[发明专利]一种从三氯氢硅尾气中回收氯化氢的方法

说明书

技术领域：

本发明涉及气体的分离，具体地讲，涉及一种从三氯氢硅生产尾气中回收氯化氢的方法。

背景技术：

三氯氢硅合成的基本反应式为H₂+Cl₂＝2HCl，Si+3HCl＝SiHCl₃+H₂，在三氯氢硅合成过程中，氯化氢的转化率一般为80％，有约20％的氯化氢未参加反应。三氯氢硅合成尾气的主要成分有氯化氢、三氯氢硅、四氯化硅、氢气、氮气。尾气中含有大量的氯化物，如果处理不当必定会对环境产生不良的影响。很明显，合成炉尾气均为可回收的产品或可循环使用的原料。对尾气进行有效的分离回收，不仅可以提高原料的利用率，还可以降低三废的排放量。

目前，三氯氢硅尾气的回收处理有以下几种方法：

淋洗综合处理：将从三氯氢硅合成炉排出的尾气送至尾气淋洗塔，用大量水进行喷淋吸收，氯化氢溶解于水中，三氯氢硅等氯硅烷水解生成二氧化硅和溶于水的氯化氢，氯化氢水溶液经氢氧化钠中和达标后排放。该方法工艺简单，技术成熟，投资少，通过控制喷淋系统的水量和中和池的氢氧化钠的投入量，也可以很好地实现合格排放。缺点是没有对氯化氢和氢气进行二次利用，经济效益低。另外尾气中的氯硅烷与水反应生成不溶于水的二氧化硅和盐酸造成二次污染，三废处理量大。

综合回收法：将从三氯氢硅合成炉排出的尾气加压冷凝，三氯氢硅和四氯化硅冷凝成液体回收，未冷凝的氯化氢、氢气返回氯化氢合成系统，氢气与氯气按一定比例混合，燃烧生成氯化氢，循环使用。该方法提高原材料利用率，除低了原材料单耗，实现了无废气排出，彻底解决了环境污染问题。但是，未冷凝的氯化氢和氢气纯度较低，进入合成炉会导致三氯氢硅的收率降低，另外，在实际生产过程中。

吸附处理法：尾气通过吸附塔时，利用吸附剂的吸附作用对尾气中的氯化氢进行吸附分离，然后通过吸附剂的再生回收氯化氢，氢气和氮气从塔顶流出。吸附剂通过“吸附-再生”循环，实现气体的连续分离与提纯，但是，在吸附剂再生的过程中，吸附塔内的死空间中的杂气将一起被回收。吸附处理法的优点是工艺路线成熟，缺点是是分离不彻底，回收的氯化氢的纯度低，回收的氯化氢通入三氯化硅合成炉后会降低三氯化硅的收率，另外在回收的氯化氢和原氯化氢气体汇合处易发生堵塞现象，而且由于是负压操作，外界的空气易进入系统，存在安全隐患。

为了提高回收的氯化氢的纯度，变压吸附系统通过均压降将吸附塔死空间内的杂气排出吸附塔，但均压降的过程不能使塔内死空间中的杂气以较高的比例有效地被排出，无法显著地提高氯化氢的纯度，并且，填料塔和吸附剂的利用率低；另外，在均压降的过程中，被吸附剂吸附的氯化氢会随着塔内压强的降低而从吸附剂中逸出，被一起排出吸附塔，在闭合的吸附系统中降低了工作效率，为了提高回收的氯化氢的纯度，可以采用多次均压降，这样，吸附系统的工作效率将会更低，而且增加了吸附系统的运行成本。

鉴于此，特提出本技术方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种从三氯氢硅生产尾气中回收氯化氢的方法，该方法工艺简单、投资少、运行费用较低，氯化氢回收率高，回收的氯化氢纯度高，实现了氯化氢的零排放，彻底解决了环境污染问题。

为了实现本发明的目的，采用如下技术方案：

一种从三氯氢硅尾气中回收氯化氢的方法，包括以下步骤：

(a)对三氯氢硅尾气进行压缩、冷凝，尾气中的SiHCl₃、SiH₂Cl₂和SiCl₄被冷凝成液体并被回收；

(b)对尾气中的不凝气体进行加热；

(c)加热后的不凝气体进入填料塔中，氯化氢被填料塔内的吸附剂吸附；

(d)待填料塔停止吸附后，将净化后的HCl气体从塔底通入，同时用负压泵从填料塔的塔顶将填料塔内停留的未被吸附的杂气抽送至中充缓冲罐，进行排杂，排杂过程保持填料塔内压强不会降低，排杂过程保持填料塔内压强不低于吸附停止时填料塔内的压强，当净化气前沿移动到塔顶时，排杂结束；

(e)用真空泵从填料塔的底部将填料塔中吸附剂吸附的氯化氢抽送至氯化氢缓冲罐；

(f)将氯化氢缓冲罐中的氯化氢抽送至三氯氢硅合成炉回收利用；

所述杂气为氢气、氮气和少量氯化氢的混合气体。