第一反
4、进一步的是，第一反应精馏装置还包括出液口，分离装置的出液口和第二反应精馏装置的进液口之间设有第一换热器和第二换热器；第一换热器的壳程进口和分离装置的出液口连接，第一换热器的壳程出口和第二换热器的管程进口连接，第二换热器的管程出口和第二反应精馏装置的进液口连接；第一换热器的管程进口和第一反应精馏装置的出液口连接，第一换热器的管程出口连接有排放管。
5、进一步的是，第二换热器的壳程进口连接蒸汽源，第二换热器的壳程出口连接有排液管。
6、进一步的是，第一反应精馏装置包括第一反应精馏塔、第一冷凝器、回流罐、加压泵一和加压泵二；第一反应精馏塔包括出气口、回流口、进液口一、进液口二和出液口；第一反应精馏塔的出气口和第一冷凝器的进口连接，第一冷凝器的出气口和分离装置的进气口连接，第一冷凝器的出液口和回流罐的进口连接，回流罐的出口和加压泵一的进口连接，加压泵一的出口和第一反应精馏塔的回流口连接；第一反应精馏塔的进液口一和第二反应精馏装置的出液口连接；第一反应精馏塔的出液口和加压泵二的进口连接，加压泵二的出口和第一换热器的管程进口连接；第一反应精馏塔的进液口二连接有和三氯氢硅源连通的进料管。
7、进一步的是，第一反应精馏装置为两个。
8、进一步的是，分离装置包括汽提塔、第二冷凝器、第三冷凝器、回流管和加压泵三；汽提塔包括进气口、出气口、回流口和出液口；汽提塔的进气口和第一冷凝器的出气口连接，汽提塔的出气口和第二冷凝器的进口连接，第二冷凝器的出气口和第三冷凝器的进口连接，第三冷凝器的出气口和储存装置的进口连接；汽提塔的回流口和回流管的一端连接，回流管的另一端与第二冷凝器和第三冷凝器的出液口连接；汽提塔的出液口和加压泵三的进口连接，加压泵三的出口和第一换热器的壳程进口连接。
9、进一步的是，第二反应精馏装置包括第二反应精馏塔和第四冷凝器，第二反应精馏塔包括进液口、出气口、回流口和出液口；第二反应精馏塔的进液口和第二换热器的管程出口连接，第二反应精馏塔的出液口和第一反应精馏塔的进液口一连接，第二反应精馏塔的出气口和第四冷凝器的进口连接，第四冷凝器的出气口和储存装置的进口连接，第四冷凝器的出液口和第二反应精馏塔的回流口连接。
10、进一步的是，储存装置包括第五冷凝器、进气管和储罐；第五冷凝器的进口和进气管的一端连接，进气管的另一端与第三冷凝器和第四冷凝器的出气口连接；第五冷凝器的出液口和储罐的进口连接，第五冷凝器的出气口连接有排空管。
11、进一步的是，储存装置还包括出液管和出液泵，出液管的一端和储罐的出口连接，出液管的另一端和出液泵的进口连接，出液泵的出口连接有输送管。
12、第二方面，提供一种硅烷生产系统的生产方法，包括：
13、将三氯氢硅通入第一反应精馏装置中进行第一次歧化反应，得到粗硅烷源；
14、将粗硅烷源通入分离装置中进行分离，得到硅烷气a和氯硅烷混合液a；
15、将氯硅烷混合液a通入第二反应精馏装置中进行第二次歧化反应，得到硅烷气b和氯硅烷混合液b；
16、将氯硅烷混合液b通入第一反应精馏装置中继续进行歧化反应，将硅烷气a和硅烷气b输送和储存于储存装置中。
17、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
18、1、通过设置第一反应精馏装置和第二反应精馏装置，第一反应精馏装置用于进行第一次歧化反应，得到粗硅烷源；第二反应精馏装置用于将分离装置分离出来的氯硅烷混合液进行第二次歧化反应，而第二反应精馏装置中未反应的氯硅烷混合液则回流至第一反应精馏装置中，继续进行歧化反应，以此提高氯硅烷的转化率；与此同时，由于两次歧化反应分别在第一反应精馏装置和第二反应精馏装置中进行，如此减小了第二反应精馏装置的负荷。
19、2、通过设置第一换热器，第一反应精馏塔中的混合液进入第一换热器的管程流道中；汽提塔中的混合液进入第一换热器的壳程流道中；利用管程流道中的工质对壳程流道中的工质进行加热，以此提高能量的利用率。
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1.一种硅烷生产系统，其特征在于，包括用于对三氯氢硅进行第一次歧化反应的第一反应精馏装置(1)、能够分离得到硅烷气的分离装置(2)、用于将硅烷气冷凝和储存的储存装置(3)，以及用于进行第二次歧化反应的第二反应精馏装置(4)；
2.根据权利要求1所述的一种硅烷生产系统，其特征在于，所述第一反应精馏装置(1)还包括出液口，分离装置(2)的出液口和第二反应精馏装置(4)的进液口之间设有第一换热器(5)和第二换热器(6)；
3.根据权利要求2所述的一种硅烷生产系统，其特征在于，所述第二换热器(6)的壳程进口连接蒸汽源，第二换热器的壳程出口连接有排液管。
4.根据权利要求2所述的一种硅烷生产系统，其特征在于，所述第一反应精馏装置(1)包括第一反应精馏塔(11)、第一冷凝器(12)、回流罐(13)、加压泵一(14)和加压泵二(15)；第一反应精馏塔(1)包括出气口、回流口、进液口一、进液口二和出液口；
5.根据权利要求4所述的一种硅烷生产系统，其特征在于，所述第一反应精馏装置(1)为两个。
6.根据权利要求4所述的一种硅烷生产系统，
7.根据权利要求6所述的一种硅烷生产系统，其特征在于，所述第二反应精馏装置(4)包括第二反应精馏塔(41)和第四冷凝器(42)，第二反应精馏塔(41)包括进液口、出气口、回流口和出液口；
8.根据权利要求7所述的一种硅烷生产系统，其特征在于，所述储存装置(3)包括第五冷凝器(31)、进气管和储罐(32)；
9.根据权利要求8所述的一种硅烷生产系统，其特征在于，所述储存装置(3)还包括出液管和出液泵(33)，出液管的一端和储罐(32)的出口连接，出液管的另一端和出液泵(33)的进口连接，出液泵(33)的出口连接有输送管。
10.根据权利要求1～9任一项所述的硅烷生产系统的生产方法，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种硅烷生产系统，其特征在于，包括用于对三氯氢硅进行第一次歧化反应的第一反应精馏装置(1)、能够分离得到硅烷气的分离装置(2)、用于将硅烷气冷凝和储存的储存装置(3)，以及用于进行第二次歧化反应的第二反应精馏装置(4)；
2.根据权利要求1所述的一种硅烷生产系统，其特征在于，所述第一反应精馏装置(1)还包括出液口，分离装置(2)的出液口和第二反应精馏装置(4)的进液口之间设有第一换热器(5)和第二换热器(6)；
3.根据权利要求2所述的一种硅烷生产系统，其特征在于，所述第二换热器(6)的壳程进口连接蒸汽源，第二换热器的壳程出口连接有排液管。
4.根据权利要求2所述的一种硅烷生产系统，其特征在于，所述第一反应精馏装置(1)包括第一反应精馏塔(11)、第一冷凝器(12)、回流罐(13)、加压泵一(14)和加压泵二(15)；第一反应精馏塔(1)包括出气口、回流口、进液口一、进液口二和出液口；
5.根据权利要求4所述的一种硅烷生产系统，其特征在于，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：许跃，
申请(专利权)人：江苏中能硅业科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：
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