[发明专利]一种基于烷烃与硅烷反应的SiC-CVD制程尾气为反应循环气FTrPSA可调节方法

权利要求书

1.一种基于烷烃与硅烷反应的SiC-CVD制程尾气为反应循环气FTrPSA可调节方法，其特征在于，包括如下步骤：

原料气，以甲烷（CH4）或丙烷（C3H8）为主要的碳（C）源，以硅烷（SiH4）为硅（Si）源进行化学气相沉积（CVD）制备碳化硅（SiC）晶体或衬底上外延生长的无氯制程中的尾气，其主要组成为氢气（H2）、甲烷（CH4）、硅烷（SiH4），少量的碳二及碳二以上组分的烷烃（C2+），微量的一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）、高硅烷烃，以及二氧化硅（SiO2）和碳（C）微细颗粒，压力为常压或低压，温度为常温。

2.预处理，原料气经增压送入由除尘器、除颗粒过滤器、除油雾捕集器组成的预处理单元，在0.2~0.3MPa压力与常温的操作条件下，先后脱除尘埃、颗粒、油雾、部分高烷烃、高硅烷类杂质，形成的净化原料气经冷热交换至30~80℃、经加压至0.6~1.0MPa后进入下一个工序——中温变压吸附工序。

3.中温变压吸附，将来自预处理工序的净化原料气，进入由至少4塔组成的多塔变压吸附工序，吸附塔的操作压力为0.6~1.0MPa，操作温度为30~80℃，至少一个吸附塔处于吸附步骤，从处于吸附步骤的吸附塔顶部流出的非吸附相气体为中间气体，经过冷热交换至5~20℃后进入下一工序——浅冷变压吸附浓缩，从处于解吸步骤的吸附塔底部流出的富碳二气体，其中主要包括CO2、C2+以及少量的H2/CH4/SiH4，经加压后进入后续的中浅温冷凝工序。

4.浅冷变压吸附浓缩，来自中温变压吸附工序5~20℃、0.6~1.0MPa的中间气体，进入至少由4塔组成的多塔变压吸附浓缩工序，吸附塔的操作压力为0.6~1.0MPa，操作温度为5~20℃，至少一个吸附塔处于吸附步骤，其余吸附塔处于解吸再生步骤，从处于吸附步骤的吸附塔顶流出的非吸附相气体为甲烷氢气体，进入下一工序——吸附净化，从处于解吸步骤的吸附塔底所形成的吸附相气体为浓缩气体，与来自后续的吸附净化后的净化甲烷氢气体，按配比进行混合，作为基于烷烃与硅烷反应的SiC-CVD晶体或薄膜外延生长制程的循环反应气循环使用，其中，浅冷变压吸附浓缩工序的吸附剂采用活性氧化铝、硅胶、活性炭、分子筛的一种或组合，解吸时采用置换与抽真空再生，置换气体来自后续的中浅冷精馏工序的粗硅烷气体，以调节反应循环气中的C/Si比，满足SiC-CVD制程的需要。

5.吸附净化，来自浅冷变压吸附浓缩工序的甲烷氢气体，经过精密过滤后进入由2个或3个吸附塔组成的吸附净化工序，在操作温度5~20℃，操作压力小于1.0MPa下进行吸附，进一步净化脱除其中微量的CO，形成净化后的净化甲烷氢气体，一部分与浅冷变压吸附浓缩工序的浓缩气体按合适的配比进行混合，作为反应循环气返回至SiC-CVD晶体或薄膜外延生长制程中循环使用，一部分作为燃料气供加热使用。

6.中浅温冷凝，来自中温变压吸附工序的富碳二气体，经过精细过滤去除微细颗粒后经冷热交换至-35~-10℃、加压至1.0~2.5MPa，进入操作温度为-35~-10℃的中浅冷冷凝器，从冷凝器逸出不凝气体，经冷热交换器至温度为5~20℃、直接或经减压至小于1.0MPa后，或返回至浅冷变压吸附浓缩工序，或作为燃料气供加热使用，从冷凝器流出的富含SiH4/C3H8及微量的易冷凝的杂质组分包括二氧化碳（CO2）的被冷凝流体，直接进入到下一个工序——中浅冷精馏。