[實用新型]氯硅烷精餾提純過程中熱量梯級利用的系統

有效

• 申請號: 201620919654.9
• 申請日: 2016-08-22
• 公開（公告）號: CN206384848U
• 公開（公告）日: 2017-08-08
• 發明（設計）人: 羅周;甘居富;段雍;彭中;游書華
• 申請（專利權）人: 四川永祥多晶硅有限公司
• 主分類號: C01B33/107
• 分類號: C01B33/107
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 趙青朵

技術領域

本實用新型涉及精餾技術領域，尤其涉及改良西門子法生產太陽能級多晶硅過程中氯硅烷精餾提純過程中熱量梯級利用系統。

背景技術

氯硅烷(英文名：Chlorosilane)，是硅烷SiH₄中的氫原子被氯原子取代后得到的一系列物質，總稱為氯硅烷；含氯量低時為氣體，較高時為液體，無色或黃色，通式為H_nSiCl_4-n(n＝0,1,2,3)。氯硅烷能與含活潑氫的化合物進行激烈反應，如與水、醇、酚、硅醇、有機酸等，放出氯化氫。氯硅烷可由硅粉與氯化氫于290～400℃反應來制取；也可由硅粉、氫和氯化氫的混合物，在氯化亞銅存在下，于500℃左右反應來制取。

氯硅烷主要用作硅外延片生產過程中的硅源及制備有機氯硅烷的原料。此外，三氯硅烷(HSiCl₃)是制備太陽能級和電子級多晶硅的中間產物，其分餾后，可以獲得99.9999999％(9個9)純度的三氯氫硅，然后在一定的反應條件下和氫氣反應生成多晶硅；或者由高純三氯氫硅經過兩級歧化反應生產高純硅烷SiH₄氣體，再將SiH₄氣體通入流化反應器中發生裂解生成顆粒狀的多晶硅(即硅烷流化床法)。

由于多晶硅的生產對原料氯硅烷的純度要求特別高，這就使得在氯硅烷的提純過程這一步需要求采用高塔板數、大回流比的精餾工藝，需要消耗大量的熱量，造成多晶硅的生產成本居高不下。

實用新型內容

本實用新型解決的技術問題在于提供氯硅烷精餾提純過程中熱量梯級利用的系統，本申請提供的系統能夠降低氯硅烷精餾過程中熱量和冷量的消耗。

有鑒于此，本申請提供了一種氯硅烷精餾提純過程中熱量梯級利用的系統，包括：

高溫精餾塔；所述高溫精餾塔塔頂的出口與第一再沸器的殼程入口相連，所述第一再沸器的管程入口與低溫精餾塔塔釜出口相連，所述第一再沸器的管程出口與低溫精餾塔塔釜入口相連，所述第一再沸器的殼程出口與高溫精餾塔后冷器入口相連，所述高溫精餾塔后冷器的出口與高溫精餾塔回流泵入口相連，所述高溫精餾塔回流泵出口與所述高溫精餾塔入口相連；所述高溫精餾塔為四氯化硅脫重塔，所述低溫精餾塔為三氯氫硅和二氯二氫硅分離塔、三氯氫硅脫重塔或三氯氫硅脫輕塔；所述低溫精餾塔與所述高溫精餾塔塔釜均設置有液體出口。

優選的，所述的高溫精餾塔頂與低溫精餾塔釜溫差不小于8℃，所述高溫精餾塔塔頂熱量大于低溫精餾塔塔釜所需熱量的3～8％。

優選的，所述系統中還包括次高溫精餾塔，所述第一再沸器的管程出口與所述次高溫精餾塔的入口相連，所述次高溫精餾塔塔頂的出口與第二再沸器的殼程入口相連，所述第二再沸器的管程出口與低溫精餾塔的入口相連，所述第二再沸器的殼程出口與所述次高溫精餾塔后冷器的入口相連，所述次高溫精餾塔后冷器的出口與次高溫精餾塔回流泵的入口相連，所述次高溫精餾塔回流泵的出口與所述次高溫精餾塔的入口相連，所述低溫精餾塔塔釜的出口與所述次高溫精餾塔的入口相連；所述次高溫精餾為三氯氫硅脫重塔或者三氯氫硅脫輕塔，所述低溫精餾塔塔釜設置有液體出口。

優選的，所述的次高溫精餾塔塔頂與低溫精餾塔釜溫差不小于8℃，所述次高溫精餾塔塔頂熱量大于低溫精餾塔塔釜所需熱量的3～8％。

優選的，所述系統中還包括次低溫精餾塔，所述第二再沸器的管程出口與所述次低溫精餾塔的入口相連，所述次低溫精餾塔塔頂的出口與所述第三再沸器的殼程入口相連，所述第三再沸器的管程出口與低溫精餾塔的入口相連，所述第三再沸器的殼程出口與所述次低溫精餾塔后冷器的入口相連，所述次低溫精餾塔后冷器的出口與次低溫精餾塔回流泵的入口相連，所述次低溫精餾塔回流泵的出口與所述次低溫精餾塔的入口相連，所述低溫精餾塔塔釜的出口與所述次低溫精餾塔的入口相連；所述次低溫精餾塔塔釜的出口與所述次高溫精餾塔的入口相連，所述次低溫精餾為三氯氫硅脫輕塔。

優選的，所述的次低溫精餾塔頂與低溫精餾塔塔釜溫差不小于8℃，所述次低溫精餾塔塔頂熱量大于低溫精餾塔塔釜所需熱量的3～8％。

優選的，所述次低溫精餾塔塔釜的出口與第二再沸器管程入口相連，所述第二再沸器管程出口與所述次低溫精餾塔的入口相連，所述低溫精餾塔塔釜的出口與第三再沸器管程入口相連，所述第三再沸器管程出口與所述低溫精餾塔的入口相連。