[發(fā)明專利]一種生產(chǎn)高純?nèi)葰涔韬退穆然璧难b置及工藝

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010913897.2
• 申請(qǐng)日: 2020-09-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112209384A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-01-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高明東;李正賓;劉旭瑞;孫春鳳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 鄭州格矽科技發(fā)展有限公司
• 主分類號(hào): C01B33/107
• 分類號(hào): C01B33/107
• 代理公司: 北京細(xì)軟智谷知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11471
• 代理人: 趙洋洋

本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)高純?nèi)葰涔韬退穆然璧难b置及工藝，包括依次連接的三氯氫硅和四氯化硅合成單元、三氯氫硅和四氯化硅提純單元、三氯氫硅和四氯化硅分離單元，三氯氫硅精制單元和四氯化硅精制單元分別與三氯氫硅和四氯化硅分離單元連接。采用本發(fā)明的裝置合成過(guò)程中HCl 100％完全反應(yīng)，不需要后系統(tǒng)的氯化氫回收裝置，及副產(chǎn)氫氣水洗處理裝置，實(shí)現(xiàn)氫氣深冷后直接回收利用，實(shí)現(xiàn)在線生產(chǎn)，不停止裝置即可排出系統(tǒng)不反應(yīng)的微硅粉，保證裝置的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，可以實(shí)現(xiàn)裝置的余熱回收，裝置中添加了干法除塵器，實(shí)現(xiàn)三氯氫硅裝置干法除塵，消除微硅粉進(jìn)入后序洗滌塔裝置，消除后系統(tǒng)因微硅粉堵塞，保證裝置的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電子級(jí)硅烷氣技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種生產(chǎn)高純?nèi)葰涔韬退穆然璧难b置及工藝。

背景技術(shù)

移動(dòng)通信技術(shù)高速發(fā)達(dá)的今天，人們?cè)絹?lái)越重視移動(dòng)通信技術(shù)行業(yè)，這在一定程度上大大促進(jìn)了移動(dòng)通信技術(shù)行業(yè)的發(fā)展，而半導(dǎo)體芯片及光纖預(yù)制棒在移動(dòng)通信技術(shù)行業(yè)發(fā)展的過(guò)程中起到了重要的作用，高純?nèi)葰涔杓案呒兯穆然枋前雽?dǎo)體芯片及光纖預(yù)制棒產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)材料，是生產(chǎn)半導(dǎo)體芯片及光纖預(yù)制棒原件的基礎(chǔ)材料。近幾年來(lái)，近年國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體硅基材料還處于起步階段，企業(yè)在技術(shù)開(kāi)發(fā)方面做了大量創(chuàng)新，使得半導(dǎo)體硅基材料品質(zhì)不斷提高，逐步趕上國(guó)外主流廠商的技術(shù)水平。生產(chǎn)半導(dǎo)體硅基材料的各個(gè)工藝環(huán)節(jié)上都會(huì)有諸多因素影響最終產(chǎn)品品質(zhì)，其中最重要的因素之一就是原料三氯氫硅純度，而三氯氫硅中Fe、Ni、Cr、Cu、Al、Ti、Mn、Zn、Co、Na、B、P雜質(zhì)的去除仍然是一個(gè)難點(diǎn)。高純四氯化硅主要用于生產(chǎn)光纖預(yù)制棒，是制造光纖、光纜的重要基礎(chǔ)材料，要求原料四氯化硅純度在7N，而三氯氫硅中Fe、Ni、Cr、Cu、Al、Ti、Mn、Zn、Co、Na雜質(zhì)的去除仍然是一個(gè)難點(diǎn)。

國(guó)內(nèi)三氯氫硅、四氯化硅裝置現(xiàn)狀：在合成反應(yīng)過(guò)程中HCL不能100％完全反應(yīng)，需要后系統(tǒng)處理；合成反應(yīng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)排渣，運(yùn)行周期短，無(wú)法保證整套裝置的長(zhǎng)期運(yùn)行；合成硅烷氣沒(méi)有干法除塵系統(tǒng)，大量的微硅粉進(jìn)入后系統(tǒng)，造成后系統(tǒng)堵塞，影響裝置的運(yùn)行周期；硅烷氣的分離未達(dá)到高純與普通產(chǎn)品的分離；無(wú)法控制三氯氫硅及四氯化硅產(chǎn)出比率。

鑒于以上原因，特提出本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的以上問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種生產(chǎn)高純?nèi)葰涔韬退穆然璧难b置及工藝，采用本發(fā)明的裝置氯化氫可以100％完全反應(yīng)，反應(yīng)過(guò)程中可以自動(dòng)排渣，運(yùn)行周期長(zhǎng)，本發(fā)明的裝置中設(shè)置干法除塵系統(tǒng)，消除微硅粉進(jìn)入后續(xù)洗滌塔裝置，保證裝置的長(zhǎng)期運(yùn)行，本發(fā)明的工藝通過(guò)調(diào)整反應(yīng)溫度，可以控制三氯氫硅及四氯化硅產(chǎn)出比率。

本發(fā)明的第一目的，提供了一種生產(chǎn)高純?nèi)葰涔韬退穆然璧难b置，包括依次連接的三氯氫硅和四氯化硅合成單元、三氯氫硅和四氯化硅提純單元、三氯氫硅和四氯化硅分離單元，三氯氫硅精制單元和四氯化硅精制單元分別與三氯氫硅和四氯化硅分離單元連接。

進(jìn)一步的，所述的三氯氫硅和四氯化硅合成單元包括依次連接的硅粉料倉(cāng)、硅粉稱重料斗、硅粉加料倉(cāng)和合成爐，所述的硅粉加料倉(cāng)還連接有廢粉罐。

進(jìn)一步的，所述的合成爐通過(guò)導(dǎo)熱油循環(huán)泵與導(dǎo)熱油加熱器連接，所述的導(dǎo)熱油加熱器還連接有再沸鍋爐，所述的再沸鍋爐還與所述的合成爐連接。

進(jìn)一步的，三氯氫硅和四氯化硅提純單元包括依次連接的第一干法除塵器、第二干法除塵器、水冷洗滌塔和深冷冷凝塔，所述的水冷洗滌塔和深冷冷凝塔分別與氯硅烷緩沖罐連接。

進(jìn)一步的，所述的第一干法除塵器與所述的合成爐連接，所述的氯硅烷緩沖罐通過(guò)水冷洗滌塔循環(huán)泵、風(fēng)冷器與所述的水冷洗滌塔連接。

進(jìn)一步的，所述的三氯氫硅和四氯化硅分離單元包括依次連接的蒸餾塔、蒸餾冷凝器、第一緩沖罐、循環(huán)泵、三氯氫硅和四氯化硅分離塔，優(yōu)選的，所述的三氯氫硅和四氯化硅分離塔的塔頂依次連接有三氯氫硅第一冷凝器、第二緩沖罐、三氯氫硅循環(huán)泵。