三氯氢硅生产及工艺
三氯氢硅生产工艺的优化
许保 红 （亚洲 硅业 （青海 ）有 限公 司 ， 青海 西 宁 ８１０００７）
摘要 ：三氯氢硅是有机硅偶联 剂中最为基础 的单体，且是制备 多晶硅 的主要原料，常常用来合成芳基、烷基、有机硅烷 、有机 官能团氟硅 烷等 。在我们 的 日常生活与生产 中三氯氢硅有 着非常重要的作用。然 而现阶段 我国三氯氢硅 的生产工艺仍存在许 多不足，急需改进。为 此 ，本文将结合笔者实践经验 ，对三氯氢硅 生产工 艺及其相应 的优化策略进行分析。 关键 词 ：三氟 氢硅 ；生产 工艺 ；优化
（３）ｔ氯 氢硅 尾气 处置 三氯 氢硅 精馏 处理后 ，其 会 产生 包 含 兰氯氯 硅 、氯化 氯 以及 氢气二 种成 分的 混合 尾气 ，其 中氯 化 氢和氢 气为生 产三氯氢 硅的 重要 原料 。而三 氯氢硅和氯 化氢 为有毒 气体 ，故这 就要 求企 业必须 对该 尾气 进行 处 置回收 ，以 此避免浪 费 、环 境污染 以及 中毒事故 产生 。
（４ 以 利 用 ＡＳＰＥＮ ＰＬＵＳ、ＰＲＯ ＩＩ、ＣＩＩＥＭ ＣＡＤ 等 时 下 比 较 流 行 的流程模拟软 件进行 相关模拟 计算 ，以此可以确 定精馏操 作最 优 回流比 ，确定尾气 回收最优循环 量等重要操作 参数 。
③科 学控制 氯化 氧的 水含量 。第 ·，应 干燥 处理氯 化氢 的 合 成原料 ，特别是 其 中的氢 气原料 ，保 证氢 气干燥 器 出 ¨氧 气 的露 点控 制在 零 下４０℃左 右。第二二，采 用氯 气生产 环节 对氯 气 进行 干燥脱水 处理 。以此确保 气体状态 下的盐酸不 会埘ｉ氯 氢 硅 生产 管道造 成腐 蚀和堵 塞 。第 三 ，采 用零 下２０℃的冷 冻盐 水 对 未进 入三 氯氢硅 流化床 之前 的氯化 氧 气体进 行冷 却除水 处
四氯化硅生产三氯氢硅生产工艺流程
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三氯氢硅生产及工艺
性增长，０５ 国内外多晶硅需求量约 ２９ ｔ 到 ２０ 年 ．方 ，
２ １ 半导体 多 晶硅 和 太 阳能级 多 晶硅 的总需求量 ００年 将达 到 ６３万 ｔ ． 。国外 多晶硅 的生产 主要 集 中在 美 、
日、德三 国 ７家 生产 企 业 ， ０ ５年 多 晶硅 产 能 ２ ８ ２０ ．８
工 艺管 道泄漏 的危险性 ， 因为其贮量 大 ， 旦发 生泄 一
漏 ， 果不及 时堵漏 ， 如 影响会 不断扩大 。 贮罐区 因为冷 却用 水 的需要 ， 常有水存在 ， 经 泄漏 的 Ｓ Ｈ １遇水发 ｉＣ。
ＳＨ ｌ 的合 成是 在 ２０ ０ ℃ 的温 度 下 进行 ｉＣ ３ ８ ￣３０ 的， 已经超过了 ＳＨ Ｉ 的自 ｉＣ 。 燃温度 （ ５℃）在合成 １ ７ ， 过程 中如果 ＳＨ １发生 泄漏 ， ｉＣ 。 或者 空气进入 反应器 ， 极 易引起燃烧 、 炸或 中毒事 故 。并且 ＳＨ ｌ有毒 、 爆 ｉＣ 。 遇 水燃烧 ， 给火灾扑救带 来一定 的困难 。三氯氢硅 的 合成 、除尘和 精馏工 段，Ｃ 气体 缓冲罐 与合成炉之 ＨＩ 间应设止回 阀， 防止合成 炉的 ＳＨ Ｉ 回到缓冲罐 。 ｉＣ。 应
Ｗ Ｎ ａ ＿ Ｉ ， Ｉ ｅ ， Ｈ Ｎ ｏ ｇ ｆ ｎ Ａ Ｇ ｙｎ ｍ ｎ Ｌ Ｕ Ｌ ｉ ＳＥ Ｈ Nhomakorabeaｎ — ａｇ
（ｏ ｔ ｈ ｎ ｈ ｒ ａ ｅ ｔｃ ｌＧ ｏ ｐＡ Ｎ ｏ ， ｔ ， ｈ ｊ ａ ｈ ａ ｇ ０ ２６ ， ｈ ｎ ） Ｎ ｒｈ Ｃ ｉａ Ｐ ａ ｍ ｃ ｕ ｉａ ｒ ｕ ＩＯ Ｃ ． Ｌ ｄ Ｓ ｉ ｉ ｚ ｕ ｎ ５ １５ Ｃ ｉａ
再经精 馏提纯 ， 到乙烯基或 丙烯基 系列 硅烷偶 联剂 得 产 品。硅烷偶联 剂几乎可 与任何 一种材 料交联 ， 包括 热 固性 材料 、 塑性材 料 、 封 剂 、 胶 、 水性 聚合 热 密 橡 亲 物 以及无机材 料等 ， 在太 阳能 电池 、 玻璃 纤维 、 增强树 脂 、 密陶 瓷纤维和光 纤保护膜 等方面 扮演着 重要 角 精 色， 并在这些行 业 中发挥着 重要 作用 。 四氯化 硅 是三 氯氢硅生产 中的副产 品， 同样具 有广 阔的市场 需求 空
三氯氢硅合成工艺有关书
三氯氢硅合成工艺有关书一、三氯氢硅概述三氯氢硅（Trichlorosilane，简称TCS）是一种重要的有机硅原料，化学式为SiHCl3。
在化学工业中，三氯氢硅广泛应用于有机硅化合物的研究与生产。
此外，它还具有半导体材料、光导纤维等方面的应用价值。
二、三氯氢硅合成工艺原理三氯氢硅的合成主要采用硅粉与氢气在催化剂作用下，通过高温反应生成。
反应方程式为：Si + 3H2 -> SiHCl3。
在合成过程中，催化剂的选取、反应温度、压力等因素对三氯氢硅的产率和纯度有重要影响。
三、三氯氢硅合成工艺流程1.硅粉准备：选用高纯度的硅粉作为原料，并进行干燥处理，以保证反应的顺利进行。
2.催化剂制备：选择合适的催化剂，如镍、铑等，并进行预处理，使其具有较高的活性。
3.反应釜准备：将硅粉、催化剂和氢气放入反应釜中，并进行密封。
4.反应过程：将反应釜加热至指定温度，保持一定的压力，使硅粉与氢气在催化剂的作用下发生反应。
5.产品分离与提纯：反应生成的三氯氢硅与其他副产品通过分离装置进行分离，然后对三氯氢硅进行提纯，以满足不同应用领域的需求。
6.循环利用与处理：对反应产生的废弃物进行合理处理，遵循环保原则。
四、三氯氢硅的应用领域三氯氢硅在有机硅行业具有广泛的应用，如硅橡胶、硅油、硅树脂等产品的生产。
此外，它还用于制备硅烷偶联剂、硅醇等化学品，广泛应用于建筑、汽车、电子、化工等领域。
五、我国三氯氢硅产业现状与展望近年来，我国三氯氢硅产业发展迅速，产能不断提高，产品质量和应用领域不断拓展。
然而，与国际先进水平相比，我国在三氯氢硅研发、生产等方面仍有一定差距。
未来，我国应加大技术创新力度，提高产业整体水平，满足国内外市场需求。
六、环保与安全措施在三氯氢硅合成工艺中，应重视环保与安全问题。
采取有效措施，如严格控制排放指标、降低能耗、加强设备安全管理等，确保生产过程绿色、安全。
综上所述，三氯氢硅合成工艺具有广泛的应用前景，我国应抓住产业发展机遇，加大研发力度，提高产业竞争力。
三氯氢硅生产工艺
三氯氢硅生产工艺
三氯氢硅（简称TCS）是一种无机化学品，主要用于半导体、光电子、电子化学等领域。
下面是三氯氢硅的生产工艺简介。
三氯氢硅的生产主要采用化学反应法，通常从硅源和氯源出发，经过多步反应得到三氯氢硅。
首先，将高纯度的石英砂（SiO2）与异氰酸酯（比如甲基异
氰酸酯）在氯化亚砜存在下反应，生成含有异氰酸酯基团的氯硅酮。
反应条件一般为高温高压，例如180-200℃，3-5 MPa。
反应方程式如下：
SiO2 + 2 ROCN + SO2Cl2 → Si(OCN)2Cl2 + SO2 + 2 HCl
接下来，将得到的氯硅酮与硅源（比如高纯度的多晶硅或硅锭）反应，生成TCS和其他副产物。
该反应需要在惰性气体（如
氩气）保护下进行，反应条件一般是中高温（例如800-1200℃）下，产物需要通过真空蒸馏进行分离纯化。
反应方程式如下：
Si(OCN)2Cl2 + 2 Si → 2 SiCl4 + Si(OCN)4
最后，通过进一步的处理和纯化，得到高纯度的三氯氢硅。
处理方法可以包括蒸馏、结晶、过滤等。
经过这些步骤，可以得到符合要求的三氯氢硅产品。
需要注意的是，三氯氢硅在生产和储存过程中，由于其高度腐蚀性，需要特殊的防腐措施。
生产厂商必须配备防腐材料和设备，进行严格的操作控制和安全管理，以确保生产过程的安全
性。
以上是三氯氢硅的生产工艺的简要介绍。
具体的生产工艺可能还包括一些中间反应和纯化步骤，以上只是一个概述。
低压合成法制备三氯氢硅工艺概述
低压合成法制备三氯氢硅工艺概述作者：张文彪来源：《新材料产业》 2013年第8期文/ 张文彪东华工程科技股份有限公司当前，90%以上的多晶硅制备工艺使用改良西门子法，这种工艺仍在发展完善中，在未来相当长的时间内还将占据主流地位。
三氯氢硅（S i H C l3，英文缩写为TCS）是该工艺的一个重要原料，其制备工艺也得到了很大的发展，出现了3种不同的工艺方法：硅（S i）和氯化氢（H C l）的低压合成法、四氯化硅（S i C l4，英文缩写为S T C）氢化转化法和二氯二氢硅（S i H2C l2，英文缩写为D C S）转化法。
这3种工艺中只有低压合成法为从源头硅粉开始的相对独立的制备工艺，另外2种工艺都需要和其他工段结合，为配套转化工艺，侧重点不在于此。
低压合成法的优点为反应压力低、温度低、转换率高，由于目前国内还没有完全掌握大直径流化床制造工艺，而且工艺和设备还需要进一步的完善，因此该工艺方法还有很大的发展空间。
一、低压合成法工艺原理低压合成法制备TCS的原理就是氯化合成反应，氯化合成系统的作用是合成多晶硅的还原反应化学气相沉积（CVD）所需要的TCS，工艺流程图见图1所示。
以金属级硅粉和HCl气体为原料，通过在流化床内的氯化反应，合成目标产物。
其中会伴随副反应发生，从而伴生副产物产生，氯化单元会通过一系列的设备来纯化，以得到一定精度的粗三氯氢硅。
氯化单元的工艺机理主要为发生在流化床中的氯化反应，其主要反应方程式为：Si+3HCl→SiHCl3+H2反应过程中，由于副反应的存在，硅粉并未100%转化为T CS。
副反应产生的副产物主要有：T C S和H C l反应生成的STC和DCS；TCS自反应生成的乙硅烷类（Si-Si键）高沸点化合物。
二、低压合成法工艺流程简介以流化床为分界点来描述氯化单元的工艺流程。
进流化床以前主要是金属级硅粉和H C l气体2种反应物的制备和处理过程，而经过流化反应以后则为反应产物的分离和提纯过程。
三氯氢硅的工艺
三氯氢硅的工艺三氯氢硅的生产大多采用沸腾氯化法，主要包括氯化氢合成、三氯氢硅合成、三氯氢硅精制等工序。
氯气和氢气在氯化氢合成炉内通过燃烧反应生成氯化氢，氯化氢气体经空冷、水冷、深冷和酸雾捕集脱水后进人氯化氢缓冲罐，然后送三氯氢硅合成炉。
硅粉经过干燥后加入到三氯氢硅合成炉，与氯化氢在300℃左右的高温下反应，生成三氯氢硅和四氯化硅。
生成的粗三氯氢硅气体经过旋风分离和除尘过滤后，进入列管冷凝器进行水冷和深冷，不凝气通过液封送入尾气洗涤塔，处理后达标排放，冷凝液蒸馏塔分离提纯，通常采用二塔连续提纯，一塔塔顶排低沸物，二塔塔底排高沸物四氯化硅，同时塔顶出三氯氢硅产品。
第一节氯化氢合成工艺1.1氯化氢的性质氯化氢是无色有刺激性气体，熔点为-114.2℃，沸点为85℃，比热容为812.24J\kg℃，临界温度为51.28℃，临界压力为8266kPa。
干燥的氯化氢气体不具有酸的性质，化学性质不活泼，只有在高温下才发生反应。
氯化氢极易溶于水。
在标准情况下1体积水可溶解500体积氯化氢，溶于水后即得盐酸。
由于三氯氢硅生产主要需要氯化氢气体，所以本文对盐酸性质不做深入研究。
1.2 氯化氢合成条件氯化氢的合成是在特制的合成炉中进行的。
未了确保产品中不含有游离氯，氢气要较氯气过量15%~20%。
实际生产的炉中火焰温度在200℃左右。
由于反应是一个放热反应，为了不使反应温度过高，工业生产通过控制氯气和氢气的流量和在壁炉外夹套间通冷却水的办法控制氯化氢出炉温度小于350℃。
在生产中为确保安全生产，要求氢气纯度不小于98%和含氧不大于0.4%；氯气纯度不小于65%和含氢不大于3%。
1.3 氯化氢合成工艺氯化氢合成方程式：Cl2+H2→2HCl氯气经涡轮流量计计量氯气(氯气含量97%，压力为0.5MPa)含量进入氯气缓冲罐。
氢气经涡轮流量计计量氢气(含量98%，压力为0.09MPa)含量经分水罐脱水与循环氢经涡轮流量计进入氢气缓冲。
三氯氢硅合成工艺
三氯氢硅合成工艺三氯, 工艺三氯, 工艺三氯, 工艺-三氯氢硅合成系统原料硅粉用硅粉吊车提升至加料料斗的顶部，并将硅粉倒入硅粉干燥罐内。
硅粉干燥罐的装料为每8小时一次，每次约1800kg，装好后，通过硅粉干燥罐外部的电加热器加热至200℃左右进行干燥约2～3小时，干燥后备用。
硅粉每4小时一次自动由硅粉干燥罐放入安装于下方的硅粉加料罐，再放入下方的硅粉缓冲罐。
用安装于硅粉缓冲罐底部的旋转阀，将硅粉以一定的流量供入到三氯氢硅反应器中。
加料自动过程如下：当硅粉缓冲罐内的硅粉贮存量大约剩2小时用量时，给出一个信号，自动启动一个加料周期。
首先，打开硅粉加料罐进口阀门，当硅粉加料到量后，关闭进口阀门。
接下来就该置换，硅粉加料罐的氯化氢压力平衡阀关闭，放空阀开启。
一个加料周期结束，硅粉加料罐等待下一个加料过程。
表压0.5Mpa的氯化氢同时被送入硅粉加料罐和硅粉缓冲罐,以平衡硅粉装料设备和合成系统的压力。
同时，氯化氢通过底部的分布器连续进入三氯氢硅反应器和硅粉发生反应，生成三氯氢硅，同时生成四氯化硅、二氯二氢硅、金属氯化物、聚氯硅烷等副产物。
反应产物以汽气混合气的形式出合成炉顶，去除尘系统。
反应器下部区域压力为0.35～0.45Mpa，温度为290～330℃。
在反应过程中生成大量的热，由反应炉夹套内的冷却热水移出。
每台合成炉各有一套冷却系统。
该系统是一个封闭的回路：夹套水循环泵将热水送入三氯氢硅反应器夹套，移去反应热。
出夹套的水返回到夹套水罐,并从这里由夹套水循环泵打入夹套冷却器壳程用循环水冷却，重新送入三氯氢硅反应器夹套。
三氯氢硅反应器最初的加料，是将硅粉直接从硅粉干燥罐送入三氯氢硅反应器的喷板上。
当三氯氢硅反应器启动时，从三氯氢硅反应器底部供入热氮气流，对硅粉加热。
当用氮气对三氯氢硅反应器进行加热时，三氯氢硅反应器的废气（氮和硅尘）被送往硅粉干燥罐所配硅尘捕集器净化后放空。
当三氯氢硅反应器的温度达到350～450℃时，停止输送氮气，并开始在三氯氢硅反应器的下部输送经预热的氯化氢。
GMP-三氯氢硅工艺概述
GMP-三氯氢硅工艺概述wiki]多晶硅[/wiki]工艺流程[wiki]氢[/wiki]气制备与净[wiki]化工[/wiki]序在电解槽内经电解脱盐水制得氢气。
电解制得的氢气经过冷却、分离液体后，进入除氧器，在[wiki]催化剂[/wiki]的作用下，氢气中的微量氧气与氢气反应生成水而被除去。
除氧后的氢气通过一组吸附干燥器而被干燥。
净化干燥后的氢气送入氢气贮罐，然后送往氯化氢合成、三氯氢硅氢还原、四氯化硅氢化工序。
电解制得的氧气经冷却、分离液体后，送入氧气贮罐。
出氧气贮罐的氧气送去装瓶。
气液分离器排放废吸附剂、氢气脱氧器有废脱氧催化剂排放、干燥器有废吸附剂排放，均供货商回收再利用。
氯化氢合成工序从氢气制备与净化工序来的氢气和从合成气干法分离工序返回的循环氢气分别进入本工序氢气缓冲罐并在罐内混合。
出氢气缓冲罐的氢气引入氯化氢合成炉底部的燃烧枪。
从液氯汽化工序来的氯气经氯气缓冲罐，也引入氯化氢合成炉的底部的燃烧枪。
氢气与氯气的混合气体在燃烧枪出口被点燃，经燃烧反应生成氯化氢气体。
出合成炉的氯化氢气体流经空气冷却器、水冷却器、深冷却器、雾沫分离器后，被送往三氯氢硅合成工序。
为保证安全，本装置设置有一套主要由两台氯化氢降膜吸收器和两套盐酸循环槽、盐酸循环泵组成的氯化氢气体吸收系统，可用水吸收因装置负荷调整或紧急泄放而排出的氯化氢气体。
该系统保持连续运转，可随时接收并吸收装置排出的氯化氢气体。
为保证安全，本工序设置一套主要由废气处理塔、碱液循环槽、碱液循环泵和碱液循环冷却器组成的含氯废气处理系统。
必要时，氯气缓冲罐及管道内的氯气可以送入废气处理塔内，用氢氧化钠水溶液洗涤除去。
该废气处理系统保持连续运转，以保证可以随时接收并处理含氯气体。
三氯氢硅合成工序原料硅粉经吊运，通过硅粉下料斗而被卸入硅粉接收料斗。
硅粉从接收料斗放入下方的中间料斗，经用热氯化氢气置换料斗内的气体并升压至与下方料斗压力平衡后，硅粉被放入下方的硅粉供应料斗。
三氯氢硅及合成工艺
三氯氢硅及合成一、三氯氢硅的基本性质三氯氢硅在常温常压下为具有刺激性恶臭、易流动、易挥发的无色透明液体。
分子量:135.43，熔点(101.325kPa)：-134℃；沸点(101.325kPa)：31.8℃；液体密度(0℃)：1350kg/m3；相对密度(气体，空气=1)：4.7；蒸气压(-16.4℃)：13.3kPa；(14.5℃)：53.3kPa；燃点：-27.8℃；自燃点：104.4℃；闪点：-14℃；爆炸极限：6.9～70%；在空气中极易燃烧，在-18℃以下也有着火的危险，遇明火则强烈燃烧，三氯氢硅燃烧时发出红色火焰和白色烟；三氯氢硅的蒸气能与空气形成浓度范围很宽的爆炸性混合气，受热时引起猛烈的爆炸。
它的热稳定性比二氯硅烷好，三氯氢硅在900℃时分解产生氯化物有毒烟雾；遇潮气时发烟，与水激烈反应；在碱液中分解放出氢气；三氯氢硅与氧化性物质接触时产生爆炸性反应。
与乙炔、烃等碳氢化合物反应产生有机氯硅烷；在氢化铝锂、氢化硼锂存在条件下，三氯氢硅可被还原为硅烷。
容器中的液态三氯氢硅当容器受到强烈撞击时会着火。
可溶解于苯、醚等。
无水状态下三氯硅烷对铁和不锈钢不腐蚀，但是在有水分存在时腐蚀大部分金属。
二、三氯氢硅的用途用于有机硅烷和烷基、芳基以及有机官能团氯硅烷的合成，是有机硅偶联剂中最基本的单体，同时也是制备多晶硅的主要原料。
将三氯硅烷与氯乙烯或氯丙烯进行合成反应，再经精馏提纯，得到乙烯基或丙烯基系列硅烷偶联剂产品。
硅烷偶联剂几乎可以与任何一种材料交联，包括热固性材料、热塑性材料、密封剂、橡胶、亲水性聚合物以及无机材料等，在太阳能电池、玻璃纤维、增强树脂、精密陶瓷纤维和光纤保护膜等方面扮演着重要的角色，并在这些行业中发挥着不可或缺的重要作用。
三、三氯氢硅生产工艺1、主要化学反应方程式为：Si + 3HCl = SiHCl3 + H2Si + 4HCl = SiHCl4 + 2H22、生产装置主要由氯化氢干燥、三氯氢硅合成、三氯氢硅提纯和分离工序组成。
多晶硅工艺-三氯氢硅
多晶硅工艺-三氯氢硅首先是原料制备，多晶硅生产过程中需要使用高纯度的多晶硅原料，一般采用金属硅、硅冶炼废料等制备。
这些原料需要经过破碎、磨粉等步骤，得到粒度合适的原料粉末。
氯硅烷气相法是多晶硅制备的核心步骤。
在该工艺中，三氯氢硅是最常用的反应物之一、其化学式为SiHCl3、氯硅烷气相法是通过将三氯氢硅及氧化剂（如氢氧化钠）加热反应，得到硅及氯化氢气体。
反应过程可用化学反应方程式表示如下：SiHCl3+2NaOH->SiO2+2NaCl+2H2O反应中，三氯氢硅与氢氧化钠反应生成二氧化硅、氯化钠和水。
这一步骤中的反应条件和控制对于多晶硅质量的提高非常关键，需要控制反应温度、催化剂的使用量、气体流量等参数。
多晶硅生长是接下来的重要步骤。
通过将氯硅烷气和氢气混合，进入炉中进行化学气相沉积（Chemical Vapor Deposition, CVD）或者物理气相沉积（Physical Vapor Deposition, PVD）的方式，让硅原子沉积在衬底上，逐渐生长成大型的多晶硅晶体。
多晶硅生长过程中，需要控制温度、气氛、沉积速度等参数，以保证多晶硅晶体的质量和纯度，同时还需要控制晶体的取向和尺寸。
多晶硅生长完成后，还需要进行多晶硅切割。
切割过程中，使用钻石线锯或者钻石盘等工具，将多晶硅晶体切割成适合太阳能电池制造的大小和形状。
切割过程需要注意防止晶体的破损和浪费。
最后，将切割后的多晶硅晶体用于太阳能电池的制造。
太阳能电池制造过程中，将多晶硅片片安装、清洗、镀膜等步骤，最终制造成太阳能电池。
总结一下，多晶硅工艺中的三氯氢硅起着重要的作用，用于多晶硅的原料制备和气相生长。
三氯氢硅在氯硅烷气相法中被加热与氧化剂反应，得到硅原料。
多晶硅生长过程中，需要控制多个参数以保证多晶硅质量，切割后可用于太阳能电池的制造。
多晶硅是太阳能电池制造中的关键材料，多晶硅工艺中的三氯氢硅是其生产过程中的重要一环。
深入了解三氯氢硅的工艺流程和相关知识，能够更好地掌握多晶硅工艺并提高产品质量。
三氯氢硅提纯工艺综述
三氯氢硅提纯工艺综述摘要三氯氢硅是多晶硅生产的一种基础原料，有效的控制精制三氯氢硅的质量，是提高多晶硅产品质量的关键。
而影响精制三氯氢硅质量的因素又是方方面面的，因此深挖影响精制三氯氢硅质量的因素，规范生产操作及加强过程的管控，并在技术上不断创新、突破，是保证精制三氯氢硅质量，进一步保证多晶硅质量的必经之路。
本文结合改良西门子法生产多晶硅的实际工艺情况，介绍了三氯氢硅提纯的各种工艺方法，重点对三氯氢硅精馏提纯法作了详细介绍，并阐述了精馏提纯三氯氢硅过程中应注意的问题。
关键词三氯氢硅；提纯；精馏精制三氯氢硅在还原炉内与氢气发生化学气相沉积反应生成多晶硅。
可见，在整个改良西门子法生产工艺流程中，精馏提纯工艺是实现提高多晶硅产品质量的关键。
如何能够连续稳定的生产合格的精三氯氢硅产品，仍是国内大部分多晶硅企业的难点和方向。
由于三氯氢硅和四氯化硅沸点相差25℃，并且不形成共沸物，比较容易去除，关键是氯硅烷混合液中含有微量的金属杂质、硼磷化合物及含碳杂质等较难去除，如不去除将会带进多晶硅产品中降低多晶硅质量。
1 概述1.1 改良西门子法简介改良西门子法是一种化学方法，又称闭环式三氯氢硅氢还原法，是在传统西门子工艺的基础上增加了尾气回收和四氯化硅氢化工艺，实现了原材料的循环利用，具备节能降耗、生产成本低、对环境无污染等明显优势，是“综合素质”最优的多晶硅生产工艺，短时间内被其他工艺替代的可能性很小。
1.2 三氯氢硅的性质三氯氢硅又名三氯硅烷或硅仿，英文名Trichlorosilane 或Silicochloroform，工业上一般采用硅氯氢化（工业硅粉与HCl气体在高温合成炉内合成SiHCl3）法和四氯化硅氢还原（SiCl4与Si和H2在Cu作催化剂条件下反应生成SiHCl3）法制取，两种方法涉及的反应式（1）和（2）。
纯净的SiHCl3常温下为无色透明液体，沸点为31.8℃，闪点为-13.9℃，在空氣中的爆炸极限为6.9%～70%，属易燃易爆物品[1]。
低压合成法制备三氯氢硅工艺概述
积（ Ｃ ＶＤ） 所 需要的ＴＣ Ｓ ， 工艺流程 图
见图１ 所示 。 以金 属级硅粉和 ＨＣ ｌ 气体
生成 的Ｓ ＴＣ 和ＤＣ Ｓ； ＴＣＳ自反应 生成 的 乙硅烷 类 （ ｓ ｉ — Ｓ ｉ 键） 高沸 点化合物 。
确保 物 流处 在低 温状 态 。 Ｈ Ｃｌ 罐 带有
一
个紧 急排 气 口通 至ＨＣｌ 洗涤 塔 ， 在
器 后放 空。 硅粉 储料仓带有 称重系统 。
从硅 粉储 料仓 下 来 的硅粉 用Ｎ 吹送 ， 通 过硅粉储料 仓喷射器 送人硅粉 送料
紧 急情 况下 ， 将Ｈ Ｃ１ 直接 排放 至Ｈ Ｃ１ 洗 涤 塔 以避 免 直 接 将Ｈ Ｃｌ 气 体 排 到 大气 中。 使 用储 存 的ＨＣｌ 要通 过 流量 控 制阀进 入 蒸发器 加 热气 化。 气化 的 ＨＣｌ 气体被加 热至 １ ５ ０ ￣ Ｃ。 为防ＨＣ ｌ 气 体和 硅粉 在 硅传送 管 线上 产生 反应 ， 需将Ｈｃ ｌ 气体温度控 制在 ２ ０ ０ ￣ Ｃ以下 。 从Ｈ Ｃ ｌ 蒸发器 出来 的气体与从 其他几 股Ｈ Ｃ ｌ 气 流相 混合 ， 作为 氯化 反应 原
日
Ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｃ ｅ ｄ Ｍ ａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ Ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｙ
Ｉ
ｌ Ｎ Ｓ Ｉ Ｇ Ｈ Ｔ睚羽
图 １ 低压合成法 制备 Ｔ Ｃ Ｓ的工艺流程圉
＝ 低 压合成法工艺流程简介
以流化 床为分界 点来描述 氯化单 元 的 工艺 流程 。 进 流 化床 以前 主 要是 金 属级 硅粉 和Ｈ Ｃ ｌ 气体 ２ 种 反应 物 的 制 备和 处 理过 程 ， 而 经过 流化 反 应 以 后 则为反应 产物 的分 离和提纯过 程 。
三氯氢硅生产路线及反应器
三氯氢硅储存槽
1 合成气缓冲罐;2 喷淋洗涤塔;3 压缩机;4 水冷却器;5 氯化氢吸收塔; 6 变温变压吸附器;7 氢气缓冲罐;8 加料泵;9 氯化氢解析塔.
氯硅烷分离提纯工序
三氯氢硅原 料储罐
氢化分三氯 氢硅储罐
二氯二氢硅 第
混合 三氯氢硅
一 精
四氯化硅 馏
塔
二氯二氢硅
第 二 三氯氢硅 精 四氯化硅 馏 塔
三氯氢硅 四氯化硅
四氯化硅氢化工序
四氯化硅 汽化器
氢气
氢化气干法分离工序 (SiHCl3 SiCl4 SiH2Cl2 HCl H2)
废热锅炉
氢化气干法分离工序
7 2 四氯化硅氢化工段
三氯氢硅
2
四氯化硅氢化
1
工段来的氢化
二氯二氢硅
10
二氯二氢硅
13 三氯氢硅 四氯化硅
三氯氢硅
12
混合 四氯化硅
11
2Si+HCL=HSiCL3+SiCL4+3H2
SiHCl3+HCl=SiCl4+H2
四氯化硅氢化法
原理部分：
3SiCL4+2H2+Si=4HSiCL3 反应温度 300 ℃ ~400℃ 压力 2mpa~4mpa 该反应为平衡反应，为提高三氯氢硅的 收率，优选在氯化氢存在下进行，原料采 用冶金级产品通过预活化除去表面的氧化 物后，可进一步提高三氯氢硅的收率。
遇潮气时发烟，与水激烈反应:
2SiHCl3+3H2O→ (HSiO)2O+6HCl； 在碱液中分解放出氢气:
SiHCl3+3NaOH+H2O→Si (OH)4+3NaCl+H2；
三氯氢硅生产工艺流程
三氯氢硅生产工艺流程
一、生产原料准备
1.苯、氢氧化钙和硅粉：苯是用来制备三氯氢硅的主要原料，需要用
精细化学级硝酸盐混合物精细混合分离，使其达到洗涤、沉淀、纯化的要求，将苯的氯含量控制在30%以下。
氢氧化钙是用来抑制三氯氢硅反应的
一种重要因子，需要用氢氧化钙颗粒经过研磨成规定的粉末状态，使其吸
收其他元素的能力更强。
硅粉需要用硅粉经过水洗和纯水沉淀，达到清洁、洁净的要求。
2、氰化钠：氰化钠是用来经由氰化反应分解苯合成三氯氢硅的重要
原料。
它的熔点低、易挥发，需要在冷却状态下添加，以免发生爆炸，并
且需要用水溶液混合，然后经过循环处理，使其达到合适的浓度，以满足
分解苯的要求。
3、抗氧化剂：对于三氯氢硅经由氰化反应合成的过程，氨水是不能
用来加入的，但因其作为抗氧化剂非常重要，所以需要加入抗氧化剂，这
种抗氧化剂通常为碘或氧化锌。
二、合成工艺
1、首先，将氢氧化钙和硅粉混合，将苯浓度控制在30%以下，然后
将混合物放入反应釜中，加入抗氧化剂，充分混合。
2、加入氰化钠，加热整个反应的温度控制在160℃～170℃范围内，
控制釜内气体饱和浓度，使其与气体稳定交换。
三氯氢硅制备工艺介绍
ｈａ ｅ ｔ ｉ ｚ ｔｏ ａ ｅ ｏｆｍ ａ ｅ ｉｌ． Ｂｏｔ ｈｅ ｒ ｃ ｓ ｅ ｈ ｖ ｄｖ ｎｔｇｅ ｏ ｅ ｒ ｏ ｕ ｐｔｏ ａ ｄ ｅ ｓ ｐｏ ｌ ｔｏｎ。 ｎｃ ｈｅ ｕｔｌ ａ ｉ ｎ ｒ ｔ ｔ ｒａ ｓ ｉ ｈ ｏｆｔ ｐ ｏ ｅ ｓ ｓ ａ ｅ ａ ａ ａ ｓ ｏｆｌ ｗ ｎｅ ｇｙ ｃ ｎｓ ｍ ｉｎ ｎ ｌｓ ｌｕ ｉ ｗ ｈｉｈ ｉ ｍ ｐ ｔ ｎｔｆ ｒ ｓ ｉｔ ｅ ｏｎ ｍ ｙ ａ ｄ ｅ ｉｏｎｍｅ ． ｃ ｓ ｉ ｏｒａ ｏ ｏｃｅ ｙ， ｃ ｏ ｎ ｎｖｒ ｎｔ
第 ３ ２卷 第 ６期 ２ｌ年 １ 月 Ｏ１ ２
化 学 工 业 与 Ｔ 程 技 术
Ｊ ｕ ｎ ｌ ，Ｃｈ ｍｉａ ｎ ｕ ｔｙ ＆ Ｅｎ ｉ ｅｒｎ ｏ ｒ ａ ｏ ｅ ｔ Ｉ ｄ ｓｒ ’ ｇ ｎ ｅ ｉｇ
Ｖ ｏ１３２ Ｎ Ｏ ． ．６
Ｄｅ ． ２ １ ｃ， ０１
三氯 氢 硅 制 备 工艺 介 绍
三氯氢硅西门子法多晶硅生产工艺详解
总体而言，国内制取三氯氢硅的技术已相当成熟，尤其在冷氢化技术愈加成熟的今天，很多 多晶硅厂家选择关停三氯氢硅合成工序，三氯氢硅主要由氢化工序提供，不足部分选择外购， 以此降低投资成本。
2）精馏
该项技术是多晶硅生产的关键技术，物料质量尤其是三氯氢硅的质量直接决定了多晶硅的产 品质量。精馏提纯也是工业生产中广泛采用的净化方法之一，设备简单、便于制造、处理量 大、操作方便，同时还具有避免引入其他试剂污染，分离精度可达 ppb 级等众多优点。精 馏主要技术指标如表所示。
（1）三氯氢硅西门子法主要工艺介绍
1）三氯氢硅合成
①三氯氢硅合成原理 三氯氢硅合成反应的主要化学方程式为
由于常温时硅粉性质较为稳定，不易与干燥的 HCl 发生反应，因此反应需在 300℃左右的高 温和 0.3MPa（G）的压力条件下进行气固反应，由硅粉和氯化氢气体在流化床反应器中直 接合成三氯氢硅。 硅粉与 HCl 反应生成 SiHCl3 的同时，还会伴随发生其他副反应生成 SiCl4、SiH2Cl2 和聚氯 硅烷等多种物质。这几个反应对温度敏感，在较高温度时 SiCl4 的生成量明显增加，而温度 偏低时 SiH2Cl2 的产量会增加，当温度低于 260℃后反应趋于停止。因此，合成 SiHCl3 过程 中精确控制温度是保证产品质量的关键因素。
精馏是利用液体混合物中不同组分具有不同的挥发度，液体经过多次部分汽化（加热过程） 和多次部分冷凝（冷凝过程），使混合液各组分得以分离的过程，获得定量的液体和蒸汽， 两者的浓度有较大差异（易挥发组分在汽相中的含量比液相高）。若将其蒸汽和液体分开， 蒸汽进行多次的部分冷凝，最后所得蒸汽含易挥发组分极高。液体进行多次的部分汽化，最 终所得到的液体几乎不含易挥发组分。这种采用多次部分汽化、部分冷凝的方法使高、低沸 点组分进行分离，从而得到预期要求浓度的产品。 在多晶硅生产中，通过精馏技术将三氯氢硅中存在的杂质逐步分离，最终得到高纯度的三氯 氢硅。一般根据物料来源，分成三氯氢硅提纯、高低沸物回收、还原尾气干法回收料分离等 几个部分。以国内多晶硅企业常见的九塔精馏提纯为例（九塔分别以 1#、2#、3#…9#表示）。 ①冷氢化和合成料提纯 首先，采用双塔（1#塔和 2#塔）连续精馏，1#塔除去氯硅烷中二氯二氢硅等低沸点组分， 塔釜液进入 2#塔，塔顶得到较纯的三氯氢硅，塔釜液送入 5#塔进一步回收四氯化硅。 其次，采用连续的二级精馏塔（3#塔、4#塔），对 2#塔顶三氯氢硅进行精提纯，首先进入 3#塔，塔顶去除三氯氢硅中的轻杂质，塔顶液进入 9#塔回收三氯氢硅。塔釜液进入 4#塔， 最终在 4#塔顶得到合格的三氯氢硅，该三氯氢硅的质量可以满足生产太阳能级和电子级多 晶硅的要求。4#塔塔釜得到的含高沸点杂质的釜液被送入 8#塔进一步回收三氯氢硅，避免 物料浪费。 ②还原回收料提纯 采用双塔（6#塔和 7#塔）连续精馏，6#精馏塔塔釜侧线得到纯度 99 的四氯化硅，送到 5# 塔进一步提纯四氯化硅以满足冷氢化要求。塔釜液作为高沸点杂质排放。塔顶液进入 7#精 馏塔塔顶得到合格的三氯氢硅用于还原生产多晶硅，塔釜含高沸点杂质液送入 8#塔进一步 回收三氯氢硅。 ③高沸物分离 4#塔和 7#塔釜液一同送入 8#塔，精馏后塔顶三氯氢硅进入 1#塔进行回收，塔釜高沸物送 去废液处理单元。 ④低沸物分离 1#塔和 3#塔顶得到二氯二氢硅等低沸点馏分一同送入 9#塔，精馏后塔釜三氯氢硅进入 1# 塔进行回收，塔顶气相采出的低沸物送去废液处理单元。
三氯氢硅合成工艺
三氯氢硅合成工艺摘要：随着太阳能光伏产业的发展，对多晶硅的需求量增加，同时增加了三氯氢硅的需求量。
本文介绍了三氯氢硅的理化性质及安全知识，阐述了三氯氢硅的合成的原理、工艺及流程；并且从影响三氯氢硅合成生产和工艺控制要求的角度出发，就相关生产问题找出控制方案；为了实现闭合回路，对合成尾气成分进行分析，探索合成尾气的治理方案。
关键词：三氯氢硅；生产工艺；工艺控制；尾气治理1引言随着全球范围内传统化石能源的枯竭以及石油价格不断攀升, 太阳能作为环境友好的可再生能源而受到全世界的广泛关注。
对于能源消费大国的中国而言，自身所拥有的石油量非常少，急切寻找到新的能源来替代化石能源，除了应用核能发电、水力发电外，太阳能光伏产业得到了前所未有的发展，进而导致多晶硅的市场需求出现爆炸性增长。
目前世界光伏产业以31.2％的年平均增长率高速发展，居全球能源发电市场增长率的首位。
预计到2030年光伏发电将占到世界发电总量的30％以上，成为全球重要的能源支柱[1-2]。
在光伏产业中，多晶硅作为主要的原材料。
多晶硅是利用工业硅粉通过化学、物理的途径提纯而制得，生产所用的主要配套原料是硅粉、H2和Cl2。
我国的多晶硅生产技术由于投资大、配套原料难、技术难度大等限制，发展相当缓慢，电子工业所需的多晶硅绝大部分依赖进口.目前，多晶硅的生产方法主要有改良西门子法（即三氯氢硅法）、四氯化硅法、物理冶金法和硅烷法，世界上多晶硅的生产技术以改良西门子法为主[1，3]，其关键技术已发展到闭环生产，可以将产物中H2，SiHCl3，SiCl4，HCl等循环利用。
而每生产1t多晶硅，大约需要补充5-6t三氯氢硅。
同时，三氯氢硅又因带有氢键和含氯较多，可与其他有机基团反应形成一系列的有机硅产品，常用于有机硅烷、芳基以及有机官能团氯硅烷的合成，是有机硅烷偶联剂中最基本的单体，这也需要大量的三氯氢硅。
因此，三氯氢硅合成的运行直接影响下游装置的连续运行[4]。
第三章 三氯氢硅合成
第三章三氯氢硅合成目前，国内外应用最广，最主要的制备超纯硅的方法，是以三氯氢硅为原料，（即改良西门子法）。
故三氯氢硅的合成在半导体材料硅的生产中引起了广泛注意，并取得不少成果。
三氯氢硅和四氯化硅的结构、化学性质相似。
因此，它们的制备方法基本相似，只是前者用氯化氢气体代替氯气进行反应，在方法、设备、工艺操作等方面有共同之处，本章只介绍其特性。
三氯氢硅的制备方法很多，如：1）用卤硅烷和过量的氢或氯化氢的混合物通过Al，Zn，或Mg的表面。
2）以氯化铝作催化剂，用氯化氢气体氯化SiH4。
3）在高温下用氢气部分还原SiCl44）用干燥氯化氢气体氯化粗硅或硅合金。
前三种方法产率低、过程繁、产品沾污机会多、实用价值很小。
因此，工厂和试验室多采用第4种方法制备三氯氢硅。
第一节三氯氢硅的性质）又称三氯硅烷或硅氯仿。
三氯氢硅是无色透明、在空气中强三氯氢硅（SiHCl3烈发烟的液体。
极易挥发、易水解、易燃易爆、易溶于有机溶剂。
有强腐蚀性、有毒，对人体呼吸系统有强烈的刺激作用。
其物理化学性质见表表3-1 三氯氢硅的物理化学性质第二节 三氯氢硅合成反应原理三氯氢硅合成反应是一个放热反应，所以应将反应热及时导出，保持炉内反应温度相对稳定，以提高产品质量和收率。
化学反应（主反应）：280~30032350.0kcal Si HCl SiHCl H −−−−−→+++←−−−−−℃℃/mol 除主反应外，还伴随着一些副反应：42+4HCl 250.0/Si SiCI H kcal mol ++2Si+7HCl=SiHCl 3+SiCl 4+3H 2随着反应温度的升高，SiCl 4的生成量也随之增加。
由化学反应式可以看出，硅粉和氯化氢的反应是相当复杂的，除了生成三氯氢硅外，还生成四氯化硅及各种氯硅烷等副反应。
为了有效加快主反应速度，抑制副反应，提高三氯氢硅的产量和纯度，通常采用添加催化剂的方法；同时，以氢气稀释氯化氢气体,以及控制适宜的反应温度是完全必要的。
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４．１３宽峰
（１）流动相组成变化，重新制备新的流动相；（２） 流动相流速太低，调节流速；（３）漏液（特别是在柱子 和检测器之间）。检查接头是否松动、泵是否漏液、是
［４］Ｎｉｎａ Ｂａｄｄｅｎ，ｅｔ
Ａｅｒｏｇｒａｐｈ，１９７１．
ａ１．Ｂａｓｉｃ ｌｉｑｕｉｄ
ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ［Ｍ］．Ｖａｒｉａｎ
［５］ＬＲ Ｓｎｙｄｅｒ，Ｊ．Ｊ．Ｋｉｒｋｌａｎｄ．Ｉｎｔｒｏｄｕｉｔｉｏｎ
ｔｏ
Ｍｏｄｅｒｎ
Ｌｉｑｕｉｄ
Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ山］．Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ：Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ＆Ｓｏｎｓ，１９７９．
Ｏｎ ｔｈｅ Ｈｉｇｈ－。Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ
ＷＡＮＧ Ｙａｈ－ｒａｉｎ，ＬＩＵ Ｌｅｉ，ＳＨＥＮ Ｈｏｎｇ—ｆａｎｇ
三氯氢硅生产及工艺
张祖光
（河北唐山南堡开发区经济发展局，河北唐山０６３３０５）
［摘要］对三氯氢硅的市场情况进行了预测，简述了三氯氢硅的生产工艺，并对生产工艺中的危险性进行了分析，提出相应 的措施。 【关键词】三氯氢硅；有机硅：硅烷偶联剂 【中图分类号］ＴＱ
２６４．１
［文献标识码］Ｂ
［文章编号】１００３－５０９５（２００９）０８－００５３－０３
图１
２．２合成气干法分离工序
（下转第６６页）
万方数据
速。
否有盐析出以及不正常的噪音，如果必要更换密封； （４）保护柱污染或失效。更换保护柱；（５）色谱柱污染 或失效，塔板数较低。更换同样类型的色谱柱，如果新 柱子可以提供对称的色谱峰，则用强溶剂冲洗旧柱 子；（６）柱入口塌陷。打开柱入口，填补塌陷或更换柱 子；（７）柱温过低。提高柱温，除非特殊情况，温度不宜 超过７５℃。
０００
ｔ，预计
３６５
２０１０年用于太阳能电池的多晶硅将达到４
ｔ。国
内２００５年多晶硅产量只有１８０ ｔ左右，严重供不应 求。因此，国内在建和拟建项目合计产能约２０
０００ ｔ，
但是，中国目前并不掌握多晶硅生产的一流技术，因 此，供给能力将大大折扣。预计到２０１０年，我国多晶
硅拟建访盘能达到１６
左右。
０００
３ ＳｉＣｌ，＋２ Ｈ２＋Ｓｉ＝４
ＨＳｉＣｌ３
在实际工程中，～般将二者结合起来，工艺流程 见图ｌ～图５。
２．５氢化气干法分离工序
２．Ｉ三氯氢硅合成工段
■■Ｈ
甜～
图４
图５
ｌ合成气缓冲罐：２喷淋洗涤塔：３压缩机：４水冷却器：５氯化氢 吸收塔：６变温变压吸附器：７氢气缓冲罐：８加科泵：９氯化氢解析 塔；１０三氯氢硅合成储罐：１ｌ氢化分三氯氢硅储罐：１２第一精馏塔； １３第二精馏塔
料，将三氯氢硅与氯乙烯或氯丙烯进行合成、精馏提
纯，得到乙稀或丙烯基系列硅烷偶联剂产品。在正常 情况下，１ ｔ硅烷偶联剂产品需２ ｔ三氯氢硅。国内 对硅烷偶联剂产品的需求量增长很快。近年来，利用 硅烷偶联剂可水解基因的反应性，可使非交联树脂实 现交联固化或改性，并在玻纤、铸造、高级油漆、轮胎 橡胶等行业广泛应用，出口量和国内需求量较大。每 年有新建企业投产，老厂也纷纷扩大规模，对三氯氢 硅的需求量激增。２００５年我国硅烷偶联剂需求量
小，见效快，市场开发潜力大。因此，三氯氢硅是氯碱
下游产品中可规划的一个产值高、有发展前途的产 品。 １市场情况预测 三氯氢硅是合成有机硅的重要中间体，同时也是 制备半导体级多晶硅和太阳能电池级多晶硅的主要 原料。长期以来，由于我国多晶硅产能较小，因此三氯
［收稿日期］２００９—０３－０８ 【作者简介】张祖光（１９７７－），男，助理工程师，从事盐化工产 业的研究工作。
３ ７３０
图２ １合成气缓冲罐：２喷淋洗涤塔：３压缩机：４水冷却器：５氯化 氢吸收塔：６变鄙豳弼嗍器：７氢５磋窝中罐：８加料泵：９氯化氢解析塔
２．３氯硅烷分离提纯工序
ｔ，预计到２０１０年将达到６
３００
ｔ以上。
２工艺技术方案及流程 硅氢氯化法：该方法是用冶金级硅粉作原料，与
图３
氯化氢气体反应，使用铜或铁基催化剂，反应在
４．１４分离度降低
（１）流动相污染或变质（引起保留时间变化）。重 新配置流动相；（２）保护柱或分析柱阻塞。去掉保护柱 进行分析，如果必要则更换保护柱，如果分析柱阻塞， 可进行反冲，如果问题仍然存在色谱柱可能被强保留 的污染物损坏，建议使用恰当的再生程序，如果问题 仍然存在，进口可能阻塞了，更换入口处的筛板或更 换色谱柱。 ［参考文献］
２８０～３２０℃和Ｏ．０５～３ ＭＰａ下进行：
２ Ｓｉ＋ＨＣＩ＝ＨＳｉＣｌ３＋ＳｉＣＩ，＋３ ＳｉＨＣｌ３＋ＨＣＩ＝ＳｉＣＩ，＋Ｈ２
２．４四氯化．硅氢化工序
Ｈ２
四氯化硅氢化法：该反应为平衡反应，为提高三 氯氢硅的收率，优选在氯化氢存在下进行，原料采用 冶金级产品通过预活化除去表面的氧化物后，可进一 步提高三氯氢硅的收率。反应在温度３００～４００℃和 压力２～４ ＭＰａ下进行：
三氯氢硅又称三氯硅烷、硅氯仿，化学分子式为 ＳｉＨＣＩ。。因带有氢键和含氯较多，可与其他有机基因 反应形成一系列的有机硅产品，常用于有机硅烷和烷 基、芳基以及有机官能团氯硅烷的合成，是有机硅烷 偶联剂中最基本的单体，同时也是制备多晶硅的主要 原料。将三氯氢硅与氯乙烯或氯丙烯进行合成反应， 再经精馏提纯，得到乙烯基或丙烯基系列硅烷偶联剂 产品。硅烷偶联剂几乎可与任何一种材料交联，包括 热固性材料、热塑性材料、密封剂、橡胶、亲水性聚合 物以及无机材料等，在太阳能电池、玻璃纤维、增强树 脂、精密陶瓷纤维和光纤保护膜等方面扮演着重要角 色，并在这些行业中发挥着重要作用。四氯化硅是三 氯氢硅生产中的副产品，同样具有广阔的市场需求空 间。 我国有机硅工业是在近几年才有所发展。国内对 硅烷偶联剂产品的需求增长很快，每年均有新建企业 投产，老厂也纷纷扩大规模，有机硅产业的迅猛发展， 对三氯氢硅的需求量激增。而受技术条件等的限制， 目前国内三氯氢硅生产不能满足市场需求，产品呈现 供不应求的局面。 三氯氢硅是既消耗氯气又消耗氢气的产品，投资
万方数据
・５４・
河北化工
第８期
果显著、用途广泛等特点。硅烷偶联剂几乎可与任何
一种材料交联，包括热固性材料、热塑性材料、密封
剂、橡胶、亲水性聚合物以及无机材料等，在太阳能电 池、玻璃纤维、增强树脂、精密陶瓷纤维和光纤保护膜 等方面，偶联剂扮演一个重要角色，并在这些行业中 发挥着不可替代的重要作用。 三氯氢硅作为有机硅烷偶联剂重要的基础原材
管ｉ塑咝到制旆瑚护保养，防Ｉ Ｅ三氯氢硅泄漏。在生产中 要保持整个系统的密闭，用９９．９９％的氮气进行保护。 ３．２三氯氢硅贮罐的火灾危险性
ＳｉＨＣＩ。的贮罐如果发生泄漏，其危险性远远大于
回阀和阻火器。见妪应淀—｛、备用罐，紧急姗应将
万方数据
（Ｎｏｒｔｈ Ｃｈｉｎａ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ
Ｇｒｏｕｐ
ＡＩＮＯ
Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ ０５２１６５，Ｃｈｉｎａ）
ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ
Ａｂｓ峨ｃｔ：Ｔｈｉｓ
ｐｒｏｂｌｅｍ
ａｒｅａｓ．
ｐａｐｅｒ
ｐｒｅｓｅｎｔｓ
ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ＨＰＬＣ．ｔｙｐｅ，ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ
ｔ，需要三氯氢硅４０
０００ ｔ
有机硅是一种性能优异而独特的化工新型材料，
应用遍及国防、国民经济乃至人们日常生活的各个领 域，已发展成为技术密集、资金密集、附加值高、在国 民经济中占有一定地位的新型工业体系，并使相关行 业获得巨大的经济效益。我国有机硅工业的发展始于 ２０世纪５０年代初，到８０年代以后，尤其是进入９０ 年代，有机硅产品生产厂家遍及全国，有机硅产业正 在每年以３０％的增长速度迅猛发展。 有机硅产品大致分为硅油、硅橡胶、硅树脂、硅烷 偶联剂等四大类产品。其中，使用三氯氢硅为原料的 硅烷偶联剂产品具备品种多、结构复杂、用量少而效
氢硅主要用于有机硅橡胶偶联剂以及其他有机硅材 料，多晶硅的用量很小。 近几年，随着全球新能源替代和我国电子产业和 太阳能光伏产业迅猛发展，多晶硅市场需求出现爆炸 性增长，２００５年国内外多晶硅需求量约２．９万ｔ，到 ２０１０年半导体多晶硅和太阳能级多晶硅的总需求量 将达到６．３万ｔ。国外多晶硅的生产主要集中在美、 日、德三国７家生产企业，２００５年多晶硅产能２．８８ 万ｔ，开工率１００％。面对严重供不应求的市场，国际上 各大厂商均有扩产计划，国际市场的多晶硅供给量在． ２００８年翻倍增加，供需基本将实现平衡。 我国每年电子级多晶硅需求量３
ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ
ｃｏｍｍｏｎ
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｆｅａｔｕｒｅｓ：ｔｙｐｅ：ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ：ｐｒｏｂｌｅｍ ａｎａｌｙｓｉｓ
佘：‘卜！／小！石＼！／；、！—卜：‘卜！／≈！／；、！石＼！／：＼！／；＼！／佘：‘卜！石、！／≯：／乱！，≯！／小！／≯！，≯：／争！，≯！，≯！，仝！，≯！，仝！，仝！，≯！／斗：，≯！，；、！， （上接第５４页） ３生产工艺中危险性分析和防火防泄漏措施 ３．１三氯氢．硅合成的火灾危险性 工艺管道泄漏的危险性，因为其贮量大，一旦发生泄 漏，如果不及时堵漏，影响会不断扩大。贮罐区因为冷 却用水的需要，经常有水存在，泄漏的ＳｉＨＣＩ。遇水发 生反应，产生有毒的ＨＣＩ，向四周扩散，给抢险救援工 作带来困难。三氯氢硅的沸点较低，需在低温下储存， 三氯氢硅的贮罐设置低温保护装置和降温措施。由于 三氯氢硅有潜在的燃烧爆炸危险，所以它的贮罐应与 生产装置要有一定的防火间距，并且要设防火堤，降 温水的排放管道经过防火堤处要设闸阀。贮罐应设静 电接地装置和避雷装置。贮罐内的气相要与氮气系统相 连进行保护，贮罐的气相与外部连通的平衡管（放空 管）应与尾气回收系统相连，不能直接排空，并应设止 泄漏的贮罐内的物料转移至备用罐，防止大量泄漏。
［１］朱明华著．仪器分析（第三版）嘲．北京：高等教育出版设，２００２． 圈达世禄著．色谱学导论咖．武汉：武汉大学出版社，１９８８． ［３］Ｌ Ｒ斯奈德，Ｊ．Ｊ．柯克兰著，杨明彪等译．现代色谱法导论Ｄ０．化学