三氯氢硅—多晶硅产业链
工程机械产业链
— 5 —一、工程机械产业链(一)产业链(二)关键技术工程机械产品虚拟开辟和装配技术、工程机械结构参数 优化和系统集成技术、工程机械配套关键零部件可靠性技 术、工程机械大型结构件创造技术及电、液系统智能化精确 控制技术、远程操控与远程故障诊断技术、整机系统匹配和 优化技术、混合动力技术等。
机 型 设 计 关键零部件创造 系统总成 整机装配发动机、液压泵、液 压马达、液压阀、动 力换挡变速箱、 变距 器、回转支承、驱动 桥、电器元件、履带 板等产品营销(租赁) 服务支持 产品再创造维修、翻新、提供 实施解决方案挖掘机械、 铲土运输 机械、起重机械、压 实机械、路面机械、 桩工机械、 混凝土机 械、凿岩机械、气动 工具等液压传动系统、 电液比例控制系 统、智能控制系 统— 6 —二、轨道交通装备产业链(一)产业链(二)关键技术重载货运机车、车辆装备技术(轴重 30 吨以上，速度 120km/h 以上) 、轨道交通售检票系统、 100%低地板城市轨 道交通车辆技术、城轨车辆、机车车辆牵引制动技术，轨道 交通信号系统技术、 中低速磁悬浮列车技术 (110- 130km/h )、 高速铁路在线检测技术等。
车辆研发、创造售检票系统信号通信系统牵引供电系统车站设备系统综合监控系统等系统总集成系统设计车体转向架牵引控制系统制动控制系统微机控制系统内装饰系统辅助设备等零部件研发、创造车辆系统三、光伏产业链(一)产业链晶体硅电池工业硅粉系统集成薄膜电池三氯氢硅；硅烷电池方阵控制箱逆变器汇流箱蓄电池跟踪系统拉棒多晶硅材料铸锭电池组件切片切片多晶硅电池片单晶硅电池片硅基薄膜电池CdTe 薄膜电池CIGS 薄膜电池染料敏化电池有机薄膜电池电池方阵控制箱逆变器汇流箱蓄电池跟踪系统光伏玻璃或者其它衬底材料系统集成a-Si 薄膜电池c-Si 薄膜电池电池组件—7 —— 8 —(二)薄弱环节或者关键技术电子级三氯氢硅提纯技术， 多晶硅生产中的超高纯检测 技术，高效太阳能电池技术，合用于光伏电站的大规模储能 技术，高功率光伏逆变器开辟，产业链关键设备的国产化开 发或者升级换代，太阳能硅片周密切割工艺，太阳能电池组件 封装工艺四、风电产业链(一)产业链(二)薄弱环节或者关键技术材料、热处理技术、大型机械的加工能力和工艺，叶片 的气动翼型设计能力。
多晶硅生产工艺流程
多晶硅生产工艺流程简介-------------------------来自于网络收集多晶硅生产工艺流程,多晶硅最主要的工艺包括,三氯氢硅合成、四氯化硅的热氢化有的采用氯氢化,精馏,还原,尾气回收,还有一些小的主项,制氢、氯化氢合成、废气废液的处理、硅棒的整理等等;主要反应包括：Si+HCl---SiHCl3+H2三氯氢硅合成;SiCl4+H2---SiHCl3+HCl热氢化;SiHCl3+H2---SiCl4+HCl+Si还原多晶硅是由硅纯度较低的冶金级硅提炼而来,由于各多晶硅生产工厂所用主辅原料不尽相同,因此生产工艺技术不同；进而对应的多晶硅产品技术经济指标、产品质量指标、用途、产品检测方法、过程安全等方面也存在差异,各有技术特点和技术秘密,总的来说,目前国际上多晶硅生产主要的传统工艺有：改良西门子法、硅烷法和流化床法;改良西门子法是目前主流的生产方法,采用此方法生产的多晶硅约占多晶硅全球总产量的85％;但这种提炼技术的核心工艺仅仅掌握在美、德、日等7家主要硅料厂商手中;这些公司的产品占全球多晶硅总产量的90%,它们形成的企业联盟实行技术封锁,严禁技术转让;短期内产业化技术垄断封锁的局面不会改变;西门子改良法生产工艺如下：这种方法的优点是节能降耗显着、成本低、质量好、采用综合利用技术,对环境不产生污染,具有明显的竞争优势;改良西门子工艺法生产多晶硅所用设备主要有：氯化氢合成炉,三氯氢硅沸腾床加压合成炉,三氯氢硅水解凝胶处理系统,三氯氢硅粗馏、精馏塔提纯系统,硅芯炉,节电还原炉,磷检炉,硅棒切断机,腐蚀、清洗、干燥、包装系统装置,还原尾气干法回收装置；其他包括分析、检测仪器,控制仪表,热能转换站,压缩空气站,循环水站,变配电站,净化厂房等;1石英砂在电弧炉中冶炼提纯到98%并生成工业硅, 其化学反应SiO2+C→Si+CO2↑2为了满足高纯度的需要,必须进一步提纯;把工业硅粉碎并用无水氯化氢HCl与之反应在一个流化床反应器中,生成拟溶解的三氯氢硅SiHCl3; 其化学反应Si+HCl→SiHCl3+H2↑ 反应温度为300度,该反应是放热的;同时形成气态混合物Н2,НС1,SiНС13,SiC14,Si;3第二步骤中产生的气态混合物还需要进一步提纯,需要分解:过滤硅粉,冷凝SiНС13,SiC14,而气态Н2,НС1返回到反应中或排放到大气中;然后分解冷凝物SiНС13,SiC14,净化三氯氢硅多级精馏;4净化后的三氯氢硅采用高温还原工艺,以高纯的SiHCl3在H2气氛中还原沉积而生成多晶硅; 其化学反应SiHCl3+H2→Si+HCl;多晶硅的反应容器为密封的,用电加热硅池硅棒直径5-10毫米,长度米,数量80根,在1050-1100度在棒上生长多晶硅,直径可达到150-200毫米;这样大约三分之一的三氯氢硅发生反应,并生成多晶硅;剩余部分同Н2,НС1,SiНС13,SiC14从反应容器中分离;这些混合物进行低温分离,或再利用,或返回到整个反应中;气态混合物的分离是复杂的、耗能量大的,从某种程度上决定了多晶硅的成本和该3工艺的竞争力。
多晶硅工艺-三氯氢硅
多晶硅工艺-三氯氢硅一、引言多晶硅工艺是目前制备太阳能电池的主要方法之一、多晶硅的组织结构比单晶硅要简单，制造成本也较低，因此成为了太阳能电池工业中的主流材料之一、而三氯氢硅是多晶硅工艺中重要的原料之一，它作为硅源被广泛应用于多晶硅制备过程中。
二、三氯氢硅的制备方法三氯氢硅的制备方法有多种，常见的方法有氢气法、氯化硅法和氯化铜法等。
其中，氢气法是最常用的一种制备方法。
下面将详细介绍氢气法的制备过程。
1.原料准备制备三氯氢硅的原料主要有硅和氯气。
硅可以使用纯度较高的硅片或硅粉进行制备，氯气可以通过工业方法制备。
2.反应过程氢气法制备三氯氢硅的反应过程可简化为以下几个步骤：1)反应器预热：将反应器加热至适宜的温度，通入惰性气体预热反应器，以提高反应速率和产率。
2)加入硅和氯气：将预热后的反应器中加入硅和氯气，通过恒定的氯气流量和温度条件下进行反应。
3)反应：反应温度通常在300-400摄氏度之间，硅和氯气在反应器中进行反应，产生三氯氢硅。
反应得到的三氯氢硅通过惰性气体进行冷凝、收集和净化。
4)分离：通过适当的物理和化学方法对反应产物进行分离，获取纯度较高的三氯氢硅。
3.设备要求氢气法制备三氯氢硅的设备主要有加热炉、反应器、冷凝装置、气体净化装置等。
反应器通常采用耐高温、耐腐蚀的材料制成，反应过程中需要控制反应器的温度和氯气的流量，以确保反应的稳定进行。
三、多晶硅制备工艺制备三氯氢硅是多晶硅制备工艺中的重要环节之一、下面将介绍多晶硅制备工艺的主要步骤。
1.多晶硅生长多晶硅的生长过程通常通过液相生长法进行。
该方法将三氯氢硅溶液在高温条件下注入反应器中，通过加热和控制温度来促进多晶硅的生长。
2.多晶硅晶体形态多晶硅生长过程中，晶体形态的控制十分重要。
晶体形态会影响多晶硅的电性能和其它物理性能。
因此，需要通过适当的温度、时间和添加剂等方法来控制晶体形态。
3.多晶硅纯化多晶硅在生长过程中常常伴随着一些杂质的存在，这些杂质会影响多晶硅的光电转化效率。
多晶硅的三大生产工艺之比较
多晶硅的三大生产工艺之比较1.多晶硅的生产工艺：从西门子法到改良西门子法从西门子法到改良西门子法的演进是一个从开环到闭环的过程。
1955年，德国西门子开发出以氢气（H2）还原高纯度三氯氢硅（SiHCl3），在加热到1100℃左右的硅芯（也称“硅棒”）上沉积多晶硅的生产工艺；1957年，这种多晶硅生产工艺开始应用于工业化生产，被外界称为“西门子法”。
由于西门子法生产多晶硅存在转化率低，副产品排放污染严重（例如四氯化硅SiCl4）的主要问题，升级版的改良西门子法被有针对性地推出。
改良西门子法即在西门子法的基础上增加了尾气回收和四氯化硅氢化工艺，实现了生产过程的闭路循环，既可以避免剧毒副产品直接排放污染环境，又实现了原料的循环利用、大大降低了生产成本（针对单次转化率低）。
因此，改良西门子法又被称为“闭环西门子法”。
改良西门子法一直是多晶硅生产最主要的工艺方法，目前全世界有超过85%的多晶硅是采用改良西门子法生产的。
过去很长一段时间改良西门子法主要用来生产半导体行业电子级多晶硅（纯度在99.9999999%～99.999999999%，即9N～11N的多晶硅）；光伏市场兴起之后，太阳能级多晶硅（对纯度的要求低于电子级）的产量迅速上升并大大超过了电子级多晶硅，改良西门法也成为太阳能级多晶硅最主要的生产方法。
2.改良西门子法生产多晶硅的工艺流程（改良西门子法工艺流程示意图）在TCS还原为多晶硅的过程中，会有大量的剧毒副产品四氯化硅（SiCl4，下文简称STC）生成。
改良西门子法通过尾气回收系统将还原反应的尾气回收、分离后，把回收的STC送到氢化反应环节将其转化为TCS，并与尾气中分离出来的TCS一起送入精馏提纯系统循环利用，尾气中分离出来的氢气被送回还原炉，氯化氢被送回TCS 合成装置，均实现了闭路循环利用。
这是改良西门子法和传统西门子法最大的区别。
CVD还原反应（将高纯度TCS还原为高纯度多晶硅）是改良西门子法多晶硅生产工艺中能耗最高和最关键的一个环节，CVD工艺的改良是多晶硅生产成本下降的一项重要驱动力。
[整理]三氯氢硅氢还原制备高纯多晶硅.
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三氯氢硅氢还原制备高纯多晶硅1．高纯多晶硅生产工艺简介20世纪50年代，联邦德国西门子公司研究开发出大规模生产多晶硅的技术，即通常所说的西门子工艺。
多晶硅生产的西门子工艺，其原理就是在表面温度1100℃左右的高纯硅芯上用高纯氢还原高纯含硅反应物，使反应生成的硅沉积在硅芯上。
改良西门子方法是在传统西门子方法的基础上，具备先进的节能低耗工艺，可有效回收利用生产过程中大量的SiCl4 、HCl、H2等副产物以及大量副产热能的多晶硅生产工艺。
经过半个世纪的发展，多晶硅的制备从生产技术、规模、质量和成本都达到空前的水平，主要集中在美国、日本、德国三个国家。
这三国几乎垄断了世界多晶硅市场。
多晶硅生产的技术仍在进步发展，比如现在出现的硅棒对数达上百对的还原炉，可以使多晶硅的还原能耗降低到一个新的水平。
多晶硅的规格形态：表面无氧化杂质，呈银灰色带有金属光泽Si含量 99.9999%（太阳能级） 99.9999999（电子级）B含量≤0.003PPb(W)P含量≤0.3PPb(W)C含量≤100PPb(W)体内金属含量≤0.5PPb(W)（Fe,Cu,Ni,Zn,Cr）2．三氯氢硅氢还原反应基本原理2.1 三氯氢硅氢还原反应原理SiHCl 3和H 2混合，加热到900℃以上，就能发生如下反应：)(HCl 3)( Si )( H )(SiHCl 110090023气固气气℃～+−−−−→←+ 同时，也会产生SiHCl 3的热分解以及SiCl 4的还原反应:2490032H 3SiCl Si 4SiHCl ++−−→←℃ 4HCl Si 2H SiCl 24+−→←+此外，还有可能有43SiCl 2HCl Si 2SiHCl ++−→←HCl SiCl SiHCl 23+−→←以及杂质的还原反应：6HC1 2P 3H PCl 23+−→←+这些反应,都是可逆反应，所以还原炉内的反应过程是相当复杂的。
在多晶硅的生产过程中，应采取适当的措施，抑制各种逆反应和副反应。
2024年三氯氢硅市场分析现状
2024年三氯氢硅市场分析现状引言三氯氢硅（Trichlorosilane）是一种重要的中间体化学品，广泛应用于硅材料、有机硅合成等领域。
本文将对当前三氯氢硅市场的现状进行分析，并讨论其未来发展趋势。
市场规模和发展趋势根据行业报告，全球三氯氢硅市场规模在过去几年持续增长。
随着电子产品、太阳能光伏和半导体行业的快速发展，对三氯氢硅的需求不断增加。
特别是在光伏行业，三氯氢硅被广泛应用于多晶硅的制备过程中。
因此，光伏行业的快速发展将继续推动三氯氢硅市场的增长。
另外，三氯氢硅也被用作有机硅合成的重要原料。
随着涂料、胶粘剂、密封料等行业的增长，对有机硅材料的需求也在快速增加。
这将进一步提高三氯氢硅的市场需求。
然而，尽管市场前景广阔，三氯氢硅市场也面临一些挑战。
首先，由于技术门槛相对较高，市场进入壁垒较大，导致市场竞争激烈。
其次，环保要求的提高也对三氯氢硅制造业提出了更高的要求。
因此，企业需要不断提高生产工艺和环保措施，以保持竞争优势。
主要市场参与者目前，全球三氯氢硅市场上有多家主要生产厂商。
其中，中国、美国、日本等国家在三氯氢硅产能方面处于领先地位。
中国是全球最大的三氯氢硅生产和消费国家，拥有丰富的硅资源和成熟的制造工艺。
美国和日本的企业则主要凭借先进的技术和市场经验占据一定市场份额。
区域市场分析亚太地区亚太地区是当前三氯氢硅市场最大的地区之一。
中国、日本、韩国和印度等国家在该地区的市场份额较大。
中国拥有丰富的硅资源和低成本劳动力，使其成为亚太地区三氯氢硅市场的主要推动力。
此外，印度快速发展的光伏产业也对三氯氢硅市场增长产生积极影响。
欧洲欧洲地区的三氯氢硅市场规模较小，但仍然有一定的增长潜力。
德国、法国和英国等国家是该地区的主要市场参与者。
随着欧洲国家对可再生能源的支持力度增加，光伏产业的快速发展将提高对三氯氢硅的需求。
北美北美地区的三氯氢硅市场相对成熟，美国是主要的市场参与者。
美国的企业凭借先进的技术和市场经验，占据了该地区的较大市场份额。
三氯氢硅
一、三氯氢硅的市场发展前景三氯氢硅是合成有机硅的重要中间体，也是制备多晶硅的主要原料，目前国内市场上三氯氢硅供不应求，缺口较大。
有机硅产品是一类性能优异而独特的新型化工材料，应用范围遍及国防、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，并使相关行业获得了巨大的经济效益。
硅烷偶联剂的可水解基团可使非交联树脂实现交联固化或改性，使近年来硅烷偶联剂在玻璃纤维、铸造、高级油漆、轮胎橡胶等行业得到广泛应用，产品出口量和国内需求量较大。
三氯氢硅是生产有机硅烷偶联剂的重要原料，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不可或缺的重要作用。
四氯化硅是三氯氢硅生产中极为重要的原辅料，同样具有广阔的市场需求空间。
二、产业政策的符合性及行业准入条件分析我国有机硅工业是在近几年才有所发展，有机硅产品生产厂家如雨后春笋般出现，遍布全国.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，目前国内仅有几家三氯氢硅生产企业，产量不能满足市场需求，产品呈现供不应求的局面。
由此可见，三氯氢硅是氯碱企业可规划的一个产值高，有发展前途的产品.三、工艺技术方案三氯氢硅（SiHCl3）又名硅氯仿、硅仿、三氯硅烷；1、工艺制法(1)在高温下Si和HCl反应。
(2)用氢还原四氯化硅(采用含铝化合物的催化剂)。
2、三氯氢硅性质1）理化性质分子量：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%；毒性级别：3；易燃性级别：4；易爆性级别：2）化学性质三氯硅烷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。
多晶硅生产中三氯氢硅精馏节能工艺
多晶硅生产中三氯氢硅精馏节能工艺摘要：目前市场上有许多生产多晶硅的技术，西门子的先进技术得到广泛应用，以提高原料利用率和保护西门子基础上的环境。
通过气相淀积成柱和封闭式多晶硅生产工艺我国能源生产和消费市场，我国光伏发电量增长了70%，位居世界第一，多晶硅的供应将直接影响光电工业的发展。
多晶硅从化学角度来看是单质硅形态的另一种，在气温条件满足时使用的单质硅凝固，硅原子以金刚石结晶形态排列成多个水晶核，再结晶为硅。
通常是半导体级多晶硅，工业硅经过氯化合成生产硅化后精制，这是通过还原产生的半导体特性的产物。
半导体特性是其主要特征半导体是介于导体与绝缘体之间的物质。
关键词：多晶硅；三氯氢硅精馏节能工艺；1、概述工业硅酮粉，对HCI反应，在SiHCI3中处理，在大气中的H2多晶硅还原炉中再生。
SiH2Cl2和HCI分离后，硅烷作为液体粒子进入多晶硅流化床，在流化床上分解的，上面沉积着的晶体，能产生大量晶粒硅。
这是一个不断完善和经常用于制备现代硅酮，从而导致硅，在金属一级由硅和形成的生产原料是SiHCl3，首先产生于和的反应能量消耗要大得多，因为在生产过程中，其生产周期的每一个阶段的转化都很低，材料在多次往返循环中都需要三氯硅是修复多晶硅的最重要材料之一，为了响应国家的节约号召，我们将生产多晶硅，以实现节能的三氯氢硅精馏电路。
它也被称为硅氯仿，硅氟碳化物和三氯硅，这是三氯甲基硅烷，化学SiHCl3，熔点为101325kpa：-134°C；沸点自燃温度；爆炸极限：6.9%-70%；毒性：易燃程度：在恒压下形成无色透明液体，可快速蒸发的有刺激性的恶臭。
空气中燃烧的高度和燃烧的危险高达-18°C，燃烧时燃烧的高强度产生红、白火焰，形成在烟雾和水的强烈反应下在高温下，硅酮可以由氢还原成[1]。
2、三氯氢硅生产工艺三氯氢化硅的生产除其他外包括氢氯化物的合成、三氯氢硅的合成、粉尘的分离等。
废气的精馏和处理。
三氯氢硅氢还原制备多晶硅
二、三氯氢硅氢还原反应基本工艺流程
冷凝器 来自精馏工 序 蒸 发 器
F
L
氢 气 放 空 补 充 电 解 氢
蒸 发 器
F
还原炉
P T
P
P
蒸 发 器
冷却水 系统
多 晶 硅
热水制 备
回收H2
回收至合成工序 回收氯硅烷至精 馏
CDI 尾气回收 系统
SiHCI3氢还原工艺流程示意图
SiHCI3氢还原制备多晶硅主要工序包括混合气 氢还原制备多晶硅主要工序包括混合气 氢还原制备多晶硅主要工序包括 制备系统、氢还原炉、 系统、 制备系统、氢还原炉、DCS系统、电器控制系统和 系统 与之配套的冷却水系统、吹扫系统。 与之配套的冷却水系统、吹扫系统。 从精馏塔提纯出来的精制SiHCI3原料，按照还 原料， 从精馏塔提纯出来的精制 原料 原工艺条件的要求，经管道连续加入到SiHCI3蒸 原工艺条件的要求，经管道连续加入到 蒸 发器中。 发器中。经尾气回收系统收下来的氢气与来自电解 制氢系统的补充氢气在氢气总管中汇合后也进入蒸 发器中， 发器中，氢气总管的压力通过调节补充电解氢的流 和氢气放空的流量）控制， 量（和氢气放空的流量）控制，以实现进入蒸发气 的氢气压力恒定。 的氢气压力恒定。 蒸发器中的SiHCI3液体在一定的温度和压力下 蒸发器中的 液体在一定的温度和压力下 蒸发，氢气对SiHCI3液体进行集中鼓泡。形成一 液体进行集中鼓泡。 蒸发，氢气对 液体进行集中鼓泡 定体积比的H2和 的混合气体。 定体积比的 和SiHCI3的混合气体。SiHCI3蒸发 的混合气体 蒸发 所需的热量由专门的热水制备系统供给。 所需的热量由专门的热水制备系统供给。
3.在光和热的作用下，能使电子激发，从而使导电 在光和热的作用下，能使电子激发，
三氯氢硅
三氯氢硅—多晶硅产业链产品性质：三氯氢硅又称三氯硅烷、硅氯仿；分子式为SiHCl3。
多晶硅：当熔融的单质硅凝固时，硅原子以金刚石品格排列成许多晶核，如果这些晶核长成晶面取向不同的晶粒，则形成多晶硅。
多晶硅按纯度分类可以分为冶金级(金属硅)、太阳能级、电子级。
应用领域：三氯氢硅不仅是制造硅烷偶联剂和其它有机硅产品的重要中间体，还是制造多晶硅的主要原料。
硅烷偶联剂是一种重要的、高科技含量、高附加值的有机硅复合材料，通过硅烷偶联剂可使非交联树脂实现交联固化或改性，因此在玻璃纤维、铸造、轮胎橡胶等行业得到了日益广泛的应用。
生产三氯氢硅的主要副产品四氯化硅也是制造有机硅的主要原料，它的制成品有硅酸酯、有机硅油、高温绝缘漆、有机硅树脂、硅橡胶和耐热垫衬材料等。
高纯的四氯化硅还是制造高纯二氧化硅、无机硅化合物、石英纤维以及光导纤维的重要原料。
多晶硅产品的主要用途：(1)可做成太阳能电池，将辐射能转变为电能；(2)高纯的晶体硅是重要的半导体材料；(3)金属陶瓷、宇宙航行的重要材料；(4)光导纤维通信，最新的现代通信手段；(5)性能优异的硅有机化合物。
生产方法：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，工艺与电石法聚氯乙烯生成中的氯化氢合成基本一样，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，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，不凝气通过液封送人尾气洗涤塔，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。
消耗定额：生产状况：从我国市场情况看，生产方面，近两年有十几个多晶硅大项目宣布动工或投产。
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]。
三氯氢硅还原反应方程式
三氯氢硅还原反应方程式摘要：一、三氯氢硅还原反应的基本概念二、三氯氢硅还原反应的化学方程式三、三氯氢硅还原反应在多晶硅制备中的应用四、反应过程中的关键技术五、我国多晶硅产业的发展现状正文：一、三氯氢硅还原反应的基本概念三氯氢硅还原法，又称西门子法，是一种利用三氯氢硅（SiHCl3）作为中间体，通过氢气还原制备多晶硅的先进技术。
这一方法最早由西门子公司研究成功，并成为目前全球多晶硅生产的主流工艺。
二、三氯氢硅还原反应的化学方程式三氯氢硅还原反应的化学方程式为：SiHCl3（g）+ H2（g）→ Si（s）+ 3HCl（g）这个反应过程中，氢气（H2）作为还原剂，将三氯氢硅（SiHCl3）中的硅（Si）还原为金属硅（Si），同时生成氯化氢（HCl）作为副产品。
三、三氯氢硅还原反应在多晶硅制备中的应用三氯氢硅还原反应在多晶硅制备中的应用主要包括以下几个步骤：1.制备三氯氢硅：以冶金级硅和氯化氢（HCl）为原料，通过催化合成反应生成三氯氢硅。
2.精馏提纯：对生成的三氯氢硅进行分离精馏，以获得高纯度的三氯氢硅。
3.CVD反应：将精馏后的三氯氢硅在氢还原炉内进行CVD（化学气相沉积）反应，生成高纯度多晶硅。
四、反应过程中的关键技术三氯氢硅还原反应过程中的关键技术主要包括：1.催化剂选择：催化剂对反应的速率和产率具有重要影响，需要选用具有较高活性和选择性的催化剂。
2.反应条件优化：反应压力、温度、反应时间等条件对产物纯度和收率有显著影响，需要通过实验优化得到最佳条件。
3.分离精馏技术：分离精馏技术对三氯氢硅的纯度具有决定性作用，需要采用高效分离装置和精细的操作控制。
五、我国多晶硅产业的发展现状我国目前广泛应用三氯氢硅氢还原法制备多晶硅，具备了较为成熟的产业链。
随着光伏产业的快速发展，我国多晶硅产量逐年增长，已成为全球最大的多晶硅生产国。
然而，与国际先进水平相比，我国在多晶硅生产技术、产品纯度和成本等方面仍有一定差距。
多晶硅生产流程
多晶硅生产所需原料多晶硅——生产的原料是三氯氢硅和氢气，按照一定的比例计入还原炉内进行热分解和还原反应，产生多晶硅棒。
三氯氢硅——是用氯化氢和工业硅粉在合成炉内反应生成。
氯化氢——是用氢气和氯气在氯化氢合成炉内燃烧生成。
氯气——是氯化钠工业盐水通过通电反应生成。
氢气——即可以用氯化钠工业盐水通过通电反应生成，也可以用水通电电解生产。
工业硅粉——是用石英矿与碳在通电的情况下还原反应生成工业硅块，经粉碎变成工业硅粉。
目前国内提炼多晶硅耗电量基本在2万千瓦时/吨。
多晶硅生产工艺（1）改良西门子法——闭环式三氯氢硅（SiHCl3）氢还原法改良西门子法是用氯和氢合成氯化氢(或外购HCl)，氯化氢和工业硅粉在一定得温度下合成SiHCl3，然后对SiHCl3进行分离精馏提纯，提纯后的SiHCl3在氢还原炉内进行CDW反应生产高纯多晶硅。
国内外现有的多晶硅厂绝大部分采用此法生产电子级与太阳能级多晶硅。
A。
技术含义。
西门子法是自50年代到现在生产多晶硅的主要方法，此法的优点是工艺与设备比较简单，多晶硅的纯度与形态能满足直拉和区熔单晶的要求，其缺点是直接还原率低（＜30％；生产的副产品较多（有SiCl4，HCl等）；还原温度高（1150℃）。
国外日前生产使用的基本上都是改良西门子法。
此项技术包括：还原炉尾气的干法回收，氯化氢HCl和氢气H2在流程中实现闭; 四氯化硅（SiCl4）氯氢化法的工业试验，多晶硅棒直径达150mm，长度超过1m的12对以上的还原炉的研究开发；进一步提高纯度的研究。
B。
技术经济指标。
1KG多晶硅消耗：硅粉≤2kg，氢气≤10m3；还原炉电耗不大于≤150KWh/Kg；SiCl4、HCl、H2实现流程闭路；一级品率＞90％。
C.应用范围。
该技术应用于多晶硅的生产。
我国已用西门子法生产30余年，在改良西门子法方面只作了SiCl4和SiHCl3的冷凝回收，SiCl4氢化法半工业试验等。
这些导致了我国多晶硅生产的原料消耗高、能耗高，环境污染严重、成本高，难以获得高质量产品。
三氯氢硅氢还原工艺研究进展及讨论
三氯氢硅氢还原工艺研究进展及讨论摘要：阐述目前多晶硅生产中，改良西门子法—闭环式sihcl3 氢还原工艺研究进展，讨论了一些主要因素，如载体表面温度，炉内压力，摩尔配比设定，及高温载体的设计对沉积速率的影响，展开讨论了还原炉运行过程中的主要问题，如delta-v系统的控制软件应用，倒棒分析，自动控制阀的稳定性要求。
关键词：三氯氢硅多晶硅化学气相沉积沉积率引言硅作为目前最丰富的半导体材料其产业链中非常重要的中间体多晶硅是制造集成电路等半导体器件的基础材料，是制造太阳能电池的主要原料。
随着世界半导体工业的迅猛发展及光伏发电技术的开发运用，整个世界对高纯度多晶硅的需求正在大幅增加，如何提高多晶硅的产能，降低能耗，开发多晶硅的生产新工艺，成为了多晶硅行业的一个重大课题。
本文主要阐述目前多晶硅生产中改良西门子法—闭环式sihcl3 氢还原工艺，及技术研究进展。
1 三氯氢硅氢还原反应机理1996年，hitoshi habuka[2]等人对sihcl3/h2体系硅外延生长作了一些研究。
他们认为sihcl3化学吸附和被h2分解决定生长速率。
sihcl3从气相中传输到衬底区，在没有被占据的活性位分解为*sicl2和hcl，硅晶体与sicl2 成键，cl原子指向气流，因此si 晶体表面覆盖着cl原子。
这样吸附表面与在气相中h2反应生成si原子并释放hcl。
依据su等[3]通过分子轨道研究来计算氯硅烷的生成热，认为在三氯氢硅和氢气的系统中三氯氢硅首先发生热分解生成sicl2与hcl（g1），而不是直接生成固体硅。
valente等[4]认为sihcl3、sicl4 和sih2cl2在衬底表面上分解为可以被吸收的氢、氯和氯化硅（反应f1，f2，f3）。
硅的沉积由表面反应f4决定，而硅的腐蚀通过反应f5进行。
3 工艺研究技术进展及讨论多晶硅的沉积速度和还原电耗是业内人士最为关注的两个生产指标，两者相辅相成，主要体现在生产工艺和生产效率，存在于企业的系统控制水平和物料供应平衡问题。
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。
多晶硅用三氯氢硅标准
多晶硅用三氯氢硅标准
多晶硅生产中使用的三氯氢硅原料需要符合一定的标准。
以下是一些常见的三氯氢硅标准：
1.纯度：多晶硅生产中使用的三氯氢硅原料需要具有较高的纯度，一般要求
其纯度达到98%以上。
2.水分：三氯氢硅中的水分含量也需要受到严格控制，一般要求水分含量在
0.5%以下。
3.颗粒度：三氯氢硅的颗粒度也需要满足一定的要求，一般要求其颗粒度在
0.1微米以下。
4.杂质：三氯氢硅中不允许含有过多的杂质，如铁、铝、钙等元素需要受到
严格控制。
5.稳定性：三氯氢硅的稳定性也是非常重要的，需要保证其在使用过程中不
发生分解或变质等问题。
6.储存和使用条件：三氯氢硅需要储存在干燥、阴凉、通风的地方，避免阳
光直射和高温。
在使用过程中也需要严格按照操作规程进行，避免发生安全事故。
需要注意的是，不同厂家和不同生产工艺所使用的三氯氢硅标准可能存在差异，因此在选择三氯氢硅原料时需要根据具体情况进行选择。
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三氯氢硅—多晶硅产业链
产品性质：
三氯氢硅又称三氯硅烷、硅氯仿；分子式为SiHCl3。
多晶硅：当熔融的单质硅凝固时，硅原子以金刚石品格排列成许多晶核，如果这些晶核长成晶面取向不同的晶粒，则形成多晶硅。
多晶硅按纯度分类可以分为冶金级(金属硅)、太阳能级、电子级。
应用领域：
三氯氢硅不仅是制造硅烷偶联剂和其它有机硅产品的重要中间体，还是制造多晶硅的主要原料。
硅烷偶联剂是一种重要的、高科技含量、高附加值的有机硅复合材料，通过硅烷偶联剂可使非交联树脂实现交联固化或改性，因此在玻璃纤维、铸造、轮胎橡胶等行业得到了日益广泛的应用。
生产三氯氢硅的主要副产品四氯化硅也是制造有机硅的主要原料，它的制成品有硅酸酯、有机硅油、高温绝缘漆、有机硅树脂、硅橡胶和耐热垫衬材料等。
高纯的四氯化硅还是制造高纯二氧化硅、无机硅化合物、石英纤维以及光导纤维的重要原料。
多晶硅产品的主要用途：(1)可做成太阳能电池，将辐射能转变为电能；(2)高纯的晶体硅是重要的半导体材料；(3)金属陶瓷、宇宙航行的重要材料；(4)光导纤维通信，最新的现代通信手段；(5)性能优异的硅有机化合物。
生产方法：
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，工艺与电石法聚氯乙烯生成中的氯化氢合成基本一样，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，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，不凝气通过液封送人尾气洗涤塔，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。
消耗定额：
三氯氢硅（kg/t）
硅粉（Si98%）340～370
氯化氢（97%）1280～1800
生产状况：
从我国市场情况看，生产方面，近两年有十几个多晶硅大项目宣布动工或投产。
新光硅业在四川乐山目标投产4260吨，一期产量1260吨。
洛阳中硅目标产量2000吨，东汽乐山硅材料厂4500吨，另外深圳南玻在湖北宜昌以及亚洲硅业在西宁的投产都比较大。
而且据各方资料统计，四川乐山地区成为了国内多晶硅的主要集中地和具有代表性的地图。
乐山政府提供统计数据显示，乐山目前探明的硅矿产量1500万吨，全市拥有工业硅生产能力6万吨，拥有可开发量为670万千瓦的水电资源，盐卤（制造氯碱的重要原料）的地质资源储量153亿吨，目前年产大约70万吨左右。
因此，众多规模较大的如川投能源（600674.SH）、乐山电力（600644.SH）、天威保变（600550.SH）等上市公司汇聚乐山，投资建设多晶硅生产线。
另外一个重要的历史原因是，新中国成立之后，国家有关部门在乐山建立了一个中国半导体材料研究所，建在乐山的739工厂，在国内多晶硅生产研制方面走在前列。
行业现状：
三氯氢硅在生产中消耗大量的氯气和氢气，是氯碱企业的一种很好的平衡氯气提高经济效益的产品。
我国经济的飞速发展，尤其是精细化工、有机硅产业、电子产品、光纤通讯等行业的快速发展，为三氯氢硅的生产和下游产品的开发提供了巨大的市场空间和机遇。
氯碱企业的发展不仅增加产品规模，更要调整产品结构，适应市场的变化，坚定不移地走精细化工发展道路。
发展以三氯氢硅为中间体的硅烷偶联剂等系列产品将是一个很好的选择，若有能力将多晶硅生产基地、光纤预制棒生产基地和氯碱生产厂建在一起，将为企业创造很大的经济和社会效益。
我们再来了解一下中国多晶硅情况，多晶硅全年产量仅为1100吨左右，而当年国内的需求达1.2万吨。
2008年，多晶硅紧张的供应状况依然存在，这个时候，拥有产业链优势的公司将可能抵御市场风险。
中国太阳能学会秘书长孟宪淦介绍，国外对光伏产业的扶持体现在政策支持上，德国、美国、日本的政策指引最为有效，通过立法、购电补偿、税收抵扣、投资补贴等方面帮助光伏产业的发展。
而我国目前尚未启动光伏产业政策，因此“两头在外”的中国光伏产业必须在国外的供需不平衡中寻找生存空间，尤为被动，若盲目投产，将对企业带来极大风险。
另有观点认为，5年以后，实际可以利用的材料将为行业提供100GW 的电池产能，是行业需求的3倍。
所以，到了2012年，多晶硅一定是供应远远大于需求。
但若解决了资金、技术、市场三大难题，进入该行业还值得一试。