[发明专利]制备三氯氢硅的装置

说明书

技术领域

本发明属于多晶硅生产技术领域，具体而言，本发明涉及一种制备三氯氢硅的装置。

背景技术

在改良西门子法生产多晶硅的工艺中，会有少量的副产物二氯二氢硅在精馏工段被分离出来。虽然二氯二氢硅也能作为原料在还原炉中进行反应生成多晶硅，但是需要单独一套还原体系，且二氯二氢硅的量不大，而且会有较多的无定形硅生成，效果不是很理想，很多企业都是直接将二氯二氢硅出售。

随着多晶硅生产规模的扩大，二氯二氢硅的量也多了起来，二氯二氢硅是一种易燃、易爆的危险化学品，贮存和运输都给企业带来了很大的负担，需要一种更好的处理二氯二氢硅的方法来处理二氯二氢硅。

因此，现有的处理二氯二氢硅的技术有待进一步研究。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种制备三氯氢硅的装置，该装置可以解决二氯二氢硅无法大规模处理的难题和二氯二氢硅转化率低的问题。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种制备三氯氢硅的装置，该装置包括：

精馏塔本体，所述精馏塔本体内自上而下依次限定出精馏区、反应区和蒸馏区；

四氯化硅入口，所述四氯化硅入口设置在所述精馏区和所述反应区之间；

二氯二氢硅入口，所述二氯二氢硅入口设置在所述反应区和所述蒸馏区之间；

重组分出口，所述重组分出口设置在所述蒸馏区的底部；

轻组分出口，所述轻组分出口设置在所述精馏区的顶部；

再沸器，所述再沸器具有液体入口和气体出口，并且所述液体入口与所述重组分出口相连，所述气体出口与所述蒸馏区相连；以及

冷凝器，所述冷凝器具有气态轻组分入口、回流液出口和三氯氢硅出口，所述气态轻组分入口与所述轻组分出口相连，所述回流液出口与所述精馏区相连。

根据本发明实施例的制备三氯氢硅的装置通过将蒸馏器、反应器和精馏塔整合到单塔中，解决了二氯二氢硅无法大规模处理的难题和二氯二氢硅转化率低的问题，并且将大量二氯二氢硅转化为高附加值的三氯氢硅(纯度大于99％)，同时通过整合，明显节省了设备投资和设备占地，从而节省了处理成本，另外，该装置运行压力和运行温度都较低，所用冷却介质为循环水，热源为水蒸气，使得装置在运行过程中安全可靠，并且该装置没有尾气排放，从而达到环保的目的。

另外，根据本发明上述实施例的制备三氯氢硅的装置还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述精馏区和所述蒸馏区内件分别独立地为筛板。由此，可以显著提高三氯氢硅的纯度。

在本发明的一些实施例中，所述精馏区的理论塔板数为15～18。由此，可以进一步提高三氯氢硅的纯度。

在本发明的一些实施例中，所述蒸馏区的理论塔板数为5～8。由此，可以显著提高蒸馏处理效率。

在本发明的一些实施例中，所述反应区包括催化剂层。由此，可以显著提高二氯二氢硅的转化率。

在本发明的一些实施例中，所述催化剂层高于2米。由此，可以进一步提高二氯二氢硅的转化率。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的制备三氯氢硅的装置结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。