三氯氫硅生產(chǎn)工藝

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1、.....三氯氫硅生產(chǎn)工藝三氯氫硅的生產(chǎn)大多采用沸騰氯化法，主要包括氯化氫合成、三氯氫硅合成、三氯氫硅精制等工序。氯氣和氫氣在氯化氫合成爐內(nèi)通過燃燒反應(yīng)生成氯化氫，氯化氫氣體經(jīng)空冷、水冷、深冷和酸霧捕集脫水后進(jìn)人氯化氫緩沖罐，然后送三氯氫硅合成爐。硅粉經(jīng)過干燥后加入到三氯氫硅合成爐，與氯化氫在300℃左右的高溫下反應(yīng)，生成三氯氫硅和四氯化硅。生成的粗三氯氫硅氣體經(jīng)過旋風(fēng)分離和除塵過濾后，進(jìn)入列管冷凝器進(jìn)行水冷和深冷，不凝氣通過液封送入尾氣洗滌塔，處理后達(dá)標(biāo)排放，冷凝液蒸餾塔分離提純，通常采用二塔連續(xù)提純，一塔塔頂排低沸物，二塔塔底排

2、高沸物四氯化硅，同時塔頂出三氯氫硅產(chǎn)品。%?0m&e6U7~!Z,B"Z;q+v第一節(jié)2B??@3e:{7r&N氯化氫合成工藝9a9f:i%i5I1

3、'U9E1.1氯化氫的性質(zhì)%O$Q(r:s4^.D6U#Z4E,c'a氯化氫是無色有刺激性氣體，熔點(diǎn)為-114.2℃，沸點(diǎn)為85℃，比熱容為812.24Jkg℃，臨界溫度為51.28℃，臨界壓力為8266kPa。干燥的氯化氫氣體不具有酸的性質(zhì)，化學(xué)性質(zhì)不活潑，只有在高溫下才發(fā)生反應(yīng)。氯化氫極易溶于水。在標(biāo)準(zhǔn)情況下1體積水可溶解500體積氯化氫，溶于水后即得鹽酸。由于三氯氫硅生產(chǎn)主要需

4、要氯化氫氣體，所以本文對鹽酸性質(zhì)不做深入研究。0c:%c;h??x1.2氯化氫合成條件$j2n.@4i*O1M:N"G氯化氫的合成是在特制的合成爐中進(jìn)行的。未了確保產(chǎn)品中不含有游離氯，氫氣要較氯氣過量15%~20%。實(shí)際生產(chǎn)的爐中火焰溫度在200℃左右。由于反應(yīng)是一個放熱反應(yīng)，為了不使反應(yīng)溫度過高，工業(yè)生產(chǎn)通過控制氯氣和氫氣的流量和在壁爐外夾套間通冷卻水的辦法控制氯化氫出爐溫度小于350℃。學(xué)習(xí)參考.....%v9G9W,}??i1c3M在生產(chǎn)中為確保安全生產(chǎn)，要求氫氣純度不小于98%和含氧不大于0.4%；氯氣純度不小于65%和含

5、氫不大于3%。0]-d5Q-l:x6y(h*D1.3氯化氫合成工藝1r+~'M7t#o/o/f氯化氫合成方程式：$c([4r4p3i4q#a;P6nCl2+H2→2HCl:E&W5U/Q*X1i2Y'B氯氣經(jīng)渦輪流量計(jì)計(jì)量氯氣(氯氣含量97%，壓力為0.5MPa)含量進(jìn)入氯氣緩沖罐。!J9G4?9d7S(L+]氫氣經(jīng)渦輪流量計(jì)計(jì)量氫氣(含量98%，壓力為0.09MPa)含量經(jīng)分水罐脫水與循環(huán)氫經(jīng)渦輪流量計(jì)進(jìn)入氫氣緩沖。0S,[(a5h2o+l-W:{經(jīng)過計(jì)量的氯氣和氫氣進(jìn)行流量調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)氯氣和氫氣的比值為1：1.04~1.10(體積

6、比)，送入二合一氯化氫石墨合成爐進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)生成的熱量通過合成爐夾套中的循環(huán)水帶走，反應(yīng)生成氯化氫氣體，通過3.6米長的石墨套管冷卻器，氯化氫氣體溫度降到165℃以下，送入石墨冷卻器用循環(huán)水冷卻，冷卻后氯化氫氣體溫度降至45℃左右，通入機(jī)前深冷氣經(jīng)冷凍水進(jìn)一步冷卻到-20℃~-30℃脫水。學(xué)習(xí)參考.....;P%e$K#S!

7、+J"v冷凍后的氯化氫氣體經(jīng)除霧器脫除氯化氫氣體中的霧滴后，經(jīng)機(jī)前加熱器加熱到15~25℃后，進(jìn)入氯化氫壓縮機(jī)使氯化氫氣體加壓到0.3~0.4MPa，后經(jīng)緩沖罐(V-103)緩沖進(jìn)入氯化氫深冷器，氯化氫氣體冷

8、卻到-15~-25℃,脫除氯化氫氣體中的酸水，在進(jìn)入V-105緩沖脫除氯化氫氣體夾帶的霧滴，氯化氫氣體經(jīng)加熱的(E-106)加熱后進(jìn)入流化床供流化床反應(yīng)使用。0t#b+H-r"y$X#z%l1.4氯化氫合成工藝簡圖：5}7g7]7}%c!r7y(d-n3J1x??e/?/n2]0X,X9a5Z'X1S9O)N$K9J;{"Q#A"P??~5P??^2n;D&n%m5q#F*[??Q)z%B/h-j(J)d第二節(jié)/o"Z??F"g*T#k(Z8N1F&T硅粉精制工藝4f,k)?4R,`(a7]#p2.1硅粉的性質(zhì)5M;z8o7`7l學(xué)

9、習(xí)參考.....硅的密度為2.329kgcm3，沸點(diǎn)為2355℃，熔點(diǎn)為1480~1500℃，在三氯氫硅生產(chǎn)中其水分小于200ppm。有水易于形成鹽酸，鹽酸因含有游離氫而腐蝕設(shè)備，其爆炸極限下限為160gcm3。1c7B??t0~8t硅在地殼中分部很廣，約占地殼總質(zhì)量的1/4，僅次于氧。主要分部于黑龍江、吉林。硅分無定形硅和晶體硅。晶體硅是灰色有光澤、硬而脆的固體，其結(jié)構(gòu)跟金剛石的結(jié)構(gòu)相似，也是一種原子晶體，硅的導(dǎo)電性能介于金屬和絕緣體之間，單晶硅是良好的半導(dǎo)體，可用來制作半導(dǎo)體器件，如硅整流器、晶體管和集成電路等。#J#?*j

10、8h??O2.2硅粉精制操作的目的及意義??n3g/f.I%O%G#d3c9m+V3d;Q硅粉精制是把會有一定量水分的硅粉在干燥爐內(nèi)同氮?dú)饬骰瘖A套蒸汽加熱進(jìn)行干燥，去掉水分，干燥后的硅粉含水量是影響三氯氫硅質(zhì)量的關(guān)鍵因素，因此，嚴(yán)格控