多晶硅二氯二氢硅反应精馏和固定床反应器技术经济对比
多晶硅中二氯二氢硅反歧化综述
二氯二氢硅歧化反应的综述摘要：二氯二氢硅（Dichlorosilane ,简称DCS）是多晶硅行业中产生的废料之一，如何充分利用二氯二氢硅，减少污染，增加三氯氢硅的产量，是多晶硅行业中比较重要的问题之一。
本文详细综述了国内外二氯二氢硅歧化反应的有关技术，并对二氯二氢硅歧化反应的催化剂进行了详细的叙述，为今后进一步研究二氯二氢硅的歧化反应提供了理论依据。
关键词：二氯二氢硅，歧化，多晶硅英文摘要：Dichlorosilane is one of the by-products from the reaction of at least one of meatallurgical silicon and silicon tetrachloride with at least one of anhydrous hydrogen chloride and hydrogen to produce trisilane.It is important to the silicon industry how to take advantage of the dichlorosilane. This paper introduced the dispropornation of dichlorosilane to produce trichlorosilane and summarized the dispropornation catalyst. Through this paper, it provided a theoretical basis for the further research of the dichlorosilane dispropornation.二氯二氢硅(又名二氯硅烷，Dichlorosilane ，简称DCS），分子式SiH2Cl2，无色，剧毒，腐蚀性，易燃，带有刺激性的盐酸味，常温下呈液化的气体。
反歧化反应精馏处理二氯二氢硅
摘要 ： 利用二氯 二氢硅与 四氯化硅反歧化反应 生成三氯氢硅 的原 理 ， 提 出一 种用 于回收处 理二氯 二氢硅 的反应精 馏流程 ， 其特征是将 四氯化硅含量较高 的塔釜液通过 外部循环返 回到含有催化剂 的反应 段参与反应 。在建立反歧 化反应 精馏流程及相关工业试验装 置的基础上 ， 利用 Ａ ｓ ｐ ｅ ｎ Ｐ ｌ ｕ ｓ 软件 进行模 拟。理论 模型采 用平衡级 模型 ， 其 中
ＨＵＡＮＧ Ｇｕ ｏ － ｑ ｉ ａ ｎ ｇ，Ｓ ＵＮ Ｓ ｈ ｕ ａ ｉ － ｓ ｈ ｕ ａ ｉ
（ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｃ ｈ ｅ ｍ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｔ ｉ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｔ ｉ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ ３ ０ ０ ０ ７ ２ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
反应模 型考虑了主反应 的动力学影 响和副反应的化学平衡 限制 。模拟结果 和工业试验 数据吻合 良好 ， 该流程能将
二氯 二氢 硅转化为高价值 的三氯氢硅 ， 二氯二氢硅转 化率高达 ９ ８ ． ６ ％， 三氯氢硅纯度可达 ９ １ ． ６ ％。在此基础上 ， 优 化反应精馏 操作参数 ， 考 察了进料位置 、 持 液量 、 回流量 和进料 摩尔 比对产 品纯度 的影响 ， 确定 了各 变量 的最 佳值 ，
ＤＯＩ ： １ ０． ３ ９ ６ ９ ／ ｉ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ５ － ９ ９ ５ ４． ２ ０ １ ４ ． ０ １ ． ０ ０ ５
Ｒｅ ｄｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｒ ｅ ａ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｄ ｉ ｓ ｔ ｉ ｌ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｆ ｏ ｒ ｔ ｒ ｅ ａ ｔ ｉ ｇ ｄ ｉ ｃ ｈ ｌ ｏ ｒ ｏ ｓ ｉ ｌ ａ ｎ ｅ
反歧化装置介绍-2
二氯二氢硅反歧化技术介绍南京丰多工程技术有限公司2012年9月28日目录1.概述2.反岐化工艺3.工艺指标和条件4.成本及效益分析5.合作方式6.性能保证1.概述在西门子多晶硅工艺中, 会产生二氯二氢硅、硅烷等低沸点物质。
如果把二氯二氢硅循环回CVD 反应器，会产生不定型硅、菜花料等不利影响，当二氯二氢硅浓度过高时会影响安全生产。
如果把二氯二氢硅分离出来，因为二氯二氢硅是一种沸点只有8.2°C，自燃温度为58°C的强腐蚀有毒气体，不宜在现场长期存储。
采用洗涤除去二氯二氢硅，会消耗一定量的碱或石灰并消耗一定量的水。
二氯二氢硅反歧化技术不但可以处理二氯二氢硅，还可以得到三氯氢硅，同时也可以转化部分四氯化硅。
有良好的经济效益。
二氯二氢硅反歧化反应式如下：SiH2Cl2+ SiCl4= 2SiHCl3上述反应系在装有催化树脂的歧化反应器中完成，反应的单程转化率可达95%。
通过循环分离的方式可以完全转化二氯二氢硅。
该装置运行温度低，压力，能耗低。
氯硅烷的反歧化工艺是UCC在上世纪七十年代中期首先进行研发，经过多晶硅行业的多年生产改进，目前该工艺已经十分成熟。
江苏顺大多晶硅项目采用源自美国的反歧化工艺技术。
经过吸收、消化、再创新，建设了中国第一套反歧化装置。
经过三年多的生产改进，形成了有自主知识产权的高转化率反歧化工艺技术。
江苏顺大的氯硅烷的反歧化装置高效、安全、可靠。
目前，国内太阳能行业正处在冬季，成本压力比较大。
建设二氯二氢硅反歧化装置的投资少、占地面积小、见效快，是改良西门子法降低多晶硅生产的生产成本可行方案之一，有良好的经济效益和环保效益。
为了提高推进国内多晶硅行业生产技术水平，提高多晶硅生产的竞争力，江苏顺大期望在行业内广泛推广其成功的反岐化技术。
2.反岐化工艺2.1二氯二氢硅的产生在西门子多晶硅工艺中, 会产生二氯二氢硅、硅烷等低沸点物质，例如在三氯氢硅制备过程中，生产出的三氯氢硅含二氯二氢硅约1%；热氢化生产出的三氯氢硅也含1%左右的二氯二氢硅；在冷氢化生产出的三氯氢硅含2%左右的二氯二氢硅，CVD还原过程回收的三氯氢硅大约含2-4%的二氯二氢硅。
固定床,流化床,浆态床的优缺点
固定床反应器定义：气体流经固定不动的催化剂床层进行催化反应的装置。
特点：结构简单、操作稳定、便于控制、易实现大型化和连续化生产等优点,是现代化工和反应中应用很广泛的反应器.应用：主要用于气固相催化反应。
基本形式：轴向绝热式、径向绝热式、列管式。
固定床反应器缺点：床层温度分布不均匀；床层导热性较差；对放热量大的反应，应增大换热面积,及时移走反应热，但这会减少有效空间.流化床反应器（沸腾床反应器)定义：流体（气体或液体）以较高流速通过床层，带动床内固体颗粒运动，使之悬浮在流动的主体流中进行反应,具有类似流体流动的一些特性的装置。
应用：应用广泛，催化或非催化的气—固、液-固和气-液—固反应。
原理：固体颗粒被流体吹起呈悬浮状态,可作上下左右剧烈运动和翻动，好象是液体沸腾一样,故流化床反应器又称沸腾床反应器。
结构：壳体、气体分布装置、换热装置、气-固分离装置、内构件以及催化剂加入和卸出装置等组成。
优点:传热面积大、传热系数高、传热效果好。
进料、出料、废渣排放用气流输送，易于实现自动化生产。
缺点：物料返混大,粒子磨损严重；要有回收和集尘装置；内构件复杂；操作要求高等。
固定床：一、固定床反应器的优缺点凡是流体通过不动的固体物料形成的床层面进行反应的设备都称为固定床反应器，而其中尤以利用气态的反应物料，通过由固体催化剂所构成的床层进行反应的气固相催化反应器在化工生产中应用最为广泛.气固相固定床反应器的优点较多,主要表现在以下几个方面：1、在生产操作中，除床层极薄和气体流速很低的特殊情况外，床层内气体的流动皆可看成是理想置换流动,因此在化学反应速度较快,在完成同样生产能力时，所需要的催化剂用量和反应器体积较小。
2、气体停留时间可以严格控制，温度分布可以调节,因而有利于提高化学反应的转化率和选择性.3、催化剂不易磨损，可以较长时间连续使用。
4、适宜于高温高压条件下操作。
由于固体催化剂在床层中静止不动，相应地产生一些缺点：1、催化剂载体往往导热性不良,气体流速受压降限制又不能太大，则造成床层中传热性能较差，也给温度控制带来困难。
二氯二氢硅反歧化反应精馏工艺的模拟分析与控制
运行参数对比如表1所示，温度、压力及各组分的误 差均不超过5%。工业数据和模拟数据存在差异的原 因主要有以下两方面：一方面是由于工业上根据控
制结构调控反应精馏塔时存在时间差异，该塔并不
是时刻处于质量守恒的状态；另一方面由于工业中
催化剂活性降低和气液固三相接触导致实际的反
应转化率和分离效率与模拟数据存在一定的差异。
LI Chen-chen1,2, LU Ping*, CAO Jun-ya!, HUA Chao2,3, BAI Fang2,3
(1. School of Chemistry and Environmental Engineering, China University of Mining and Technology (Beijing), Beijing 100083, China; 2. Key Laboratory of Green Process Engineering, Institute of Process Engineering, Chinese Academy of Science, Beijing
陆平(1980-),副研究员，硕士生导师，研究方向为高效精馏与提纯，电话：18501289940,E-mail：ipepinglu@。
第3期
李晨晨等：二氯二氢硅反歧化反应精馏工艺的模拟分析与控制
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行业的发展有着重要的意义。截至目前，主要通过 还原法叫反应沉积法化反歧化 ［5］等方法实现DCS的 回收利用,其中反歧化法是将DCS和STC在催化剂 的作用下反应生成TCS (见反应式⑴)，实现了改良 西门子法中DCS回收利用的循环闭路,成为目前处 理DCS的主要手段。
SiH2Cl2 + SiCl4 <==>2SiHCl3
多晶硅中二氯二氢硅反歧化综述
二氯二氢硅歧化反应的综述摘要：二氯二氢硅（Dichlorosilane ,简称DCS）是多晶硅行业中产生的废料之一，如何充分利用二氯二氢硅，减少污染，增加三氯氢硅的产量，是多晶硅行业中比较重要的问题之一。
本文详细综述了国内外二氯二氢硅歧化反应的有关技术，并对二氯二氢硅歧化反应的催化剂进行了详细的叙述，为今后进一步研究二氯二氢硅的歧化反应提供了理论依据。
关键词：二氯二氢硅，歧化，多晶硅英文摘要：Dichlorosilane is one of the by-products from the reaction of at least one of meatallurgical silicon and silicon tetrachloride with at least one of anhydrous hydrogen chloride and hydrogen to produce trisilane.It is important to the silicon industry how to take advantage of the dichlorosilane. This paper introduced the dispropornation of dichlorosilane to produce trichlorosilane and summarized the dispropornation catalyst. Through this paper, it provided a theoretical basis for the further research of the dichlorosilane dispropornation.二氯二氢硅(又名二氯硅烷，Dichlorosilane ，简称DCS），分子式SiH2Cl2，无色，剧毒，腐蚀性，易燃，带有刺激性的盐酸味，常温下呈液化的气体。
多晶硅还原炉还原过程能耗及预测解析
多晶硅还原炉还原过程能耗及预测解析发布时间：2021-05-14T06:43:18.719Z 来源：《中国科技人才》2021年第8期作者：葛俊远[导读] 在生产多晶硅的过程中，还原工艺具有较大能耗，还原工艺主要是利用还原炉，还原炉内部硅棒表面高温需要消耗较多的电能。
新特能源股份有限公司新疆乌鲁木齐 830011摘要：多晶硅还原炉的能量主要来源于硅棒电阻性发热，保障炉内发热温度在1100℃左右，在硅杆表面持续性的开展气相沉积反应，从而形成晶体硅。
在生产晶体硅中，硅棒直径逐渐变细，同时会变小电阻，技术人员通过调整电源系统的功率，可以满足还原炉硅棒的热量要求。
本文分析了多晶硅还原炉还原过程的能耗，同时开展预测解析，促进多晶硅企业生产发展。
关键词：多晶硅还原炉；还原过程；能耗分析；预测解析在生产多晶硅的过程中，还原工艺具有较大能耗，还原工艺主要是利用还原炉，还原炉内部硅棒表面高温需要消耗较多的电能。
多晶硅还原炉沉积生产阶段比较复杂，能耗时刻都在发生变化，因此在实际生产阶段很难预测下一刻的能耗，增加了生产控制难度。
因此本文分析了多晶硅还原炉还原过程的能耗，并且预测下一时段的能耗，提高还原沉积过程能耗控制性，保障工艺人员可以高效的控制还原炉操作。
可以对比预测内容和实际，及时发现多晶硅还原炉异常问题，保障多晶硅生产的持续性，避免浪费大量的能源。
一、多晶硅还原炉还原过程能耗和预测的背景半导体和电子信息以及太阳能产业的重要材料为硅材料，硅材料是世界重要的可再生能源，可以支持全区高科技和能源领域发展。
当前全区化石能源都面临着枯竭，需要利用太阳能代替化石能源。
但是光伏行业原料具有较高的成本，能源消耗比较大。
太阳能行业不断发展，也逐渐增加了硅材料的需求量，多晶硅生产关系到全世界光伏行业的发展。
【1】当前全球都面临着能源危机，不断大范围的开采不可再生能源，同时也在积极寻找可再生能源。
太阳能资源属于重要的代替能源，而多晶硅属于重要的原材料，在太阳能产业发展过程中发挥着重要的作用。
多晶硅生产主要工艺技术指标
多晶硅生产主要工艺技术指标多晶硅是一种重要的半导体材料，广泛用于太阳能电池、集成电路等领域。
多晶硅的生产工艺技术指标是评价生产工艺水平的重要指标，以下是多晶硅生产主要工艺技术指标的详细介绍。
固氯法是多晶硅生产的传统工艺，其主要技术指标包括：• 污染物含量：多晶硅要求高纯度，所以污染物含量是一个重要指标。
主要污染物包括铁、铝、钠等。
优质多晶硅要求铁含量低于10ppmw，铝、钠等含量低于0.1ppmw。
•收率：制备多晶硅的收率是衡量工艺的重要指标。
目前，固氯法制备多晶硅的收率可达到20%以上，优良工艺可达25%以上。
•产品质量：多晶硅的晶体结构决定了其电学性能。
所以，产品的纯度、晶粒大小、晶体结构等也是工艺指标。
氯化气相法是近年来发展起来的多晶硅制备工艺，其主要技术指标包括：•氯化反应器参数：氯化气相法的核心是氯化反应器，反应器的设计和参数决定了工艺的效果。
主要参数包括反应温度、反应器的直径和高度、反应器过程中的气流速度等。
•气相传输效率：氯化气相法制备多晶硅需要通过蒸发和冷凝过程中的气体传输，气体传输的效率也是一个指标。
化学气相沉积是一种新型的多晶硅制备工艺，其主要技术指标包括：• 沉积速率：化学气相沉积法制备多晶硅需要较快的沉积速率，以提高生产效率。
一般来说，沉积速率应大于1um/min。
•沉积温度：化学气相沉积法对沉积温度要求较高，一般在600-650℃之间。
•沉积均匀性：多晶硅的沉积均匀性影响其电学性能，所以化学气相沉积法的均匀性也是一个重要指标。
总结：多晶硅生产的工艺技术指标主要包括污染物含量、收率、能耗、产品质量等。
不同的制备工艺有不同的指标要求，但都追求高纯度、高收率、低能耗的目标。
未来，随着技术的不断发展，多晶硅生产工艺技术指标也会不断提高，以满足市场的需求。
多晶硅中二氯二氢硅反歧化综述
二氯二氢硅歧化反应的综述摘要：二氯二氢硅（Dichlorosilane ,简称DCS）是多晶硅行业中产生的废料之一，如何充分利用二氯二氢硅，减少污染，增加三氯氢硅的产量，是多晶硅行业中比较重要的问题之一。
本文详细综述了国内外二氯二氢硅歧化反应的有关技术，并对二氯二氢硅歧化反应的催化剂进行了详细的叙述，为今后进一步研究二氯二氢硅的歧化反应提供了理论依据。
关键词：二氯二氢硅，歧化，多晶硅英文摘要：Dichlorosilane is one of the by-products from the reaction of at least one of meatallurgical silicon and silicon tetrachloride with at least one of anhydrous hydrogen chloride and hydrogen to produce trisilane.It is important to the silicon industry how to take advantage of the dichlorosilane. This paper introduced the dispropornation of dichlorosilane to produce trichlorosilane and summarized the dispropornation catalyst. Through this paper, it provided a theoretical basis for the further research of the dichlorosilane dispropornation.二氯二氢硅(又名二氯硅烷，Dichlorosilane ，简称DCS），分子式SiH2Cl2，无色，剧毒，腐蚀性，易燃，带有刺激性的盐酸味，常温下呈液化的气体。
二氯二氢硅的制备的方法
二氯二氢硅的制备的方法二氯二氢硅听起来是不是有点让人头大？别急，这个名字虽然复杂，但一说起它，实际上我们离它可不远。
你可能想，哎，这玩意儿是做什么的？它就是咱们日常生活中常见的硅化物之一，尤其在工业上有不少用处。
不过，说到怎么做出这玩意儿，咱们就得从化学的角度来瞅瞅。
简单来说，二氯二氢硅的制备过程就像做饭一样，有几个步骤，不复杂，但是你得掌握好火候。
二氯二氢硅的核心成分是硅和氢，外面包裹着两个氯原子。
要是想要把它做出来，最常见的做法就是通过氯化硅的方法，也就是用氯气和硅反应。
这和你平常做菜用盐调味差不多，氯气就是这个“盐”。
硅这个材料在地球上是很常见的，大多数石英、沙子中就有它的身影。
所以，你不需要去太远的地方寻找它，咱们身边的材料就能派上用场。
好啦，开始了。
你得准备一个反应容器，得是耐高温的那种。
不是随便拿个锅就能搞定的，毕竟这玩意儿反应得可不温柔。
然后，往里面放入纯硅粉末。
这时候，加入氯气，氯气得是要通过管道慢慢进入容器里，不能一股脑的倒进去。
你可能会问，氯气不有毒吗？那当然有，不过化学反应就是这么个事儿，玩命是常态。
所以，做这东西时一定要在通风好的地方，最好戴上手套和口罩，安全第一。
当硅粉和氯气发生反应时，温度会突然升高。
这时候，反应生成的物质就是二氯二氢硅了。
整个过程其实就像你往锅里放入油一样，油热了就开始冒烟，硅和氯的反应就像这油锅翻腾一样。
只不过，咱们不想要的是乱七八糟的东西，而是纯净的二氯二氢硅。
反应结束后，二氯二氢硅一般呈液态，这时候你就可以把它从反应器里收集起来了。
注意，一定要冷却之后才能处理，不然你手一抖，别说是二氯二氢硅，连自己也会被烫成“二百五”！等它冷却成液体后，就可以进行分离和提纯了。
这一步其实和过滤咖啡差不多，你需要把反应过程中可能存在的杂质给清除掉，保证最后得到的二氯二氢硅尽可能纯净。
提纯的方法一般是通过蒸馏。
蒸馏听起来高大上，其实就是用加热把二氯二氢硅从容器中蒸发出来，再通过冷凝装置把它凝结成液体。
反歧化装置介绍-2
二氯二氢硅反歧化技术介绍南京丰多工程技术有限公司2012年9月28日目录1.概述2.反岐化工艺3.工艺指标和条件4.成本及效益分析5.合作方式6.性能保证1.概述在西门子多晶硅工艺中, 会产生二氯二氢硅、硅烷等低沸点物质。
如果把二氯二氢硅循环回CVD 反应器，会产生不定型硅、菜花料等不利影响，当二氯二氢硅浓度过高时会影响安全生产。
如果把二氯二氢硅分离出来，因为二氯二氢硅是一种沸点只有8.2°C，自燃温度为58°C的强腐蚀有毒气体，不宜在现场长期存储。
采用洗涤除去二氯二氢硅，会消耗一定量的碱或石灰并消耗一定量的水。
二氯二氢硅反歧化技术不但可以处理二氯二氢硅，还可以得到三氯氢硅，同时也可以转化部分四氯化硅。
有良好的经济效益。
二氯二氢硅反歧化反应式如下：SiH2Cl2+ SiCl4= 2SiHCl3上述反应系在装有催化树脂的歧化反应器中完成，反应的单程转化率可达95%。
通过循环分离的方式可以完全转化二氯二氢硅。
该装置运行温度低，压力，能耗低。
氯硅烷的反歧化工艺是UCC在上世纪七十年代中期首先进行研发，经过多晶硅行业的多年生产改进，目前该工艺已经十分成熟。
江苏顺大多晶硅项目采用源自美国的反歧化工艺技术。
经过吸收、消化、再创新，建设了中国第一套反歧化装置。
经过三年多的生产改进，形成了有自主知识产权的高转化率反歧化工艺技术。
江苏顺大的氯硅烷的反歧化装置高效、安全、可靠。
目前，国内太阳能行业正处在冬季，成本压力比较大。
建设二氯二氢硅反歧化装置的投资少、占地面积小、见效快，是改良西门子法降低多晶硅生产的生产成本可行方案之一，有良好的经济效益和环保效益。
为了提高推进国内多晶硅行业生产技术水平，提高多晶硅生产的竞争力，江苏顺大期望在行业内广泛推广其成功的反岐化技术。
2.反岐化工艺2.1二氯二氢硅的产生在西门子多晶硅工艺中, 会产生二氯二氢硅、硅烷等低沸点物质，例如在三氯氢硅制备过程中，生产出的三氯氢硅含二氯二氢硅约1%；热氢化生产出的三氯氢硅也含1%左右的二氯二氢硅；在冷氢化生产出的三氯氢硅含2%左右的二氯二氢硅，CVD还原过程回收的三氯氢硅大约含2-4%的二氯二氢硅。
多晶硅生产系统内二氯二氢硅的产生与利用
多晶硅生产系统内二氯二氢硅的产生与利用肖荣晖，赵雄【摘要】[摘要] 简单介绍了二氯二氢硅的生产方法，以1 000 t多晶硅生产系统为例，计算出还原工序、四氯化硅氢化工序、三氯氢硅合成工序以及整个系统二氯二氢硅的生成量，对多晶硅系统副产二氯二氢硅的利用进行了讨论。
【期刊名称】中国有色冶金【年(卷),期】2014(043)004【总页数】4【关键词】[关键词] 多晶硅；二氯二氢硅；生产；利用多晶硅0 引言二氯二氢硅是一种高附加值产品，分子量101，沸点8.2 ℃，熔点-122.0 ℃，常温下存储于高压罐中，呈液化气体状态，25 ℃液体密度为1 250 kg/m3，极易水解，在空气中冒白烟，有盐酸气味，水分存在下有极强的腐蚀性。
二氯二氢硅主要应用在外延硅和多晶硅的生长、硅化钨等的化学气相沉积及高性能太阳能电池等领域。
目前大多数多晶硅生产企业都采用西门子工艺。
此工艺中的硅主要由三氯氢硅和氢气的混合气在热载体上生长而成，但部分三氯氢硅并没有生成多晶硅而是生成了四氯化硅和二氯二氢硅。
四氯化硅和二氯二氢硅都是副产品，如果不能循环利用，将使硅产品的生产成本显著提高，并存在一定的安全环保问题。
目前，四氯化硅的循环利用已经通过冷氢化技术解决，即将四氯化硅、硅粉和氢气在一定压力和温度条件下转化成三氯氢硅；而二氯二氢硅的循环利用目前还没有很好地解决。
1 二氯二氢硅的生产方法目前二氯二氢硅的生产方法主要有三种：歧化法、氯化法和氢化法。
其中以歧化法最为成熟，国外多家多晶硅技术提供商已经掌握此项技术，但国内相关研究较少，还没有成功运行的经验。
1.1 歧化法三氯氢硅歧化法制备二氯二氢硅是目前应用较广泛的方法，反应方程式为：2SiHCl3=SiCl4+SiH2Cl2(1)该反应为可逆的2级反应，活化能为36.03 kJ/mol，催化剂采用阴离子交换树脂，二氯二氢硅的生成主要取决于保留时间，而与催化剂粒度无关。
1.2 氯化法歧化法中二氯二氢硅的收率低，同时副产大量四氯化硅，因而不经济。
多晶硅生产中精馏工艺优化研究
43第2卷 第34期多晶硅生产中精馏工艺优化研究王共远（江苏中能硅业科技发展有限公司，江苏 徐州 221000）摘要：高质量的多晶硅材料在各行业中都有着广泛的应用，因此，文章对多晶硅生产中的精馏工艺优化进行了探讨。
首先列举了传统的多晶硅生产精馏工艺，而后对工艺中存在的问题进行了分析，并对各工艺环节的优化改进措施进行了详细阐述，以期促进多晶硅生产质量的提升和能耗的降低。
关键词：多晶硅；三氯氢硅；精馏工艺；工艺优化中图分类号：TQ127.2 文献标识码：A 文章编号：2096-6164（2020）34-0043-02在多晶硅的生产过程中，其重要的中间产物是三氯氢硅，显然，三氯氢硅的质量直接决定着多晶硅的质量，而决定多晶硅质量的关键因素则是三氯氢硅的精馏工序。
为此，必须在三氯氢硅的精馏工艺方面上进行研究，以进行工艺优化，这对于降低生产成本、提高产品的生产效率和质量而言，都有着非常重要的作用。
1 传统的多晶硅生产精馏工艺1.1 合成工艺由于三氯氢硅是多晶硅生产过程中的重要中间产物，因此三氯氢硅的精制过程就等同于多晶硅的精馏过程。
三氯氢硅的合成过程中，其主要原料是氯硅烷，将氯硅烷通过粗馏系统和精馏系统，就能够实现氯硅烷的提纯，进而提高三氯氢硅的纯度[1]。
具体来看，该工艺的具体操作流程主要分为以下三个步骤：首先，将氯硅烷加入到粗馏系统当中，在粗馏系统中的催化剂作用下，氯硅烷分解为三氯氢硅和四氯化硅；然后，反应物中大部分杂质都会在粗馏系统中得到去除，同时分离出三氯氢硅，使得三氯氢硅的纯度显著提升；最后，将三氯氢硅输送到精馏系统当中，进行一系列处理，最终使得三氯氢硅的纯度满足精制要求。
1.2 还原工艺在三氯氢硅得到提纯后，就要将其输送到精馏塔中进一步提纯，分离出三氯氢硅中残存的四氯化硅，以获得纯度较高的多晶硅生产原料。
具体来看，该工艺分为以下三个步骤：首先，将精制三氯化硅输送到第一个精馏塔中，通过三氯氢硅和四氯化硅物理性质的不同，将二者进行分离；其次，将分离出的三氯氢硅进一步输送到第二精馏塔中，确保三氯氢硅和四氯化硅杂质之间彻底分离，使三氯氢硅的纯度达到预期目标；最后，通过一系列的反复提纯操作中，技术人员需要数次检测提纯情况，确保提纯效果合格后，将原料输送到下一操作工序。
工艺因素对二氯二氢硅反歧化反应的影响
工艺因素对二氯二氢硅反歧化反应的影响作者：侯二林宋安宁秦渊博来源：《硅谷》2012年第17期摘要: 在特定催化剂作用下采用固定床的方法,消耗二氯二氢硅和四氯化硅生产出氯硅烷(三氯氢硅和四氯化硅的混合物)。
分别研究四氯化硅、三氯氢硅在不同配比和温度下对氯硅烷二氯二氢硅的影响。
采用气相色谱对三氯氢硅的体积分数进行测试。
结果表明,当反应压力0.9MPa(G)、反应温度80℃时,二氯二氢硅的转化率达到极大值。
关键词: 氯硅烷;二氯二氢硅;四氯化硅二氯二氢硅又称为三氯硅烷、硅仿、硅氯仿。
纯净的三氯氢硅是无色或微黄色的透明可燃液体,有强烈的刺激性。
在空气中发生反应产生白色烟雾,遇水反应产生HCl气体,遇明火、高热时发生燃烧或爆炸,具有急性毒性不宜在现场长期存储。
在现场回收二氯二氢硅不仅可以解决多晶硅生产成本问题,也可以有效地消除安全隐患,而反歧化提供了一个二氯二氢硅的有效回收途径1 工艺过程简介上述反应系在装有碱性大孔催化树脂床的歧化反应器中完成,反应达到平衡后二氯二氢硅的转化率很低,为了提高转化率,就必须打破这一平衡。
其方法就是在歧化反应器中将未能参与反应的轻组分DCS移走,并及时地再次返回到歧化反应器中。
而含有DCS、STC和TCS的混合液通过两级精馏进行分离。
分离后以DCS为代表的轻组分返回歧化反应器中,反应产物TCS 回用到还原装置中,作为生产多晶硅的原料。
而以STC为代表的重组分作为反应物返回到歧化反应器中,参与下一阶段反应。
如此不断的循环,平衡被不断地打破,反应向TCS一侧进行,从而达到DCS全部回收利用的目的.主反应和副反应如下:主反应:副反应:2 结果与讨论2.1 在特定床层压力情况下不同配比不同温度对二氯二氢硅转化率的影响图1-3分别为恒温条件下二氯二氢硅进料比与二氯二氢硅转化率的关系图。
从图中可以看出,在床层温度不变的条件下,随着二氯二氢硅进料比的升高,二氯二氢硅的转化率呈现逐渐上升的趋势,当进料比达到接近1:10时,二氯二氢硅的转化率在此温度下呈现极大值。
二氯二氢硅反歧化装置在多晶硅生产中的应用
二氯二氢硅反歧化装置在多晶硅生产中的应用摘要：二氯二氢硅反歧化装置利用二氯二氢硅与四氯化硅的反歧化反应原理，可以有效地将二氯二氢硅转化成多晶硅生产原料三氯氢硅加以回收利用，降低二氯二氢硅对多晶硅生产的影响，对多晶硅生产节能降耗有着很重要的意义。
关键词：二氯二氢硅反歧化经济效益二氯二氢硅是多晶硅生产过程中产生的一种副产物，因其物化特性与多晶硅生产主原料（三氯氢硅）的差异，对多晶硅生产造成较大的影响。
如何充分利用二氯二氢硅，减少污染，降低多晶硅生产成本，是多晶硅生产行业中比较重要的问题。
近几年来，国内多家多晶硅生产厂家通过新建二氯二氢硅反歧化装置，已成功对装置中副产的二氯二氢硅进行了回收利用，取得了良好的经济效益和社会效益。
一、二氯二氢硅的物化特性二氯二氢硅（又名二氯硅烷、硅仿、硅氯仿，Dichlorosilane，简称DCS），分子式SiH2Cl2，纯净的三氯氢硅是无色或微黄色的透明可燃液体，有强烈的刺激性。
在空气中发生反应产生白色烟雾，遇水反应产生HCl气体，遇明火、高热时发生燃烧或爆炸，具有急性毒性不宜在现场长期存储。
常温下呈液化的气体。
二氯二氢硅在空气中易燃，燃烧后生成氯化氢和氧化硅。
加热至100℃以上时会自行分解而生成盐酸、氯气、氢气和不定性硅，施以强烈撞击时也会自行分解，在湿空气中产生腐蚀性烟雾。
与碱、乙醇、丙酮起反应，即使接触少量卤素或其他氧化剂也会发生激烈反应。
二氯二氢硅的毒性主要是由它在湿空气中的水解产物氯化氢引起的。
二、多晶硅生产中二氯二氢硅的来源及对生产的影响国内目前大数多晶硅生产厂家均采用改良西门子法生产工艺，该工艺在合成、CVD还原及四氯化硅氢化工序里均会产生一定量的副产物二氯二氢硅。
据国外研究机构表明，少量的二氯二氢硅在CVD还原过程中可以加快多晶硅沉积速度，且当达当其浓度达到一定范围（≤8%）后会达到自平衡，即二氯二氢硅生成量与分解量相当，但在实际生产过程中发现，随着生产装置运行时间加长，二氯二氢硅会逐步富积，一方面容易在CVD还原过程中在还原炉炉筒壁上产生无定形硅粉，使生产出的多晶硅质量受到很大影响；另一方面，因二氯二氢硅沸点较低，造成还原尾气分离塔操作极易超压，在实际生产过程中需经常进行人为泄压，不但造成物料、能量的大量损耗，而且因二氯二氢硅极易着火的特性，在处理排放气过程中经常会发生着火爆炸的事故。
反应精馏技术在二氯二氢硅逆歧化反应中的应用
反应精馏技术在二氯二氢硅逆歧化反应中的应用
张耀平;董燕军
【期刊名称】《内蒙古石油化工》
【年(卷),期】2013(000)012
【摘要】多晶硅生产过程中副产物二氯二氢硅,可在催化剂作用下与四氯化硅发生逆歧化反应生成三氯氢硅.通过利用反应精馏技术,使逆歧化反应与组分分离在同一台精馏塔中进行,简化了工艺流程,降低了生产过程中的能耗及物耗.通过模拟分析以及生产实试验确定了较优的生产操作参数.
【总页数】2页(P102-103)
【作者】张耀平;董燕军
【作者单位】内蒙古神舟硅业有限责任公司,内蒙古呼和浩特010070;内蒙古神舟硅业有限责任公司,内蒙古呼和浩特010070
【正文语种】中文
【中图分类】TM359
【相关文献】
1.反歧化反应精馏处理二氯二氢硅
2.二氯二氢硅反歧化反应制备三氯氢硅工艺的研究
3.多晶硅二氯二氢硅反应精馏和固定床反应器技术经济对比
4.二氯二氢硅反歧化反应精馏工艺的模拟分析与控制
5.三氯氢硅副产轻组分治理瓶颈被破解反歧化实现二氯二氢硅再利用
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二氯二氢硅综合应用研究进展
二氯二氢硅综合应用研究进展付绪光;陈其国;吕加南【摘要】详述了二氯二氢硅与四氯化硅进行反歧化反应制备三氯氢硅技术的研究进展,简述了二氯二氢硅在制备多晶硅、硅烷气、多晶硅薄膜、氮化硅薄膜和二氧化硅薄膜中的应用.【期刊名称】《氯碱工业》【年(卷),期】2019(055)005【总页数】4页(P29-32)【关键词】二氯二氢硅;反歧化反应;三氯氢硅;硅烷;多晶硅;氮化硅薄膜;二氧化硅薄膜【作者】付绪光;陈其国;吕加南【作者单位】江苏中能硅业科技发展有限公司,江苏徐州221004;江苏中能硅业科技发展有限公司,江苏徐州221004;先进硅材料制备技术国家地方联合工程研究中心,江苏徐州221000;江苏省多晶硅材料工程技术研究中心,江苏徐州221004;江苏中能硅业科技发展有限公司,江苏徐州221004【正文语种】中文【中图分类】TQ127.2多晶硅是电子信息产业和太阳能光伏产业的基础原料，目前85%以上的高纯多晶硅采用改良西门子法生产，在以三氯氢硅为原料的改良西门子法多晶硅生产过程中，约有2%的二氯二氢硅产生。
二氯二氢硅可以作为多晶硅生产原料，也可以进一步提纯作为特种气体应用于电子行业，以下综述了二氯二氢硅在多晶硅及电子特种气体方面的应用研究进展。
1 二氯二氢硅反歧化法制备三氯氢硅在国内，二氯二氢硅早期采用水解中和处理[1]，造成了原料浪费。
目前，多晶硅企业将二氯二氢硅和四氯化硅进行反歧化反应制备三氯氢硅，综合利用了二氯二氢硅和四氯化硅副产物，具有环保和经济双重效益。
二氯二氢硅反歧化反应的催化剂已基本一致，以胺基固载化的胺基树脂或胺盐作为反歧化催化剂[2]。
石安平等[3]在一套8 000 t/a二氯二氢硅反歧化精馏装置上研究了阴离子交换树脂结构的大孔径弱碱性催化剂催化二氯二氢硅反歧化制备三氯氢硅的最佳工艺条件，探讨了温度、物料配比、回流量、压力等因素对二氯二氢硅反歧化转化率的影响。
当二氯二氢硅进料量为800 kg/h时，反歧化最佳工艺参数如下：塔釜温度为90.5 ℃，四氯化硅与二氯二氢硅物质的量比为2∶1，反应床层温度为78 ℃，塔顶温度为48.5 ℃，回流量为7 000 kg/h，塔顶压力为(85±0.5) kPa。
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2019年10
月
多晶硅二氯二氢硅反应精馏和固定床反应器技术经济对比
姜利霞张志刚董丽萍（中国恩菲工程技术有限公司，北京100038）
摘要：多晶硅系统主要包括还原、冷氢化、精馏和还原尾气回收四部分，还原是将氢气与三氯氢硅在还原炉硅芯发热体表面上沉
积、生长多晶硅，冷氢化是将四氯化硅与硅粉、氢气在流化床反应器中转化成三氯氢硅。
在还原炉和流化床反应器中均产生副产物二氯二氢硅，需要将副产物二氯二氢硅和四氯化硅反歧化反应转化为对多晶硅有益的三氯氢硅。
文章从流程、设备、运行费用、运行稳定性等方面对多晶硅二氯二氢硅反应精馏和固定床反应器进行了技术经济对比，为多晶硅设计提供技术参考。
关键词：多晶硅；反应精馏；固定床
1二氯二氢硅反应精馏和固定床反应器技术方案
二氯二氢硅和四氯化硅反歧化反应的技术方案一般有固定床反应器+精馏塔和反应精馏两种方式。
固定床反应器+精馏塔是将反应器和精馏塔分别设置，流程见图1，具体为二氯二氢硅和四氯化硅经换热器冷却至反应温度，经缓冲罐和泵输送至固定床反应器，控制反应器的温度和压力，液态二氯二氢硅和四氯化硅发生反歧化反应生成三氯氢硅，三氯氢硅和未反应的二氯二氢硅、四氯化硅进入精馏塔提纯。
由于反歧化反应中，四氯化硅通入量较大，未反应比例较高，
精馏塔的主要功能是将含少量二氯二氢硅的三氯氢硅和四氯化硅分离，提纯后的四氯化硅侧线采出返回反应器，塔釜采出残液，塔顶为二氯二氢硅和三氯氢硅混合物。
图1固定床反应器+精馏塔流程图
反应精馏是将反应和精馏融合在反应精馏塔内，反应精馏塔中段内件采用结构催化剂，作为反歧化反应段，而反应精馏塔上段和下段作为精馏段和提馏段。
流程图见图2，
具体为二氯二氢硅和四氯化硅分别进塔，在反应段以气液两相形式接触
式反应，反应后物料在精馏段和提馏段提纯，未反应的四氯化硅侧线采出经冷却后返回反应段。
图2反应精馏塔流程图
2二氯二氢硅反应精馏和固定床反应器对比
二氯二氢硅反应精馏和固定床反应器分别从以下几方面对比：
（1）反应精馏主要特点是提高反应物转化率，充分利用反应热。
但从实际运行看，固定床反应器中二氯二氢硅反歧化的一次转化率高达95%，且反应放热较小，与精馏塔热量相比可忽略不计，反应精馏优势未充分体现。
（2）从冷却介质方面，反应精馏为保证反应段催化剂活性，反应精馏塔需降低温度，导致冷凝器冷源无法采用价格低廉的循环水，必须采用温度更低的冷源。
而固定床反应器+精馏塔方案中，反应器和精馏塔单独设置，精馏塔工艺参数灵活，冷凝器冷源可采用普通循环水。
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月
（3）从能耗方面，以二氯二氢硅处理量2300kg/h 为例，反应精馏塔冷冻水（按照10℃温差）和蒸汽消耗分别为200m 3/h 和4t/h ，固定床反应器+精馏塔普通循环水（按照10℃温差）和蒸汽消耗分别为110m 3/h 和2.2t/h ，固定床反应器+精馏塔的方式更节能。
（4）从设备和内件方面，以二氯二氢硅处理量2300kg/h 为例，反应精馏塔和固定床反应器+精馏塔的设备规格见表1，反应精馏塔为降低反应精馏塔塔顶塔底压差，保证催化剂反应活性，内件采用价格昂贵的填料。
而固定床反应器+精馏塔的反应器虽然增加了反应器，但内件选择较为灵活，由于组分分离容易，内件可采用廉价的筛板或浮阀塔，且投资较大的塔体规格降低，固定床反应器+精馏塔的总投资低于反应精馏塔。
表1反应精馏塔和固定床反应器+精馏塔设备规格对比设备塔体内件
催化剂（m 3）
反应器
反应精馏塔DN2000X45000mm
填料35
固定床反应器+精馏塔DN1500X35000mm
筛板或浮阀
11
DN1600X9000mm
（5）从运行稳定性和安全性方面，在催化剂再生时，反应精馏塔规格较大，塔内物料较多，填料内置换困难大，检修时间长，且整个反应精馏塔不能使用；而反应器规格小，反应器内物料较少，置换容易，当有反应器备用时，不影响提纯塔的正常运行。
转化率波动时，反应精馏对整个塔影响较大，而常规反歧化，经贮罐缓冲后影响较小。
当催化剂泄露时，催化剂在塔中相对难以固定，出现催化剂颗粒泄漏时处理难度大，而固定床反应器设备简单，结构相对成熟，催化剂泄漏时处理难度小。
3结语
固定床反应器+精馏塔的方式虽未利用反歧化反应热，但实际运行时可操作性、安全性、生产灵活性、稳定性等都更好。
参考文献：
[1]张耀平,董燕君.反应精馏技术在二氯二氢硅逆歧化反应中的应用[J].内蒙古石油化工,2003(12):102.
[2]石安平,王建鑫,田新衍.氯二氢硅反歧化反应制备三氯氢硅工艺的研究[J].有机硅材料,2015,29(6):483-486.
[3]武珠峰,郭小红,范协诚.三氯氢硅歧化法多晶硅生产工
艺的热力学分析[J].世界有色金属,2017(6):118-121.
油气管道储运技术发展
趋势分
林浩（河北省天然气有限责任公司,
河北石家庄050000）
摘要：我国的油气管道储运技术发展随着数字化管道、油气混输管道、完整性管理、HSE 管理等国际前沿技术以及相关的先进理念在我国的应用及发展的支持，已经进入了一个全新的发展阶段。
随着经济的较快发展，能源储备问题日益成为了国际性问题。
在我国，油气资源消耗与日俱增，能源短缺的状况日益加剧。
油气资源是国民经济发展的重要保障，解决油气资源短缺是我们建设经济中的重要环节。
文章主要针对我国当前油气资源短缺的状况，分析提高油气储运技术解决这一问题所面临的困难，列举在近些年来我国近些年来油气储运技术取得的发展成果，展望我国油气储运技术未来的发展趋势。
关键词：油气储运技术；能源短缺；新技术
1我国油气管道储运技术发展现状分析
1.1发展总体情况概述
目前，我国油气管道储运技术虽然取得了长足进步，但是核心技术上还与发达国家存在着较大的差距，这在一定程度上导致了我们国家油气资源的不必要消耗。
提高油气储运技术也就成为了我们国家应对能源浪费问题上的棘手难题，也是我们国家为了更好地保护能源资源、减少能源浪费必须要攻克的难关。
当前我国油气储运主要有油气管道输送技术、管道设计技术、地下储存技术三大核心技术，然而经济发展对于能源需求的压力，使得当下我国油气储运技术难堪重负，尚不能完全解决目前能源输送问题，未来市场输送需求更不能得到满足。
管道设计技术是我国油气储运技术长期存在的短板，在这个领域，我国与发达国家存在着较大差距。
同时，我们还存在实际能源运输经验的欠缺，除此之外，在材料技术的应用上我们也落后于发达国家。
面对长距离、大口径、高安全性、节约土地资源的技术发展方向，我们国家还需要更多的时间来提高。
地下储存是油气资源储存的主要方式，其技术主要包括地下储油库和地下储气库。
我们国家的油气储存技术相对落后且缺少经验。
同时我们核心技术的欠缺，尚不能自立根生，需要同其他国家加强合作。
1.2我国油气储运技术面临的困难
油气的运输与储存会受到诸如气候、管线所经地区自然地貌、能源维护等客观条件的影响，在实际的储运中，这些客观因素往往会导致能源原料的消耗。
此外，油气资源的运输和储存以及日常养护还会加剧能源蒸发和泄露，除了造成浪费以外，
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