[发明专利]三卤硅烷精制设备

说明书

技术领域

本申请涉及三卤硅烷精制设备和三卤硅烷精制方法。

背景技术

制备为单晶硅来源的多晶硅的方法主要可以分为Siemens技术和流化床反应器(FBR)技术。此处，通过Siemens技术制备的多晶硅占全世界总产量的90％。

Siemens技术包括使用三氯硅烷作为来源的方法以及使用单硅烷作为来源的方法。此处，单硅烷的问题在于，它是高度易爆的，在制造过程中产生大量的副产物。因此，使用三氯硅烷的技术在相关领域广泛使用。

专利文件1公开了精制上述三氯硅烷的方法。然而，包括专利文件1的现有技术文件中公开的方法的问题在于，在产品的生产过程中消耗过量的能量，并且生产的产品纯度较差。

<现有技术文件>

专利文件1：日本专利特开公布No.2002-234721。

发明内容

技术目的

本申请旨在提供三卤硅烷精制设备和三卤硅烷精制方法。

技术方案

示例性的三卤硅烷精制设备可以包括安装以使包含三卤硅烷的进料流入的分隔壁蒸馏塔(DWC)，以及连接到所述分隔壁蒸馏塔的第一蒸馏塔。所述分隔壁蒸馏塔可以具有形成于其中的至少一个进口和至少三个出口。三卤硅烷精制设备的分隔壁蒸馏塔可以设计成使得进料可以通过进口引入，含有精制的三卤硅烷的流出物可以通过三个出口中的一个排出。

例如，所述三卤硅烷可以为三氯硅烷。引入分隔壁蒸馏塔的三卤硅烷，例如三氯硅烷，可以使用相关领域已知的常规方法制备。例如，三氯硅烷可以通过使金属硅和盐酸(通常为气相)在例如大约300℃至大约400℃的高温下反应来制备。除了三氯硅烷之外，通过上述方法制备的含有三氯硅烷的反应产物包含氢、未反应的盐酸或氯硅烷，例如四氯硅烷或二氯硅烷。

三卤硅烷精制设备中包括的分隔壁蒸馏塔为所谓的设计来处理含有具有低沸点、中沸点和高沸点的三种组分的进料的设备。在热力学方面，所述的分隔壁蒸馏塔为所谓的类似于Petlyuk蒸馏塔的设备。Petlyuk蒸馏塔设计成具有如下结构：其中，初级分离器与主分离器被热集成，使得低沸点物质和高沸点物质可以在初级分离器中初步分离，存在于初级分离器的塔上部和塔下部的组分可以流入主分离器的进料板，低沸点物质、中沸点物质和高沸点物质能够最终在主分离器得以分离。此外，所述分隔壁蒸馏塔配置有安装在塔中的分隔壁，使得初级分离器集成入主分离器中。

图1为示出根据一个示例性实施方案的分隔壁蒸馏塔100的示意图。如图1所示，根据一个示例性实施方案的蒸馏塔100可以具有如下结构：其中，蒸馏塔100的内部被分隔壁101分隔，并且其上部和下部分别形成有冷凝器102和再沸器103。分隔壁蒸馏塔100的内部可以假想由图1所示的虚线分隔，例如，分隔成上部塔区104、下部塔区105、初分离区106和主分离区107。术语“上部塔区”指如图1所示的蒸馏塔100的上部区域，即，没有分隔壁形成的104区，术语“下部塔区”指如图1所示的蒸馏塔100的下部区域，即，没有分隔壁形成的105区。另外，术语“初分离区”可以指106区，如图1所示，其中供应进料F的进口存在于分隔壁101分隔的空间中，术语“主分离区”可以指107区，如图1所示，其中流出流出物EM的出口存在于分隔壁101分隔的空间中。通常，当进料F中的组分分成低沸点组分、中沸点组分和高沸点组分时，低沸点组分和高沸点组分可以主要在分隔壁蒸馏塔100的初分离区106中分离，中沸点组分可以主要在主分离区107中分离。

除非另外明确指明，术语“低沸点组分”、“中沸点组分”和“高沸点组分”可以用作相对概念，例如，可以指通过将进料中存在的各组分根据沸点分成大约三等份所定义的组分，或在操作分隔壁蒸馏塔时分别通过第一出口至第三出口流出的组分(将之后说明)。在后者的情况下，通过第一出口流出的组分(例如，图1所示的EU)可以定义为低沸点组分，通过第二出口流出的组分(例如，图1所示的EM)可以定义为中沸点组分，通过第三出口流出的组分(例如，图3所示的ED)可以定义为高沸点组分。