一种水解法处理四氯化硅的方法和系统技术方案

本发明专利技术提供了一种处理多晶硅生产的副产物四氯化硅的方法和系统，通过将四氯化硅水解转化为无水氯化氢气体，同时生成白炭黑，从而将毒害物质四氯化硅转化为高价值的产品。其中无水氯化氢气体可以用于制备多晶硅生产的原料三氯氢硅，从而实现了多晶硅生产中氯元素的循环利用，达到资源节约和环境友好的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及对多晶硅生产的副产物四氯化硅进行水解处理生产无水氯化氢的方法和系统，特别涉及水解法处理利用四氯化硅的方法和系统。
技术介绍
多晶硅是半导体产业、电子信息产业、太阳能光伏电池产业最基础的功能性材料。 随着这些产业特别是太阳能光伏产业的迅速发展，大大刺激了多晶硅的市场需求。目前采用的多晶硅生产方法主要是西门子法或改良西门子法。其中，西门子法产生大量利用价值极低的副产物四氯化硅。一般情况下，每生产I吨多晶硅就会产生8-10吨液态四氯化硅。 四氯化硅是一种具有强腐蚀性的毒害物质，极易与水反应生成二氧化硅和氯化氢，直接排放将严重污染生态环境。改良西门子法虽然可将四氯化硅回收加氢制得三氯氢硅，但由于转化率较低，能耗较高，造成生产成本高。因此，如此大量的四氯化硅的处理成为制约多晶硅产业发展的重要因素。目前工业上处理四氯化硅的技术有加氢法和水解法。加氢法是将四氯化娃加氢生成三氯氢娃，三氯氢娃作为原料用于生产多晶娃，同时生成副产物四氯化硅，从而实现多晶硅生产过程中氯元素的循环使用。但加氢工艺反应温度高，能耗高，成本高，而三氯氢硅收率却很低。水解法是将四氯化硅水解生成氯化氢及二氧化硅(白本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水解法处理四氯化硅生产无水氯化氢的方法，包括：(1)氯化氢制备：四氯化硅与盐酸溶液中的水进行反应，得到二氧化硅与盐酸溶液组成的浆料和氯化氢原料气；将所述浆料采出；(2)深度脱水：所述氯化氢原料气不经处理、或经过精馏初步脱水后，由脱水塔的底部进入脱水塔向上流动，并与从脱水塔塔顶向下流动的无水氯化氢液体逆流接触，脱水塔塔顶排出氯化氢气体，脱水塔塔底排出吸收水分后的氯化氢液体，其中，所述从脱水塔塔顶向下流动的无水氯化氢液体的温度低于在脱水塔内压力下含水量为10×10?6的氯化氢气体的露点，并且质量流率高于塔顶排出的氯化氢气体质量流率的20％；所述自脱水塔塔顶排出的即为无水氯化氢气体。

【技术特征摘要】
1.一种水解法处理四氯化硅生产无水氯化氢的方法，包括 (1)氯化氢制备四氯化硅与盐酸溶液中的水进行反应，得到二氧化硅与盐酸溶液组成的浆料和氯化氢原料气；将所述浆料采出； (2)深度脱水所述氯化氢原料气不经处理、或经过精馏初步脱水后，由脱水塔的底部进入脱水塔向上流动，并与从脱水塔塔顶向下流动的无水氯化氢液体逆流接触，脱水塔塔顶排出氯化氢气体，脱水塔塔底排出吸收水分后的氯化氢液体，其中，所述从脱水塔塔顶向下流动的无水氯化氢液体的温度低于在脱水塔内压力下含水量为IOX 10_6的氯化氢气体的露点，并且质量流率高于塔顶排出的氯化氢气体质量流率的20% ;所述自脱水塔塔顶排出的即为无水氯化氢气体。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氯化氢制备方法为四氯化硅与盐酸溶液中的水在反应釜中反应，所得二氧化硅与盐酸溶液组成的浆料和氯化氢气体采出至解吸罐，所述解吸罐减压释放出氯化氢原料气。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述解吸罐内的压力为负压，优选为5-50KPa，更优选为 5-12KPa。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述反应釜内的压力为正压，优选为0.1-2. 5MPa，更优选为 0. 1-1. OMPa05.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述反应釜内的温度为35-70°C，优选为45-50。。。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述反应釜内的进料盐酸溶液浓度为20-33%，优选为 23-27%。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氯化氢制备方法为四氯化硅与盐酸溶液中的水在反应釜中反应，生成的氯化氢在盐酸溶液中达到饱和后逸出，作为氯化氢原料气。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述反应釜内的温度为20-85°C，更优选为 60-80。。。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述反应釜内的进料盐酸溶液浓度为20-33%，优选为 29-31%。10.根据权利要求1-9任一项所述的方法，其特征在于，将所述二氧化硅与盐酸溶液组成的浆料采出后，经冷却、过滤、干燥，得白炭黑。11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，过滤后的盐酸溶液经无离子水稀释至浓度为20-33%，用于与四氯化硅反应。12.根据权利要求1-9任一项所述的方法，其特征在于，将所述二氧化硅与盐酸溶液组成的浆料采出后进行喷雾干燥，得白炭黑。13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，喷雾干燥后含氯化氢气体的空气吸收制成盐酸，经无离子水稀释至浓度为20-33%，用于与四氯化硅反应。14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述喷雾干燥温度为200-60(TC，优选为 300-400。。。15.根据权利要求1-14任一项所述的方法，其特征在于，所述深度脱水步骤中，维持所述从脱水塔塔顶向下流动的无水氯化氢液体温度所需的冷量通过将脱水塔塔顶排出的无水氯化氢气体的一部分进行压缩、冷却、节流膨胀制冷提供。16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，维持所述从脱水塔塔顶向下流动的无水氯化氢液体温度所需的冷量的方法为由脱水塔塔顶排出的无水氯化氢气体与经过冷凝形成的无水氯化氢液体进行间接换热后，将所述无水氯化氢气体中的至少一部分进行压缩，压缩后的气体经冷凝形成无水氯化氢液体，该无水氯化氢液体与前述来自脱水塔塔顶的氯化氢气体进行间接换热后，部分进行节流膨胀，获得所需的冷量。该过程循环进行，从而持续获得所需冷量。17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，进行压缩的无水氯化氢气体的质量流率占自脱水塔塔顶排出的氯化氢气体总质量流率的20-30%，其余的70% -80%作为无水氯化氢气体产品米出。18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述脱水塔内的压力为0.1-5. OMPa019.一种水解法处理四氯化硅生产无水氯化氢的系统，包括 (1)氯化氢制备系统至少包括反应釜，用于四氯化硅与盐酸溶液中的水在其中反应；采出设备，用于将反应生成的二氧化硅和盐酸溶液组成的浆料采出； (2)深度脱水系统包括脱水塔和制冷系统，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张吉瑞，
申请(专利权)人：北京华宇同方化工科技开发有限公司，
类型：发明
国别省市：