一种电子级多晶硅精馏系统四塔差压耦合蒸馏节能系统，其特征是包括第一精馏塔(C-1001)、第二精馏塔(C-1002)、第三精馏塔(C-1003)、第四精馏塔(C-1004)，其中第一精馏塔与第二精馏塔，第三精馏塔与第四精馏塔构成差压耦合系统，在每个差压耦合系统中，均由高低压塔组成，在第一精馏塔与第二精馏塔及第三精馏塔与第四精馏塔之间，设有冷凝再沸器，四个塔的精馏顺序依次为脱轻、脱重、再脱轻、再脱重。与常规精馏相比，采用本发明专利技术提出的精馏系统及操作方法，蒸汽能耗可节约33％，循环水可节约29％。与简单耦合精馏工艺相比，采用本发明专利技术提出的精馏系统及操作方法，设备投资可节约45％。对降低多晶硅生产成本，增强产品竞争力有极大裨益。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种电子级多晶硅精馏系统四塔差压耦合蒸馏节能系统，本专利技术适应于改良西门子法中采用冷氢化技术生产多晶硅的精馏
，特别是涉及电子级多晶硅精馏系统四塔差压耦合蒸馏节能系统及操作方法。
技术介绍
多晶硅，是单质硅的一种形态。依照多晶硅品质不同，可分为太阳能及电子级多晶硅。其中，电子级多晶硅是电子信息行业的基础材料，有着广泛的应用。多晶硅是生产单晶硅的原料。改良西门子法是目前主要的生产太阳能及电子级多晶硅的工业路线。目前，世界上90%以上的多晶硅由改良西门子方法生产。改良西门子方法是将工业级硅粉与氯化氢反应生成三氯氢硅，三氯氢硅在精馏装置精馏后，让三氯氢硅在氢气氛围下在化学气相还原炉(CVD)中还原沉积得到多晶硅。随着多晶硅产量和品质的提高，一方面要求在多晶硅生产中能有效降低成本，增加产品的竞争力。另一方面，三氯氢硅的纯度对多晶硅产品质量有着巨大影响。目前的三氯氢硅的精馏，或者采用常规精馏装置其流程长、塔板数多、能耗较大，或者采用简单耦合工艺其设备大、填料装填量多、一次投资巨大。在电子级多晶硅工厂中，精馏装置的蒸汽能耗占全厂蒸汽消耗的60%以上。采用四塔差压耦合蒸馏节能系统及操作方法可以显著降低能耗，有效降低设备投资。
技术实现思路
本专利技术的目的是在改良西门子法生产电子级多晶硅中为来自冷氢化装置的粗三氯氢硅提供四塔串联差压耦合精馏工艺，提供一种电子级多晶硅精馏系统四塔差压耦合蒸馏节能系统，精馏塔采用加压设计，在满足电子级多晶硅用三氯氢硅品质的同时将精馏能耗、设备投资降至最小。本专利技术的技术如下四塔差压耦合蒸馏节能系统包括第一精馏塔、第二精馏塔、第三精馏塔、第四精馏塔，其中第一精馏塔与第二精馏塔，第三精馏塔与第四精馏塔构成差压耦合系统，在每个差压耦合系统中，均由高低压塔组成。在第一精馏塔与第二精馏塔及第三精馏塔与第四精馏塔之间，设有冷凝再沸器；四个塔的精馏顺序依次为脱轻、脱重、再脱轻、再脱重，经第四精馏塔后的三氯氢硅满足电子级多晶硅的生产要求。一种电子级多晶硅精馏系统四塔差压耦合蒸馏节能系统，包括第一精馏塔 C-1001、第二精馏塔C-1002、第三精馏塔C-1003、第四精馏塔C-1004，其中第一精馏塔与第二精馏塔，第三精馏塔与第四精馏塔构成差压耦合系统，在每个差压耦合系统中，均由高低压塔组成，在第一精馏塔与第二精馏塔及第三精馏塔与第四精馏塔之间，设有冷凝再沸器， 四个塔的精馏顺序依次为脱轻、脱重、再脱轻、再脱重。所述电子级多晶硅精馏系统四塔差压耦合蒸馏节能系统还包括第一精馏塔顶冷凝器E-1002、第一精馏塔冷凝再沸器E-1001、第一精馏塔回流泵P-1001、第一精馏塔釜泵P-1002、第二精馏塔顶冷凝器E-1004、第二精馏塔再沸器E-1003、第二精馏塔回流泵 P-1003、第三精馏塔顶冷凝器E-1006、第三精馏塔冷凝再沸器E-1005、第三精馏塔回流泵 P-1005、第三精馏塔釜泵P-1006、第四精馏塔冷凝器E-1008、第四精馏塔再沸器E-1007、第四精馏塔回流泵P-1007和第四精馏塔釜泵P-1008，第一精馏塔顶冷凝器E-1002 —端连接第一精馏塔C-1001顶部，另一端连接第一精馏塔回流泵P-1001，第一精馏塔C-1001通过第一精馏塔冷凝再沸器E-1001与第二精馏塔C-1002连接，第一精馏塔釜泵P-1002 —端连接第一精馏塔C-1001，第一精馏塔釜泵P-1002另一端连接第三精馏塔回流泵P-1005和第四精馏塔釜泵P-1008，第四精馏塔釜泵P-1008的另一端分别连接第四精馏塔C-1004和第四精馏塔再沸器E-1007的底部，第二精馏塔C-1002底部连接第二精馏塔再沸器E-1003，第一精馏塔冷凝再沸器E-1001分别与第二精馏塔C-1002和第二精馏塔顶冷凝器E-1004连接， 第二精馏塔顶冷凝器E-1004通过第二精馏塔回流泵P-1003连接第二精馏塔C-1002和第三精馏塔C-1003，第三精馏塔C-1003顶部连接第三精馏塔顶冷凝器E-1006，第三精馏塔顶冷凝器E-1006与第三精馏塔回流泵P-1005连接，第三精馏塔C-1003底部通过第三精馏塔冷凝再沸器E-1005和第三精馏塔釜泵P-1006连接第四精馏塔C-1004，第三精馏塔冷凝再沸器E-1005通过第四精馏塔冷凝器E-1008连接第四精馏塔回流泵P-1007，第四精馏塔回流泵P-1007与第四精馏塔C-1004连接。第一精馏塔、第二精馏塔构成差压耦合精馏系统，通过调整参数设计，使第一精馏塔冷凝再沸器的热负荷与第二精馏塔顶冷凝器的热负荷相当，同时，第一精馏塔冷凝再沸器的有效传热温差在15 30°C之间。第三精馏塔、第四精馏塔构成差压耦合精馏系统，同时设置第四精馏塔冷凝器，使第三精馏塔冷凝再沸器与第四精馏塔冷凝器的热负荷能相匹配。考虑到第三精馏塔、第四精馏塔顶塔釜的温差不大，因此第三精馏塔、第四精馏塔的控制上，采用压差控制以稳定产品的品质。三氯氢硅粗料101经过第一精馏塔分离后，塔顶含有BCL3、SiH2CL2的轻组分103 经冷凝器冷凝后回流，第二部分104可直接进入后续的反歧化装置。塔釜物料经冷凝再沸器后，第三部分105返回第一精馏塔，第四部分106经泵后作为第二精馏塔的进料。来自第一精馏塔釜的物料进入第二精馏塔，第二精馏塔顶气相108送至冷凝再沸器作为第一精馏塔的热媒，第五部分110进入第二精馏塔，第六部分111送至第三精馏塔。第二精馏塔釜出料113为三氯氢硅粗料101中含有的重组分主要为四氯化硅，这部分物料直接送至冷氢化装置循环利用。来自第二精馏塔顶的物料111经泵送至第三精馏塔，第三精馏塔顶物料114 经冷凝器冷凝后第七部分115回流，第八部分116返回第二精馏塔。第三精馏塔釜物料经冷凝再沸器后，第九部分118送至第四精馏塔。来自第三精馏塔釜的物料在第四精馏塔内提纯至需要的纯度。第四精馏塔顶物料119先去第三精馏塔冷凝再沸器，后送至第四精馏塔冷凝器，冷凝器冷凝后，第十部分121回流，三氯氢硅产品122送至储存。第四精馏塔釜物料124，经泵送至第二精馏塔以回收其中有用的组分。第一精馏塔的操作压力依进料组分101的不同，有所变动，通常在2 4. 5bar之间，第二精馏塔的操作压力在4. 5 7bar 之间，第三精馏塔的操作压力在I. 5 4bar之间，第四精馏塔的操作压力在4. 5 7bar之间。通常精馏塔冷凝器冷媒的温度要低于塔顶操作温度10°C以上，冷凝再沸器冷、热介质温差在15 30°C之间。所述第一精馏塔C-1001的操作压力依进料组分101的不同，有所变动，通常在 2 4. 5bar之间，第二精馏塔C-1002的操作压力在4. 5 7bar之间，第三精馏塔C-1003的操作压力在I. 5 4bar之间，第四精馏塔C-1004的操作压力在4. 5 7bar之间。通常精馏塔冷凝器冷媒的温度要低于塔顶操作温度10°C以上，冷凝再沸器冷、热介质温差在15 30°C之间。所述各塔的回流比依进料组分和出料的要求而不同，通常第一精馏塔C-1001、第二精馏塔C-1002、第三精馏塔C-1003和第四精馏塔C-1004的回流比在I. 5 200之间。第一精馏塔与第二精馏塔，第本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：迟志奎，芮元庆，王长乐，
申请(专利权)人：南京合创化工工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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