[發(fā)明專利]用于制備二氯二氫硅的設備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310323047.7
• 申請日: 2013-07-29
• 公開（公告）號: CN103408025A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發(fā)明（設計）人: 司文學;嚴大洲;肖榮暉;湯傳斌;楊永亮
• 申請（專利權）人: 中國恩菲工程技術有限公司
• 主分類號: C01B33/107
• 分類號: C01B33/107
• 代理公司: 北京清亦華知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 李志東

技術領域

本發(fā)明涉及多晶硅生產(chǎn)技術領域，具體地涉及三氯氫硅岐化工藝，更具體地，涉及用于制備二氯二氫硅的設備。

背景技術

當前，光伏產(chǎn)業(yè)中最重要的中間體-多晶硅的生產(chǎn)仍然是以改良西門子法為主，但該工藝中三氯氫硅的還原轉化率低、副產(chǎn)四氯化硅量高、有大量的物料是處在不斷地循環(huán)利用的狀態(tài)中，到目前為止，雖然該工藝經(jīng)過不斷改良，使生產(chǎn)成本已經(jīng)降低到了一個較低的水平，但下降的空間不大。另外，企業(yè)間競爭激烈，導致該工藝生產(chǎn)的多晶硅盈利水平不高，需要新的工藝路線，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質量。而熱解硅烷法恰好能滿足這方面的要求，在熱解硅烷法生產(chǎn)多晶硅的工藝中，需要將四氯化硅氫化生成的三氯氫硅發(fā)生歧化反應制得二氯二氫硅。

然而，現(xiàn)階段利用三氯氫硅岐化反應制備二氯二氫硅的工藝及設備仍有待改進。

發(fā)明內容

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決上述技術問題之一或至少提供一種有用的商業(yè)選擇。為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種成本低，反應溫度、壓力低，安全，宜操作，適應性強，無污染的制備二氯二氫硅的設備。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提出了一種用于制備二氯二氫硅的設備。根據(jù)本發(fā)明的實施例，該設備包括：歧化反應器，所述歧化反應器設置有陰離子交換樹脂，用于在存在陰離子交換樹脂作為催化劑的條件下，使三氯氫硅發(fā)生歧化反應，以便獲得含有二氯二氫硅和四氯化硅的反應產(chǎn)物；以及分離裝置，所述分離裝置與所述歧化反應器相連，用于從所述反應產(chǎn)物分離二氯二氫硅。發(fā)明人驚奇地發(fā)現(xiàn)，利用本發(fā)明的設備，能夠安全、高效地制備二氯二氫硅，并且該設備造價低，涉及反應溫度、壓力低，適應性強，安全，宜操作，無污染，制備獲得的二氯二氫硅質量非常好。

另外，根據(jù)本發(fā)明上述實施例的用于制備二氯二氫硅的設備還可以具有如下附加的技術特征：

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述歧化反應器包括：反應器本體，所述反應器本體內限定出歧化反應空間；催化劑床層，所述催化劑床層由陰離子交換樹脂構成，并且設置在所述歧化反應空間內；三氯氫硅進料口，所述三氯氫硅進料口設置在所述反應器本體上，向所述歧化反應空間內供給三氯氫硅，用于在存在陰離子交換樹脂作為催化劑的條件下，使三氯氫硅發(fā)生歧化反應，以便獲得含有二氯二氫硅和四氯化硅的反應產(chǎn)物；以及反應產(chǎn)物出料口，所述反應產(chǎn)物出料口設置在所述反應器本體上，用于將所述歧化反應空間內的反應產(chǎn)物排出所述歧化反應空間。由此，利用該歧化反應器，能夠使三氯氫硅高效地進行歧化反應，以便獲得含有四氯化硅和二氯二氫硅的反應產(chǎn)物，并且該歧化反應器生產(chǎn)成本低，涉及反應溫度、壓力低，安全，宜操作，適應性強，無污染，歧化反應安全、高效，三氯氫硅轉化率高。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述陰離子交換樹脂為弱堿性陰離子交換樹脂。由此，能夠顯著提高歧化反應器中歧化反應的反應效率，進而能夠有效提高制備二氯二氫硅的效率。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述陰離子交換樹脂的含水量為10wt%以下。由此，能夠有效避免在歧化反應器中，水分與氯硅烷反應生成二氧化硅，以堵塞催化劑顆粒的細孔，降低催化劑床層的作用，從而能夠有效避免歧化反應效率降低。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述陰離子交換樹脂是以多孔球狀顆粒提供的，所述多孔球狀顆粒的直徑為0.1-2mm。由此，能夠使氯硅烷在歧化反應器的催化劑床層中保持較好的流通、分離，進而能夠有效提高歧化反應的效率。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述催化劑床層的高徑比L/D在3-200的范圍內。由此，能夠使氯硅烷在歧化反應器的催化劑床層中保持較好的流通、分離，進而能夠有效提高歧化反應的效率。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述催化劑床層的高度為至少2m。由此，能夠使氯硅烷在歧化反應器的催化劑床層中保持較好的流通、分離，進而能夠有效提高歧化反應的效率。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述三氯氫硅進料口和反應產(chǎn)物出料口被設置為使得所述三氯氫硅自下而上通過所述催化劑床層。由此，能夠使氯硅烷在歧化反應器的催化劑床層中保持較好的流通、分離，進而能夠有效提高歧化反應的效率。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，沿所述反應器本體軸向方向，所述三氯氫硅進料口設置在所述催化劑床層的下方，所述反應產(chǎn)物出料口設置在所述催化劑床層的上方。由此，能夠使得三氯氫硅沿歧化反應器本體軸向方向自下而上通過催化劑床層，進而能夠使氯硅烷在歧化反應器的催化劑床層中保持較好的流通、分離，進而能夠有效提高歧化反應的效率。