[发明专利]一种四氯化硅的合成方法及其生产系统

权利要求书

1.一种四氯化硅的合成方法，该方法包括四氯化硅粗产品的生产步骤和精馏步骤，其特征在于：该四氯化硅粗产品的生产步骤以硅粉为主要原料，在不添加任何催化剂的状况下，与氯气进行气固直接法合成反应制备四氯化硅，反应器为流化床；控制反应温度为250~450℃，压力为0.05~0.5MPa，氯气的流化气速为0.05~0.15m/s；反应方程式为：

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2.根据权利要求1所述的一种四氯化硅的合成方法，其特征在于：所述的反应温度为250~350℃；所述的反应压力为0.05~0.3MPa；所述的氯气的流化气速为0.06~0.12m/s。

3.一种用于权利要求1或2所述的合成方法的生产系统，其特征在于：该系统包括生产装置和精馏装置，所述的生产装置包括氯气发生装置、硅粉加料装置（5）、流化床反应器（6）、旋风分离装置（10、11）、布袋式除尘器（12）、喷淋塔（14）和碱洗塔（18）；氯气发生装置连接流化床反应器（6）的进气口，硅粉加料装置（5）连接流化床反应器（6）的加料口，流化床反应器（6）的外层设置有加热夹套，流化床反应器（6）上部的出气口连接设有换热器（9），换热器（9）的出料口连接旋风分离装置（10、11），旋风分离装置（10、11）下部的排料口分别回流连接至所述的流化床反应器（6），旋风分离装置（10、11）上部的出气口连接所述的布袋式除尘器（12），布袋式除尘器（12）上部的出气口连接所述的喷淋塔（14），喷淋塔（14）上部的出气口连接设有冷凝器（16），冷凝器（16）的出料口连接设有四氯化硅粗品储罐（17），所述的四氯化硅粗品储罐（17）连接所述的精馏装置，所述的冷凝器（16）的出气口连接所述的碱洗塔（18）。

4.根据权利要求3所述的所述的生产系统，其特征在于：冷凝器（16）的出料口连接分支管路，分支管路一端连接所述的四氯化硅粗品储罐（17），另一端连接所述的喷淋塔（14）的喷头。

5.根据权利要求3所述的所述的生产系统，其特征在于：旋风分离装置包括一级旋风分离器（10）和二级旋风分离器（11），一级旋风分离器（10）上部的出气口连接所述的二级旋风分离器（11），一级旋风分离器（10）和二级旋风分离器（11）下部的排料口分别回流连接至所述的流化床反应器（6），二级旋风分离器（11）上部的出气口连接所述的布袋式除尘器（12）。

6.根据权利要求3所述的所述的生产系统，其特征在于：布袋式除尘器（12）的底部连接设有细粉回收罐（13）；所述的喷淋塔（14）的底部连接设有渣浆储罐（15）。

7.根据权利要求3所述的生产系统，其特征在于：氯气发生装置包括液氯储罐（1）、液氯汽化器（2）和真空缓冲罐（4），所述的液氯储罐（1）的出口与液氯汽化器（2）的入口之间设置有屏蔽泵（3）相连接，液氯汽化器（2）连接所述的真空缓冲罐（4）。

8.根据权利要求3所述的生产系统，其特征在于：硅粉加料装置（5）上面连接设有氮气管路（21），氮气管路（21）上设有阀门，将硅粉补加到流化床反应器（6）下部。

9.根据权利要求3所述的生产系统，其特征在于：精馏装置包括脱低塔（22）、精馏塔（28）和四氯化硅成品储罐（30），所述的四氯化硅粗品储罐（17）的出口与脱低塔（22）的入口之间通过设置第一屏蔽泵（21）相连接，脱低塔（22）的上部连接设有第一冷凝器（23），第一冷凝器（23）的出口连接设有低沸物储罐（24），所述的脱低塔（22）底部连有四氯化硅和高沸物储罐（26），四氯化硅和高沸物储罐（26）的出口和精馏塔（28）的入口之间通过设置第二屏蔽泵（27）相连接；所述的精馏塔（28）的上部连接设有第二冷凝器（29），第二冷凝器（29）的出口连接设有分支管路，分支管路一个分支通过设置阀门回流连接到精馏塔（28），另一个分支连接通过设置阀门所述的四氯化硅成品储罐（30）。

10.根据权利要求9所述的生产系统，其特征在于：精馏装置还包括水洗塔（34）的入口分别连接所述的低沸物储罐（24）和四氯化硅成品储罐（30）上的放空阀（25、31），水洗塔（34）的上部设有放空口（35），水洗塔（34）的下部设有储罐（36）；作为优选，所述的精馏塔（28）的下部设有再沸器（32），精馏塔（28）的下部连接设有高沸物储罐（33）；所述的储罐（36）连接设有水泵（37），水泵（37）循环连接到精馏塔（28）的上部喷淋。