颗粒硅制程中单程制备电子级硅烷气的装置制造方法及图纸

本技术公开了一种颗粒硅制程中单程制备电子级硅烷气的装置，该装置包括依次连接的预热器、脱轻单元、硅烷反应单元、冷凝单元、分离单元以及气化提纯单元，其中，所述硅烷反应单元包括并联设置的两个以上的硅烷反应塔。本技术通过在硅烷反应单元中并联设置两个以上的硅烷反应塔，使三氯氢硅在依次经过预热、脱轻、反应精馏、冷凝换热、分离、气化提纯步骤后一次性地转化为硅烷，相比于其他工艺的将产品回流重复多次步骤以达到高的转化率的方式，可提高单程转化率，同时减少物料冷凝、再沸过程，降低能耗，降低生产过程成本。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及硅烷的生产，具体涉及一种颗粒硅制程中单程制备电子级硅烷气的装置。

技术介绍

1、颗粒硅是一种在流态化床内进行化学气相沉积制成的，平均粒径为1～2mm左右的颗粒状多晶硅。颗粒硅的研发历史比较悠久，早在上世纪五十年代就有学者提出了通过化学气相沉积的原理来制备多晶硅。随后在此基础上不断改进。关键工艺流程如下：作为晶种的高纯度硅籽晶从流化床反应器上部加入后，堆积形成晶种颗粒床层，将床层加热到反应要求的温度后，从反应器底部分别通入作为反应气的硅烷气和作为载气的氢气，通过将两者的混合气使晶种床层达到流化状态，预热的混合气通过加热床层时，硅烷分解形成单质硅沉积到硅籽晶表面。从反应温度来讲，硅烷气在流化床内热解的温度为500℃～800℃。流化床工艺的特点给生产颗粒硅带来多重优势，例如硅烷流化床内温度分布比较均一，反应器内硅沉积的表面积大，沉积速率快，可以实现连续进料、出料。

2、颗粒硅制程需要关键中间产物硅烷气，硅烷气工业生产方法一般为三大类，分别为硅镁合金法、氢化铝钠法和三氯氢硅歧化法。

3、硅镁合金法采用的是硅化镁粉与氯化铵在液氨环境本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种颗粒硅制程中单程制备电子级硅烷气的装置，其特征在于，包括依次连接的预热器(1)、脱轻单元、硅烷反应单元、冷凝单元、分离单元以及气化提纯单元，其中，所述硅烷反应单元包括并联设置的两个以上的硅烷反应塔(7)。

2.根据权利要求1所述的颗粒硅制程中单程制备电子级硅烷气的装置，其特征在于，所述脱轻单元包括脱轻塔(2)、脱轻塔顶冷凝单元、脱轻塔再沸器(5)以及氯硅烷缓存罐(33)，所述预热器(1)出口连接脱轻塔(2)的进料板，所述脱轻塔(2)的塔顶采出口连接脱轻塔顶冷凝单元的进气口，所述硅烷反应塔(7)的填料函区、所述脱轻塔再沸器(5)的壳程入口以及所述氯硅烷缓存罐(33)的入...

【技术特征摘要】

1.一种颗粒硅制程中单程制备电子级硅烷气的装置，其特征在于，包括依次连接的预热器(1)、脱轻单元、硅烷反应单元、冷凝单元、分离单元以及气化提纯单元，其中，所述硅烷反应单元包括并联设置的两个以上的硅烷反应塔(7)。

2.根据权利要求1所述的颗粒硅制程中单程制备电子级硅烷气的装置，其特征在于，所述脱轻单元包括脱轻塔(2)、脱轻塔顶冷凝单元、脱轻塔再沸器(5)以及氯硅烷缓存罐(33)，所述预热器(1)出口连接脱轻塔(2)的进料板，所述脱轻塔(2)的塔顶采出口连接脱轻塔顶冷凝单元的进气口，所述硅烷反应塔(7)的填料函区、所述脱轻塔再沸器(5)的壳程入口以及所述氯硅烷缓存罐(33)的入口各自分别与所述脱轻塔(2)的塔底物料出口连接，所述脱轻塔再沸器(5)的壳程出口与所述脱轻塔(2)的下部连接；所述脱轻塔顶冷凝单元的凝液出口通过液封管路与所述脱轻塔(2)的塔顶回流口连接。

3.根据权利要求2所述的颗粒硅制程中单程制备电子级硅烷气的装置，其特征在于，所述脱轻塔顶冷凝单元包括脱轻塔冷凝器(3)和尾气冷凝器(4)，所述脱轻塔冷凝器(3)的出气口与所述尾气冷凝器(4)的进气口相连；所述脱轻塔顶冷凝单元的进气口为所述脱轻塔冷凝器(3)的进气口，所述脱轻塔顶冷凝单元的凝液出口包括所述脱轻塔冷凝器(3)的凝液出口和所述尾气冷凝器(4)的凝液出口。

4.根据权利要求3所述的颗粒硅制程中单程制备电子级硅烷气的装置，其特征在于，所述冷凝单元包括塔顶冷凝器(15)、硼磷吸附罐(16)、物料深冷器(17)、回流泵(18)、硅烷反应塔回流罐(36)、三级深冷器(19)、四级深冷器(20)、五级深冷器(21)、六级深冷器(22)、硅烷分相罐(23)以及硅烷增压泵(24)，所述硅烷反应塔(7)的塔顶采出口连接所述塔顶冷凝器(15)的进气口，所述塔顶冷凝器(15)的凝液出口连接所述硅烷反应塔回流罐(36)入口，所述硅烷反应塔回流罐(36)出口连接所述回流泵(18)入口，所述两个以上的硅烷反应塔(7)中的至少一个硅烷反应塔的塔顶回流口连接所述回流泵(18)出口；所述塔顶冷凝器(15)的出气口通过硼磷吸附罐(16)连接所述物料深冷器(17)的壳程进气口，所述物料深冷器(17)的出气口连接所述三级深冷器(19)的进气口，所述三级深冷器(19)的出气口连接所述四级深冷器(20)的进气口，所述四级深冷器(20)的出气口连接所述五级深冷器(21)的进气口，所述五级深冷器(21)的凝液出口连接所述六级深冷器(22)的管程入口，所述六级深冷器(22)的管程出口连接所述硅烷分相罐(23)的入口；所述硅烷分相罐(23)的凝液出口连接所述硅烷增压泵(24)的入口，所述硅烷增压泵(24)的出口连接所述五级深冷器(21)的壳程入口。

5.根据权利要求4所述的颗粒硅制程中单程制备电子级硅烷气的装置，其特征在于，所述物料深冷器(17)的凝液出口、所述三级深冷器(19)的凝液出口和所述四级深冷器(20)的凝液出口并联后连接至各所述硅烷反应塔(...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨飞，陶睿，李咸江，郝春燕，杨敦，范建荣，白勇伟，刘鹏飞，范元庆，石强，
申请(专利权)人：内蒙古鑫元硅材料科技有限公司，
类型：新型
国别省市：