[发明专利]纯化硅烷的方法和系统

权利要求书

1.一种纯化含硅烷料流的方法，所述料流包含硅烷和一种或多种沸点高于硅烷的化合物，所述方法包括：

将所述含硅烷料流引入重质尾部蒸馏塔中以产生相对于所述含硅烷料流而言富含硅烷的塔顶馏分和贫硅烷的塔底馏分，其中所述贫硅烷的塔底馏分包含硅烷且相对于所述含硅烷料流而言富含一种或多种沸点高于硅烷的化合物；和

将所述贫硅烷的塔底馏分引入硅烷回收分离单元中以产生相对于由所述重质尾部蒸馏塔产生的贫硅烷的塔底馏分而言富含硅烷的馏分和贫硅烷的馏分。

2.根据权利要求1的方法，其中所述硅烷回收分离单元为产生相对于由所述重质尾部蒸馏塔产生的贫硅烷的塔底馏分而言富含硅烷的塔顶馏分和贫硅烷的塔底馏分的蒸馏塔。

3.根据权利要求1或2的方法，包括将进料流引入轻质尾部蒸馏塔中以产生塔顶馏分和塔底馏分，其中所述进料流包含硅烷、一种或多种沸点高于硅烷的化合物和一种或沸点低于硅烷的化合物，其中所述塔顶馏分贫含硅烷且富含沸点低于硅烷的化合物，所述塔底馏分富含硅烷且贫含沸点低于硅烷的化合物，其中一部分塔底馏分构成供入所述重质尾部蒸馏塔中的所述含硅烷料流。

4.根据权利要求1或2的方法，其中由所述重质尾部蒸馏塔产生的富含硅烷的塔顶馏分包含沸点低于硅烷的化合物，且其中将所述富含硅烷的塔顶馏分引入轻质尾部蒸馏塔中以形成相对于由所述重质尾部蒸馏塔产生的富含硅烷的塔顶馏分而言包含沸点低于硅烷的化合物且贫硅烷的塔顶馏分和富含硅烷的塔底馏分。

5.根据权利要求1-4中任一项的方法，其中所述一种或多种沸点高于硅烷的化合物选自乙烷、乙烯、乙基硅烷、二乙基硅烷、甲苯、二甲氧基乙烷及其混合物。

6.根据权利要求3或4的方法，其中所述一种或多种沸点低于硅烷的化合物选自氢气、氮气和甲烷。

7.根据权利要求3的方法，其中将由所述硅烷回收分离单元产生的富含硅烷的塔顶馏分通过将其引入所述轻质尾部蒸馏塔中而再循环。

8.根据权利要求3的方法，其中由所述硅烷回收分离单元产生的贫硅烷的塔底馏分中的硅烷量为由所述重质尾部蒸馏塔产生的贫硅烷塔底馏分中硅烷的小于约10重量%，小于约7.5重量%，小于约5重量，小于约2.5重量%或小于约1%。

9.根据权利要求3的方法，其中由所述轻质尾部蒸馏塔产生的塔顶馏分和由所述硅烷回收分离单元产生的贫硅烷的塔底馏分中的硅烷总量为所述含硅烷料流中硅烷的小于约15重量%，小于约10重量%，小于约5重量%或小于约3重量%。

10.根据权利要求3的方法，其中所述进料流和由所述重质尾部蒸馏塔产生的富含硅烷的塔顶馏分包含乙烯，且其中将由所述重质尾部蒸馏塔产生的富含硅烷的塔顶馏分引入吸收器中以移除一部分乙烯并形成贫乙烯出料流。

11.根据权利要求10的方法，其中所述吸收器包括导致一部分乙烯与硅烷反应并形成乙基硅烷的分子筛，其中所述方法进一步包括将包含乙基硅烷的贫乙烯出料流引入乙基硅烷蒸馏塔中以产生相对于由所述吸收器产生的贫乙烯出料流而言贫乙基硅烷且包含纯化硅烷产物的塔顶馏分和富含乙基硅烷的塔底馏分。

12.根据权利要求11的方法，其中通过将所述富含乙基硅烷的塔底馏分引入所述轻质尾部蒸馏塔中而将所述富含乙基硅烷的塔底馏分再循环。

13.根据权利要求2-12中任一项的方法，其中由所述硅烷回收蒸馏塔产生的贫硅烷的塔底馏分在从所述硅烷回收蒸馏塔排出时的温度为约70-约130°C或约85-约105°C。

14.根据权利要求2-13中任一项的方法，其中所述硅烷回收蒸馏塔在约约1500-约2600kPa(约220-约380psi绝对压力)或约1700-约2200kPa(约250-约320psi绝对压力)的塔顶压力下操作。

15.根据权利要求3的方法，其中所述进料流的各组分基本上不发生任何反应，直至作为由所述轻质尾部蒸馏塔产生的塔顶馏分、作为由所述重质尾部蒸馏塔产生的富含硅烷的塔顶馏分、由所述硅烷回收分离单元产生的富含硅烷的塔顶馏分和由所述硅烷回收分离单元产生的贫硅烷的塔底馏分排出。

16.根据权利要求1-15中任一项的方法，其中所述含硅烷料流基本上不含碱金属或碱土金属硅烷。