[发明专利]多晶硅生产方法及精馏系统

说明书

本发明提出的一种多晶硅生产方法及精馏系统，包括一级精馏装置、二级精馏装置、三级精馏装置、四级精馏装置、五级精馏装置、顶采收集管道、釜采收集管道，所述一级精馏装置的侧采出口与所述二级精馏装置的物料进口连接，所述二级精馏装置的侧采出口与所述三级精馏装置的物料进口连接，所述三级精馏装置的侧采出口与所述四级精馏装置的物料进口连接，所述四级精馏装置的侧采出口与所述五级精馏装置的物料进口连接，所述一级精馏装置、二级精馏装置、三级精馏装置、四级精馏装置、五级精馏装置的塔顶气相管道与顶采收集管道连接，塔釜采出管道与釜采收集管道连接，所述一级精馏装置、二级精馏装置、三级精馏装置、四级精馏装置、五级精馏装置均设置精馏塔，经过五级精馏，三硅纯度达到99.99％。

技术领域

本发明涉及光伏产业用多晶硅生产技术领域，尤其涉及多晶硅生产方法及精馏系统。

背景技术

在“双碳”背景下，光伏新能源行业的高速发展，带动多晶硅的发展突飞猛进。多晶硅一般是通过三硅进行制备。三硅是采用冷氢化法制备形成，冷氢化工艺是采用氢气和硅粉及氯化氢反应制备形成的粗三硅(粗SiHCl3)中，仅经过去除硅粉的初步处理后，三硅的含量只能达到50％左右，大部分的成分仍然为40％左右的二硅(即SiH2Cl2)和9.5％左右的四硅(即SiCl4)，以及其他C、B、P、Fe、Cu、Al等不可避免的杂质，需要进行精馏来提高三硅的纯度。现有生产工艺中，有采用两级精馏分离的、也有采用多级精馏分离的，但是这些精馏工艺中，需要将进入精馏系统的粗三硅初步分离至三硅含量至少达到90％，然后再由精馏系统二级或多级分离，得到99％及以上的三硅，这势必需要在精馏系统前端增加预分离的工艺或设备，导致生产周期长，设备复杂度高，投入大的问题。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种多晶硅生产方法及精馏系统。

一种多晶硅生产方法，包括以下步骤：

采用冷氢化法生产粗三氯氢硅混合物，其中混合物成分中，SiHCl3占比为50±2％、SiH2Cl2占比为40±2％、四氯化硅占比为10±2％；

将粗三氯氢硅混合物输送至一级精馏装置的物料入口，经过一级精馏，塔顶馏出二硅类轻组分，塔釜馏出四硅类重组份，塔中侧采采出三硅液相；

将采出的三硅液相进入二级精馏装置的物料入口，经过二级精馏，塔顶馏出二硅类轻组分，塔釜馏出四硅类重组份，塔中侧采采出三硅液相；

将采出的三硅液相进入三级精馏装置，经过三级精馏，在三塔塔顶馏出二硅和三硅混合的轻组分，塔釜馏出四硅和三硅混合的重组份，塔中侧采采出三硅液相；

将采出的三硅液相进入四级精馏装置，经过四级精馏，在四塔塔顶馏出以三硅为主的二硅和三硅混合的轻组分，塔釜馏出以三硅为主的四硅和三硅混合的重组份，塔中侧采采出三硅液相；

经过四级精馏采出的三硅液相进入五级精馏装置，经过五级精馏，在五塔塔顶馏出混有二硅的三硅轻组分，塔釜馏出混有四硅的三硅重组份，塔中侧采采出纯度达到99.99％的三硅液相；

将三硅液相还原制备得到多晶硅。

一种生产多晶硅的精馏系统，包括一级精馏装置、二级精馏装置、三级精馏装置、四级精馏装置、五级精馏装置、顶采收集管道、釜采收集管道，所述一级精馏装置的物料进口用于输入粗三硅，所述一级精馏装置的侧采出口与所述二级精馏装置的物料进口连接，所述二级精馏装置的侧采出口与所述三级精馏装置的物料进口连接，所述三级精馏装置的侧采出口与所述四级精馏装置的物料进口连接，所述四级精馏装置的侧采出口与所述五级精馏装置的物料进口连接，所述一级精馏装置、二级精馏装置、三级精馏装置、四级精馏装置、五级精馏装置的塔顶气相管道与顶采收集管道连接，所述一级精馏装置、二级精馏装置、三级精馏装置、四级精馏装置、五级精馏装置的塔釜采出管道与釜采收集管道连接，所述一级精馏装置、二级精馏装置、三级精馏装置、四级精馏装置、五级精馏装置均设置精馏塔。