(整理)三氯氢硅、四氯化硅相关反应
三氯氢硅氢还原制备高纯多晶硅
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。
组分为三氯氢硅、四氯化硅、二氯二氢硅等。
组分为三氯氢硅、四氯化硅、二氯二氢硅等。
硅是一种非常重要的元素，它在人类社会中有着广泛的应用。
硅
化合物则是硅的一些衍生物，有着更加广泛的用途。
其中，三氯氢硅、四氯化硅、二氯二氢硅等是硅化合物中很常见的几个组分。
三氯氢硅是一种无色、具有强烈刺激性气味的化合物。
它是一种
非常重要的中间体，可以用于制造有机硅化合物、硅橡胶、硅油等。
同时，三氯氢硅也是一种挥发性物质，在做某些化学实验时需要特别
小心使用。
四氯化硅则是一种无色透明液体，有着强烈的刺激性气味。
它是
硅材料的重要前驱体，可以用于制造半导体、玻璃、光纤等。
同时，
四氯化硅还有着很强的腐蚀性，需要特别小心使用和储存。
二氯二氢硅是一种无色、具有刺激性气味的化合物，可以溶于水、乙醇等溶剂中。
它的应用范围也很广泛，特别是在医药行业中。
二氯
二氢硅可以作为医药中间体，用于制造一些治疗癌症、呼吸系统疾病
等疾病的药物。
总的来说，三氯氢硅、四氯化硅、二氯二氢硅等硅化合物虽然在
不同的领域中应用广泛，但它们的使用都需要极谨慎。
需要注意的是，这些化合物可能会对人体造成伤害，必须在安全的环境下使用和储存。
同时，对于不懂化学原理的个人来说，更应该避免私自使用这些化学
物品，以免发生意外。
冷氢化工艺
洛阳晶辉新能源科技有限公司1、低温氢化技术方案“低温氢化”反应原理为：四氯化硅（SiCl4）、硅粉（Si）和氢气（H2）在500℃温度和1.5MPa 压力条件下，通过催化反应转化为三氯氢硅（SiHCl3）。
化学反应式为：3SiCl4+Si+2H2=4SiHCl3行业“低温氢化”虽然比“热氢化”具有能耗低、设备运行可靠的优点，但是尚存一些不足：（1）实际转化率偏低——四氯化硅（SiCl4）实际转化率一般在18%左右；（2）催化剂稳定性差——导致催化剂寿命短、消耗量大、成本高；特别是催化剂载体铝离子容易造成“铝污染”；（3）设备复杂、系统能耗大——工作温度高，所以氢化炉需要内或外加热，设备复杂，系统无有效的能量回收装置，系统能耗高。
3）“催化氢化”技术方案针对上述四氯化硅（SiCl4）冷、热氢化存在的缺点和问题，洛阳晶辉新能源科技有限公司和中国工程院院士、中石化权威催化剂和化工专家合作，在传统“低温氢化”基础上进行改良，自主创新开发出了新一代“改良低温氢化”技术——“催化氢化”。
（1）“催化氢化”技术路线⌝开发高活性多元纳米催化剂——在现有单活性金属基础上，引入第二活性金属，并采用特殊负载工艺，使活性金属呈纳米状态，提高催化剂活性；开发高稳定性催化剂载体——解决现有催化剂稳定性差问题，延长催化剂使用寿命，同时解决“铝污染”；（2）“催化氢化”技术特点催化剂活性高，特别是反应⌝选择性好——四氯化硅（SiCl4）单程率达到22%，以上（最高可达25%）；⌝实现热量耦合、节约能源——需要的外加热量小，减少系统能源消耗；催化剂稳定性好——寿命长、用量小、避免了Al2O3 分解带来的“铝污染”；反应温度进一步降低，反应炉不需要内（或外）加热，并设能量综合回收装置，降低了系统能耗；⌝系统用氢细致划分，由电解氢改良为多晶硅生产过程的回收氢气，既节约了制氢站电解氢的消耗量，同时也有利于提高多晶硅生产中氢气的质量；良好的除尘技术和反应渣吹除技术，保证系统的稳定运行、安全环保，减少了环境污染。
三氯氢硅还原反应方程式
三氯氢硅还原反应方程式一、引言在有机合成中，还原反应是非常重要的一类化学反应。
其中，三氯氢硅还原反应是一种常见的还原反应，它能够将羰基化合物还原为醇。
本文将深入探讨三氯氢硅还原反应的机理和应用。
二、三氯氢硅还原反应机理三氯氢硅（HSiCl3）是一种强还原剂，它能够将羰基化合物还原为醇。
三氯氢硅在反应中作为氢源，同时它也是一个良好的氯化剂。
三氯氢硅还原反应的机理如下：1.氯化：三氯氢硅首先与羰基化合物中的羰基发生氯化反应，生成相应的氯化硅化合物。
2.还原：氯化硅化合物进一步与三氯氢硅反应，发生还原反应。
在反应中，三氯氢硅释放出氢气，而氯化硅化合物被还原为醇。
三氯氢硅还原反应的方程式如下：R-C=O + HSiCl3 → R-CH2OH + HCl + SiCl4三、三氯氢硅还原反应的应用三氯氢硅还原反应在有机合成中有着广泛的应用。
以下是三氯氢硅还原反应在不同领域的应用示例：1. 药物合成三氯氢硅还原反应在药物合成中被广泛应用。
通过选择合适的底物和条件，可以有效地将羰基化合物还原为醇。
这种还原反应在药物合成中常用于构建醇基团，从而合成出具有药理活性的化合物。
2. 天然产物合成三氯氢硅还原反应也在天然产物合成中发挥着重要作用。
许多天然产物中含有羰基化合物，通过三氯氢硅还原反应可以将这些羰基还原为醇基，从而合成出具有生物活性的天然产物。
3. 醇合成三氯氢硅还原反应是一种常用的合成醇的方法。
通过选择适当的羰基化合物和反应条件，可以高效地将羰基化合物还原为醇。
这种方法具有反应条件温和、产率高的优点，因此在合成醇的过程中得到了广泛应用。
4. 聚合物合成三氯氢硅还原反应在聚合物合成中也有着重要的应用。
聚合物合成中常常需要将羰基化合物还原为醇基，然后进行聚合反应。
三氯氢硅还原反应可以高效地将羰基化合物还原为醇，为聚合物合成提供了重要的方法。
四、三氯氢硅还原反应的优缺点三氯氢硅还原反应具有以下优点：•反应条件温和：三氯氢硅还原反应一般在室温下进行，反应条件相对温和，不需要高温和高压。
三氯氢硅生产及工艺
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℃。
(整理)三氯氢硅、四氯化硅相关反应
02．三氯氢硅氢还原反应基本原理用氢气作为还原剂，在1100～1200℃下还原SiHC13，是目前多晶硅生产的主要方法。
由于氢气易于净化，而且在硅中的溶解度极低，所以用氢气还原生产的多晶硅较其他还原剂(如锌、碘)所制得的多晶硅纯度要高得多。
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：)(H C l 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 2B 3H 2BCl 23+−→←+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。
以上反应式中， 第一个反应式和第二个反应式可以认为是制取多晶硅的基本反应，应尽可能地使 还原炉内的反应遵照这两个基本反应进行。
四氯化硅氢化1． 四氯化硅来源与性质1.1 四氯化硅的产生在多晶硅生产过程中，在SiHCl 3 合成工序和氢还原制取多晶硅工序，会产生大量的副产物SiCl 4，并随着尾气排出。
在氢还原工序中，会发生以下几个反应：主反应：Si 3HCl H SiHCl 23+−→−+ 副反应：2490032H 3SiCl Si 4SiHCl ++−−−→−℃以上 43SiCl 2HCl Si 2SiHCl ++−→−在SiHCl 3合成工序中主要发生以下反应：主反应： 23H SiHCl 3HCl Si +−→−+ 副反应： 242H SiCl 4HCl Si +−→−+ SiHCl 3合成中副反应产生的SiCl 4约占生成物总量的约 10% ，在氢还原工序中也有部分SiHCl 3 发生副反应生成了SiCl 4 。
三氯氢硅及四氯化硅的物化性质
三氯氢硅及四氯化硅的物化性质-我正在做一个三氯氢硅的项目设计，但三氯氢硅及四氯化硅的物化性质怎么也查不全，不知哪位高手能不吝赐教，万分感激。
TOP-三氯氢硅又名三氯硅烷、硅氯仿，分子式SiHCl3，分子量135.45，相对密度1.34KG/L，熔点-126.5℃，沸点33.0℃，与水易分解，溶于CS2，CCl4，Cl Cl3苯，易燃，在空气中能自燃，燃点-27.8℃，自燃点104.4℃，与空气的爆炸极限：20.2～33.2%，有刺激性气体，有毒，吸入三氯氢硅蒸汽损伤呼吸道。
四氯化硅的性质分子量169.90，相对密度1.483KG/L，熔点-70℃，沸点57.57℃，主要无色透明发烟液体具有难闻的窒息性气体，溅上皮肤会坏死，在潮湿的空气中水解放出HCL气体，遇氮气及氨剧烈反应生成氮化硅。
3三氯氢硅三氯氢硅主要参数：三氯氢硅又称三氯硅烷、硅氯仿，英文名称：trichlorosilane 或silicochloroform ，分子式为SiHCl3 ，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，也是生产半导体硅、单晶硅的原料，随着有机硅烷偶联剂工业的发展而出现供不应求，三氯氢硅生产量越来越大。
三氯氢硅是无色液体，易挥发，易潮解，在空气中发生反应产生白烟，遇水分解，溶于苯、醚等有机溶剂。
属一级遇湿易燃物品，易燃易爆，遇水反应产生氯化氢气体；它与氧化剂发生强烈反应，遇明火、高热时发生燃烧或爆炸。
【CAS号】10025-78-2 【分子式】CL3-H-SI 【分子量】135.44 【比重】1.35 (0℃) 【熔点】-134 ℃【沸点】31.8 ℃【蒸汽压】400 毫米汞柱【蒸汽密度】4.7 【急性毒性】口服-大鼠LD50:1030毫克/公斤;吸入-小鼠LC50:1500毫克/立方米/2小时【毒性分级】中毒【闪点】-13.89 ℃【可燃性危险特性】遇明火、高温、氧化剂易燃;遇水或高温产生有毒氯化物烟雾【储运事项】库房通风低温干燥;与氧化剂、酸类分开存放【灭火剂】干粉、干砂、二氧化碳、泡沫三氯氢硅物理特性如下：比重：1.35 ；相对气体密度：4.7 ；沸点：31.8 ℃；饱和蒸气压（14. 5 ℃）53 ．33Kpa ；闪点：-13.9 ℃（开杯）；自燃温度：175 ℃；爆炸下限：6. 9 ％；爆炸上限：70 ％；溶解性：溶于苯、醚等有机溶剂；具有急性毒性。
三氯氢硅还原反应方程式
三氯氢硅还原反应方程式三氯氢硅是一种无机化合物，化学式为SiHCl3，它通常是一种无色挥发性液体，具有刺激性气味。
三氯氢硅在化工领域中具有广泛的用途，其中最重要的用途之一就是作为还原剂。
三氯氢硅可以参与多种还原反应，其反应机理复杂，并受到许多因素的影响。
本文将针对三氯氢硅参与的还原反应进行详细探讨，并给出反应方程式。
三氯氢硅可以在许多有机合成反应中作为还原剂使用，如卤素的脱卤反应、醛酮的还原反应等。
三氯氢硅的还原作用主要是通过其氢化硅（Si-H）键的活性氢原子与反应物发生反应来完成的。
首先，还原反应的一般过程可以描述为：活性氢原子（H•）从三氯氢硅分子中转移到反应物分子中，并最终形成较稳定的产物。
在此过程中，三氯氢硅分子自身也发生了氧化还原反应。
以三氯氢硅还原醛酮为例，其反应机理如下：首先，三氯氢硅分子中的活性氢原子（H•）被醛酮分子的羰基氧原子吸引，并发生加成反应，形成部分氢化产物。
随后，产物经过进一步反应，最终生成醇和硅氢化物，且二氯化硅作为副产物。
其反应方程式如下所示：SiHCl3 + 2RCHO → SiR4 + 2HCl + 2ROH其中，R表示有机基团。
上述反应方程式描述了三氯氢硅还原醛酮的整个反应过程，涉及了活性氢原子的转移、羰基的加成反应、生成醇和硅氢化物等多个步骤。
这个过程是一个复杂的化学反应，其反应速率和产物选择性受到多种因素的影响，如温度、压力、溶剂、催化剂等。
此外，三氯氢硅还可用于其他有机物的还原反应，如还原醚、酮、酯等。
这些反应过程中同样涉及活性氢原子的转移和加成反应，反应机理与上述反应类似，不同之处在于反应条件和产物选择性有所不同。
总的来说，三氯氢硅在有机合成领域中作为还原剂具有重要的应用价值，其反应机理复杂且富有挑战性。
研究三氯氢硅参与的还原反应不仅可以揭示化学反应的本质，还可以为有机合成化学提供新的思路和方法。
希望未来可以有更多的研究工作对三氯氢硅的还原反应进行深入探讨，推动这一领域的发展。
三氯氢硅和四氯化硅的物化性质
三氯氢硅和四氯化硅的物化性质三氯氢硅和四氯化硅的物化性质三氯氢硅SiHCl31.别名?英文名硅氯仿、硅仿、三氯硅烷；Trichlorosilane、Silicochloroform．2.用途单晶硅原料、外延成长、硅液、硅油、化学气相淀积、硅酮化合物制造、电子气。
3.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)。
4.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℃；爆炸下限：9.8%；毒性级别：3；易燃性级别：4；易爆性级别：2三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。
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，燃烧时发出红色火焰和白色烟，生成SiO2、HCl和Cl2：SiHCl3+O2→SiO2+HCl+Cl2；三氯硅烷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，在900℃时分解产生氯化物有毒烟雾(HCl)，还生成Cl2和Si。
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；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: SiHCl3+CH≡CH一→CH2CHSiCl3、SiHCl3+CH2=CH2—→CH3CH2SiCl3在氢化铝锂、氢化硼锂存在条件下，SiHCl3可被还原为硅烷。
容器中的液态SiHCl3当容器受到强烈撞击时会着火。
可溶解于苯、醚等。
氢化锂还原三氯氢硅制备硅烷.
氢化锂还原三氯氢硅制备硅烷沃银花 张金波 余京松氢化锂还原三氯氢硅制备硅烷是世界上工业化生产硅烷的方法之一。
使三氯氢硅或者四氯化硅进入熔融的KCL－LiCl 和氢化锂的混合盐中进行化学反应，即可制得硅烷。
反应中LiH，转化为LiCl,KCl 的作用仅仅是起到降低熔盐的熔点。
硅烷反应器中LiH 因为不断地转化为LiCl，所以必须补充KCl 以保持LiCl 与KCl 之间的1∶1比例，始终使熔盐熔点保持在315－425℃之间。
化学反应式： ,3431542533o KCl LiCl C SiHCl LiH SiH LiCl −+⎯⎯⎯⎯→+生产过程：熔盐（KCl 、LiCl ）→加入LiH 、KCl,加热至熔。
通入SiHCl 3→产生硅烷，经过滤器→进入冷却器→低温吸附装置→硅烷液化器→硅烷气化后压缩充装钢瓶。
整个过程请见氢化锂还原三氯氢硅制备硅烷工艺流程图，其中包括硅烷制备系统，硅烷提纯系统和硅烷气化压缩系统。
A．硅烷制备系统主要设备及技术数据：1. 硅烷反应器。
外壳以钢板为材质，Ф127cm,H102cm，内衬耐火材料，反应室Ф61cm，H91cm.2.坑式加热炉。
上温区有三个3千瓦的加热原件，下温区有三个4千瓦的加热炉。
3.风机冷却装置。
4.三氯氢硅供给器。
不锈钢为材质，Ф51cm,H69cm 。
操作步骤:1.开始反应时，反应器中要有近100千克LiCl·KCl的熔盐。
LiCl:KCl为50：50（重量比）。
LiCl和KCl的熔点分别是614℃和776℃，50∶50的混合盐熔点为300℃左右。
事先将两种混合盐称取1千克放在长柄勺里，在煤气炉上加热熔融后倒入反应器，此时反应器的温度加热到500℃左右，随后逐渐加入混合盐，初始熔融的液相盐慢慢熔解加入的固相混合盐，经3-4小时整个反应器中的物料全部熔为液体。
2.加入氢化锂称取10千克氢化锂和57千克氯化钾混和均匀后，将混合物加放在反应器中已熔融的熔盐上面，反应器仍需维持在500℃左右。
规程
工艺规程1、产品说明：1.1 三氯氢硅（SiHCl3）分子量135.45，相对密度1.34kg/L，熔点：-126.5℃,沸点：31.5℃，遇水分解。
溶于CS2、CCL 4、苯。
易燃、在空气中能自燃，燃点-27.8℃, 自燃点178℃，与空气的爆炸极限：20.2～33.2%,有刺激性气味；有毒，吸入三氯氢硅蒸汽损伤呼吸道。
合成、水解反应方程式为：Si+3HCI-------SiHCL3+H2 SiHCl3+2H2O -------SiO2+3HCl+H2库温不超过30℃、干燥、阴凉、通风，着火后用砂土，CO2灭火器扑救，千万不能用水。
1.2 四氯化硅（SiCl4）分子量169.90，相对密度1.483kg/L,熔点-70℃，沸点：57.57℃，无色透明发烟液体具有难闻的窒息性气味，溅上皮肤会坏死。
在湿空气中水解放出HCL气体，遇氨气及胺剧烈反应生成氮化硅。
1.3氮气（N2）纯度：≥99% 露点：≤-40℃2、主要原材料规格及物化性质：2.1 硅粉：（符合GB/T2881-91）Si≥98.5%，Fe≤0.5%，Al≤0.3% ，Ca≤0.2%，粒度：60～120目2.2 氯化氢（HCL）：分子量36.461,无色有刺激性气味，易溶于水并放大量热量的气体。
氯化氢在干燥状态下几乎不与金属反应，但含水时腐蚀性很强，与金属化合生成氯化物。
3、生产辅助材料：3.1循环水：压力：≥0.3MPa 温度≤30℃用量：3.2-35℃冷冻盐水：（CaCl2）压力：≥0.3MPa 温度：-28～-35℃用量：3.3 一次水压力：≥0.15MPa3.4仪表风：压力：≥0.55MPa 温度：常温露点：≤-30℃3.5 蒸汽：压力：0.2～0.3MPa 温度：≥100℃3.6 氮气（N2）纯度：≥99% 露点：≤-40℃4、生产原理：氯化氢与硅粉在三氯氢硅合成炉中反应生成三氯氢硅和四氯化硅，副产氢气（氯化氢过量）。
反应化学方程式如下：Si+3HCL------SiHCL3+H2 Si+4HCL------SiCL4+2H25、工艺流程简述：从氯碱车间来的氯化氢气体，依次进入1#氯化氢缓冲罐、-35℃石墨冷却器、盐酸酸雾捕集器后，进入氯化氢压缩机加压。
三氯氢硅、四氯化硅的提纯
南京化工职业技术学院毕业论文（设计）课题三氯氢硅、四氯化硅的提纯系部化学工程系专业高分子材料成型加工技术与物流管理班级高材与物流0552学号0501270210姓名蔡霞导师吴永贵定稿日期： 2013年4月16日三氯氢硅、四氯化硅的提纯第I 页摘要超纯硅质量的好坏，往往取决于原料的纯度。
超纯硅的发展方向是如何进一步提高纯度效果。
精馏法是一种最重要的提纯方法，此法具有处理量大，操作方便，板效率高，又避免引进任何试剂，绝大多数杂质都能被完全分离，特别是非极性重金属氧化物。
精馏塔的操作是从物料平衡、气液平衡、热量平衡及精馏塔性能等几个方面考虑，通过控制系统建立并调节塔的操作条件，使精馏塔满足分离要求。
分离效率和处理能力是调节精馏塔的主要目的，对此我们进行一个理论结合实际的研究。
通过对精馏塔结构的理解和控制参数之间的联系，采用智能计算机操作系统对精馏塔的各项参数进行控制，从而使组分分离出的产品达标。
关键词：三氯氢硅,四氯化硅,精馏,精馏塔,控制参数,回流比Abstractgood or bad the quality of ultrapure silicon, often depends on the purity of raw materials. The direction of development of ultra-pure silicon is how to further improve the purity of the effect. Distillation is one of the most important purification methods, this method has a deal with large, easy to operate, high efficiency plate, but also to avoid the introduction of any reagents, the vast majority of impurities can be completely separated from the heavy metal oxides in particular non-polar. Distillation column operation are from the material balance, vapor-liquid equilibrium, heat balance and distillation performance aspects to consider, through the control system set up and adjust the tower operating conditions, so that distillation column satisfy the separation requirements. Separation efficiency and the ability to deal with the main purpose of regulation of distillation, which we carried out a theoretical combination of the actual research. Structure of the distillation column through the understanding and control parameter the link between the use of smart computer operating system on the parameters of distillation column control, so that isolated components of the Product standards.Keywords: trichlorosilane, tetrachlorosilane, rectification, distillation column, control parameters, reflux ratio目录1 引言 (1)2 物料理化性质 (2)3 精馏 (13)4 三氯氢硅、四氯化硅的提纯 (13)5应对 (23)参考文献 (24)致谢 (26)三氯氢硅、四氯化硅的提纯第 1 页1 引言硅guī（台湾、香港称矽xī）是一种化学元素，它的化学符号是Si，旧称矽。
中级多晶制取工知识试卷
中级多晶制取工知识考核试卷一、填空题 (请将正确答案填入题内空白处。
每题1分，共20分。
) 1、还原炉运行过程中，应控制温度在 ℃，这样保证原料气不停的在硅芯表面发生气相沉积反应，使硅棒均匀生长。
2、在温度一定的情况下，与液体成平衡的饱和蒸汽所具有的压力称为 。
3、传热过程是一种复杂的物理现象，按物理本质的不同，将其分为三种基本的传热方式——传导、对流、 。
4、一般情况人们所说的交流电压或电流的大小，以及测量仪表所指示的值都是 。
5、凡物系内部有隔开两相的界面存在，而界面两侧的物料性质截然不同者，称为 混合物。
6、循环水管道管径65mm ，水的流量为11.95m 3/h ，则水在管道里的流速是 m/s 。
7、反应器的种类很多，根据不同的特点，有不同的分类，按照操作方式，工业反应器可分为：间歇反应器、连续反应器、 。
8、还原炉内壁平滑，炉筒和底盘具有夹层，可以走热水、导热油等带走硅棒辐射到炉壁上的热量，以保护炉体和 。
9、第三代技术，也称为改良西门子法，其中关键点在于 的回收利用。
10、还原炉保压成功之后，抽真空至压力为-0.08～-0.09MPa ，然后充氮气至0.1MPa ，反复抽真空、充压3次，第3次充压至微正压即可，如0.05MPa ，保证还原炉及附属管道里空气含量降至 以下。
11、三氯氢硅在常压下的沸点为℃ 。
12、氢气的在空气中的爆炸极限是 。
13、半导体材料的性质取决于其载流子浓度，在掺杂浓度一定的情况下，载流子浓度主要由 所决定。
14、还原生产中多晶硅棒氧化夹层主要物质是 。
15. ppba 表示摩尔分数的 分之一。
16. 精馏塔的操作中出现塔顶温度不稳定，其原因可能是________________________________ __ ______。
17、把液体混合物进行多次部分汽化，同时又把产生的蒸汽多次 ，使混合物分离为所要求组分的操作过程称为精馏。
四氯化硅还原生产三氯氢硅454.
1．１冷氢化技术利用可逆反应：３ＳｉＣＩ４＋２Ｈ２＋Ｓｉ—→４ＳｉＨＣ１３，采用铜基或铁基催化剂，在４００—８００℃和２—４ＭＰａ的条件下，在流化床反应器内将四氯化硅转化为生产多晶硅的原料三氯氢硅。
在体系中可加人氯化氢气体以提高三氯氢硅的收率。
为了优化反应条件，可使用表面均匀分布硅化铁或硅化铜的金属硅粒子作原料，与四氯化硅、氢气以及氯化氢反应生产三氯氢硅。
生产这种硅粒子的方法有：使硅粒子与计量的催化剂混合后熔融，然后快速冷却。
该工艺对设备的要求较为苛刻，这主要是由于还原炉内压力极大且温度较高。
国内个别多晶硅生产企业从国外购入采用该工艺的生产设备，但由于安全原因而放弃了使用。
1．２热氢化技术热氢化技术是利用反应：ＳｉＣ１＋Ｈ２—→ｓｉＨＣｌ，＋ＨＣ１将四氯化硅还原生成三氯氢硅。
在该工艺中，还原反应器内采用石墨棒作为加热材料，以电加热的方式将反应器内温度维持在１２５０℃左右，反应器内的压力在０．２５～０．４０ＭＰａ的范围内。
氢气流量与四氯化硅流量的比例为（３～４）：１，充分混合后升温至２００—３００ｏＣ，通人反应器进行反应。
该工艺的四氯化硅的单程转化率以及三氯氢硅的收率为２０％左右。
经过能量核算，采用该工艺每生产１ｋｇ三氯氢硅耗电６—８ｋＷ・ｈ。
由于采用石墨作为加热材料，在高温下石墨可能与四氯化硅和氢气发生反应，生成氯代烷烃，如氯甲烷、氯仿等，这些氯代烷烃夹杂在生成的三氯氢硅中，如果不完全分离，将影响多晶硅产品的质量，因此，反应器中温度不能更高。
这是该工艺单程转化率不高的主要原因。
另外，在较高的温度下，四氯化硅可能与氢气发生反应，生成少量的单质硅粉，这些单质硅粉覆盖在高温石墨加热棒的表面并形成松散层，可导致石墨棒间火花放电而损坏设备。
这种技术已在四川乐山新光硅业有限公司得到很好的使用。
1．３催化加氢新工艺基于热氢化技术的反应过程和机制，德国德固赛公司开发了一种新的四氯化硅催化加氢还原工艺。
在该工艺中，采用第Ⅱ主族碱土金属元素钙、锶、钡中的１种以及它们的氯化物氯化钙、氯化锶、氯化钡中的１种，混合制成催化剂活性组分，以低铝沸石、无碱玻璃、熔融石英、活性炭或多孔ＳｉＯ作为载体制备负载型催化剂。
三氯氢硅及四氯化硅的物化性质
三氯氢硅三氯氢硅主要参数：三氯氢硅又称三氯硅烷、硅氯仿，英文名称： trichlorosilane 或 silicochloroform ，分子式为 SiHCl3 ，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，也是生产半导体硅、单晶硅的原料，随着有机硅烷偶联剂工业的发展而出现供不应求，三氯氢硅生产量越来越大。 三氯氢硅是无色液体，易挥发，易潮解，在空气中发生反应产生白烟，遇水分解，溶于苯、醚等有机溶剂。属一级遇湿易燃物品，易燃易爆，遇水反应产生氯化氢气体；它与氧化剂发生强烈反应，遇明火、高热时发生燃烧或爆炸。 【CAS号】 10025-78-2 【分子式】 CL3-H-SI 【分子量】 135.44 【比重】 1.35 (0℃ ) 【熔点】 -134 ℃ 【沸点】 31.8 ℃ 【蒸汽压】 400 毫米汞柱 【蒸汽密度】 4.7 【急性毒性】口服-大鼠LD50:1030毫克/公斤;吸入-小鼠LC50:1500毫克/立方米/2小时 【毒性分级】中毒 【闪点】 -13.89 ℃ 【可燃性危险特性】 遇明火、高温、氧化剂易燃;遇水或高温产生有毒氯化物烟雾 【储运事项】库房通风低温干燥;与氧化剂、酸类分开存放 【灭火剂】干粉、干砂、二氧化碳、泡沫 三氯氢硅物理特性如下： 比重：1.35 ； 相对气体密度：4.7 ； 沸点：31.8 ℃； 饱和蒸气压（14. 5 ℃） 53 ． 33Kpa ； 闪点：-13.9 ℃（开杯）； 自燃温度：175 ℃； 爆炸下限：6. 9 ％； 爆炸上限：70 ％； 溶解性：溶于苯、醚等有机溶剂； 具有急性毒性。
7# 大 中 小 发表于 2008-12-22 08:36 只看该作者
三氯氢硅又称三氯硅烷、硅氯仿，英文名称：trichlorosilane或silicochloroform，分子式为SiHCl3，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，也是生产半导体硅、单晶硅的原料，随着有机硅烷偶联剂工业的发展而出现供不应求，生产量越来越大。一、三氯氢硅的理化特性及生产原理 三氯氢硅是采用硅粉与氯化氢气体在流化床反应器中生成。它是无色液体，易挥发，易潮解，在空气中发生反应产生白烟，遇水分解，溶于苯、醚等有机溶剂。属一级遇湿易燃物品，易燃易爆，遇水反应产生氯化氢气体；它与氧化剂发生强烈反应，遇明火、高热时发生燃烧或爆炸。 其物理特性如下：比重：1．35；相对气体密度：4．7；沸点：31．8℃；饱和蒸气压（14．5℃）53．33Kpa；闪点：－13．9℃（开杯）；自燃温度：175℃；爆炸下限：6．9％；爆炸上限：70％；溶解性：溶于苯、醚等有机溶剂；具有急性毒性。 二、三氯氢硅生产的火灾危险性分析 三氯氢硅生产的原料都是不燃物质，但是其生产过程中的产物大都是易燃易爆物质，如氢气、三氯氢硅、氯气等。 1、电解食盐水的火灾危险性 （1）电解时有强大的电流通过，如果电气的绝缘不良极易产生电火花，电解车间经常有氢气泄漏，遇到电火花或其它明火会发生燃烧或爆炸。 （2）如氢气与氯气相混，达到爆炸极限范围，遇光也会发生爆炸。 2、三氯氢硅合成的火灾危险性 SiHCl3的合成是在280℃～300℃的温度下进行的，已经超过了SiHCl3的自燃温度175℃，在合成过程中如果SiHCl3发生泄漏，或者空气进入反应器，极易引起燃烧、爆炸或中毒事故。并且SiHCl3有毒、遇水燃烧，给火灾扑救带来一定的困难。 3、三氯氢硅贮罐的火灾危险性 SiHCl3的贮罐如果发生泄漏，其危险性远远大于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SiHCl3遇水发生反应，产生有毒的HCl，向四周扩散，给抢险救援工作带来困难。 三、防火防爆对策 在三氯氢硅生产的各个工序中，为防止火灾、中毒，要严格执行各项消防安全制度，严格控制工艺指标，严格操作规程。加强对设备管道的维护保养，严防跑、冒、滴、漏。具体预防措施如下： 1、火源管理。在生产中进行检修时使用的工具应该是不产生火花的工具，严禁用铁器敲打设备或管道，工作人员应穿棉制品工作服。生产和贮罐区禁止明火，生产中动火要严格执行有关安全管理制度。 2、防止跑、冒、滴、漏。生产过程中产生的大都是易燃易爆有毒物质，生产设备、工艺管道和贮罐如果发生泄漏极易酿成火灾、爆炸和中毒事故。因此，日常工作中要做好安全检查，不留死角，设备要定期检修，发现问题及时采取补救措施，修复存在跑、冒、滴、漏的部位。 3、配置应急工具和消防设施。应该配备一定数量的防毒面具、自给式空气呼吸器、手套、堵漏工具。应急队的人员要经常进行演练，熟练掌握各种情况下的堵漏方法和处置措施。贮罐区常备干砂的量最好不少于一个贮罐的容积，厂内仓库存放一定的水泥作应急之用。配备一定数量的手提式二氧化碳和干粉灭火器。 4、生产工艺中的防火防泄漏措施。 （1）三氯氢硅的合成、除尘和精馏工段。HCl气体缓冲罐与合成炉之间应设止回阀，防止合成炉的SiHCl3回到缓冲罐。应控制HCl气体的流量，控制合成炉内的温度。对设备管道要经常进行维护保养，防止三氯氢硅泄漏。在生产中要保持整个系统的密闭，用99．99％的氮气进行保护。 （2）三氯氢硅的储存。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，并应设止回阀和阻火器。贮罐区应设一个备用罐，紧急情况下应将泄漏的贮罐内的物料转移至备用罐，防止大量泄漏。 四、泄漏处理和火灾扑救 生产和储存中如果发生三氯氢硅泄漏，应根据泄漏量的大小划出一定的警戒范围，禁止无关人员和车辆进入警戒区，切断警戒区内的所有火源，迅速撤离泄漏污染区内的人员至安全地带。如果是贮罐发生泄漏，又不能及时排除泄漏，就应该将发生泄漏的贮罐内的三氯氢硅用氮气压入备用罐内。如果是生产中的设备和管道发生泄漏，应立即停止生产，并迅速关闭有关阀门切断物料输送。泄漏地带有水源时，应用干砂土围成隔离带，将泄漏的三氯氢硅与水隔离开来。抢险人员进入危险区域时应佩戴自给式呼吸器或防毒面具。应先查明泄漏部位的泄漏状况。由于贮存三氯氢硅的容器为常压容器，应针对不同的泄漏部位采取不同的堵漏措施，切断泄漏源，用砂土、水泥吸收残留液。 三氯氢硅泄漏后发生燃烧时，应采用干砂、二氧化碳、干粉、水泥灭火，禁止直接用水和泡沫扑救
四氯化硅热氢化制备三氯氢硅
文章 编 号 ： ０ ２ ５ ３— ４ ３ ２ ０ （ ２ ０ １ ５ ） ｌ Ｏ一 ０ ０ ７ ５— ０ ３
Ｈｙ ｄ ｒ Ｏ ｇ ｅ ｎａ ｔ ｉ ０ ｎ ｏ ｆ ｓ ｉ ｌ ｉ ｃ ｏ ｎ ｔ ｅ ｔ ｒ ａ ｃ ｈ ｌ ｏ ｒ ｉ ｄｅ ｔ ｏ ｔ ｒ ｉ ｃ ｈ ｌ ｏ ｒ ｏ ｓ ｉ ｌ ａ ｎｅ
ＨＵ Ａ ＮＧ Ｙ ｏ ｕ － ｇ ｕ ａ ｎ ｇ，ＺＨＥ ＮＧ ｉｎ ｒ ｇ， Ｐ Ａ Ｎ Ｊ ｉ ｎ — ｈ ｕ ａ，Ｓ Ｕ Ｇ ｕ ｏ － ｌ ｉ ａ ｎ ｇ，ＨＵ Ａ ＮＧ Ｇ ｕ ｏ — ｑ ｉ ａ ｎ ｇ
（ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｃ ｈ ｅ ｍ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｉ ｒ 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 ｉ ｎ ３ ０ ０ ０ ７ ２ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ） Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｈ ｙ ｄ ｒ ｏ ｇ ｅ ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｓ ｉ ｌ ｉ ｃ ｏ ｎ ｔ ｅ ｔ ｒ ａ ｃ ｈ ｌ ｏ ｒ ｉ ｄ ｅ（ Ｓ ｉ Ｃ １ ４ ）ｔ ｏ ｔ ｒ ｉ ｃ ｈ ｌ ｏ ｒ ｏ ｓ ｉ ｌ ａ ｎ ｅ ｉ ｓ ｃ ａ ｒ ｉ ｒ ｅ ｄ ｏ ｕ ｔ ｉ ｎ ａ ｉ ｆ ｘ ｅ ｄ ｂ ｅ ｄ ｒ ｅ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｉ ｎ
摘要 ： 以四氯化硅 和氢气 为原料 ， 利用 固定床反应器高温热氢化制备三氯氢硅 ， 研 究了反应温度 、 反应空速 、 反应 压力及原 料物质的量的比对三氯氢硅 收率 的影 响。结果表 明， 在一定条件下 ， 升高温度 ， 增大 压力 ， 降低空速 和增加氢气 （ Ｈ ） 与四氯化 硅（ Ｓ ｉ Ｃ １ ） 物质的量的 比， 有利于增加三氯氢硅 收率 ； 但 当反应温度 、 反应压力 、 氢气 与 四氯化硅 配 比增大到某 一值或 反应空速 降低到某一值时 ， 三氯氢硅 收率增加不 明显甚至有所降低 。实验结果表明 ， 四氯化硅高温热氢化制备 三氯氢硅 较佳工艺条件是 反应温度小于 １ ０ ５ ０ ℃， 反应压力高于 ０ ． ６ ＭＰ ａ （ 表压）， 反应空速不大于 １ ０ ０ ０ ｈ～， 原料氢气和 四氯化硅物质 的量的 比为 ４～ ６ 。 在最佳反应条件下 ， 三氯氢硅收率达到 ｌ ９ ． ８ ｌ ％。 关键词 ： 四氯化硅 ； 三氯氢硅 ； 热氢化 ； 氢气 中 图分 类 号 ： Ｔ Ｑ ４ ２ 文献标志码 ： Ａ
物料反应矩阵
R-HCl R-HCl
R
NR
丙二醇水溶液 冷剂 R-134A -507
丙二醇水 制冷剂 R-134A 制冷剂 R-507 氧化镁 硅酸钠
3
NR
3
3
NR
NR
3
3
3
D
NR
NR
3
3
3
3
NR
NR
NR
NR
3
3
3
3
3
NR
NRLeabharlann NRNRR
3
3
3
3
3
NR
NR
NR
NR
R-P
35
35
35
35
35
NR
NR
NR
NR
NR
3
NR
3
3
NR
NR
3
12
3
NR
D
NR
14
14
3
14
R
R
NR
NR
3
18
3
3
18
NR
NR
NR
NR
NR
3
3
3
3
14
NR
NR
NR
NR
R-V
3
3
3
3
30
NR
NR
NR
NR
R-V
3
3
3
3
3
NR
NR
NR
NR
NR
32
32
32
32
32
NR
NR
NR
R
R-W
3
3
3
3
四氯化硅冷氢化生产三氯氢硅的系统及方法
四氯化硅冷氢化生产三氯氢硅的系统及方法下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
此文下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用。
并且，本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，如想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Downloaded tips: This document is carefully compiled by the editor. I hope that after you download them, they can help you solve practical problems. The documentscan be customized and modified after downloading, please adjust and use it accordingto actual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!在当今高科技领域，硅化合物的生产与应用已成为不可或缺的一部分。
四氯化硅制备三氯氢硅的冷氢化工艺资料
四氯化硅制备三氯氢硅的冷氢化⼯艺资料洛阳晶辉新能源科技有限公司1、低温氢化技术⽅案“低温氢化”反应原理为：四氯化硅（SiCl4）、硅粉（Si）和氢⽓（H2）在500℃温度和1.5MPa 压⼒条件下，通过催化反应转化为三氯氢硅（SiHCl3）。
化学反应式为：3SiCl4+Si+2H2=4SiHCl3⾏业“低温氢化”虽然⽐“热氢化”具有能耗低、设备运⾏可靠的优点，但是尚存⼀些不⾜：（1）实际转化率偏低——四氯化硅（SiCl4）实际转化率⼀般在18%左右；（2）催化剂稳定性差——导致催化剂寿命短、消耗量⼤、成本⾼；特别是催化剂载体铝离⼦容易造成“铝污染”；（3）设备复杂、系统能耗⼤——⼯作温度⾼，所以氢化炉需要内或外加热，设备复杂，系统⽆有效的能量回收装置，系统能耗⾼。
3）“催化氢化”技术⽅案针对上述四氯化硅（SiCl4）冷、热氢化存在的缺点和问题，洛阳晶辉新能源科技有限公司和中国⼯程院院⼠、中⽯化权威催化剂和化⼯专家合作，在传统“低温氢化”基础上进⾏改良，⾃主创新开发出了新⼀代“改良低温氢化”技术——“催化氢化”。
（1）“催化氢化”技术路线开发⾼活性多元纳⽶催化剂——在现有单活性⾦属基础上，引⼊第⼆活性⾦属，并采⽤特殊负载⼯艺，使活性⾦属呈纳⽶状态，提⾼催化剂活性；开发⾼稳定性催化剂载体——解决现有催化剂稳定性差问题，延长催化剂使⽤寿命，同时解决“铝污染”；（2）“催化氢化”技术特点催化剂活性⾼，特别是反应?选择性好——四氯化硅（SiCl4）单程率达到22%，以上（最⾼可达25%）；实现热量耦合、节约能源——需要的外加热量⼩，减少系统能源消耗；催化剂稳定性好——寿命长、⽤量⼩、避免了Al2O3分解带来的“铝污染”；反应温度进⼀步降低，反应炉不需要内（或外）加热，并设能量综合回收装置，降低了系统能耗；系统⽤氢细致划分，由电解氢改良为多晶硅⽣产过程的回收氢⽓，既节约了制氢站电解氢的消耗量，同时也有利于提⾼多晶硅⽣产中氢⽓的质量；良好的除尘技术和反应渣吹除技术，保证系统的稳定运⾏、安全环保，减少了环境污染。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
02．三氯氢硅氢还原反应基本原理用氢气作为还原剂，在1100～1200℃下还原SiHC13，是目前多晶硅生产的主要方法。
由于氢气易于净化，而且在硅中的溶解度极低，所以用氢气还原生产的多晶硅较其他还原剂(如锌、碘)所制得的多晶硅纯度要高得多。
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：)(H C l 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 2B 3H 2BCl 23+−→←+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。
以上反应式中， 第一个反应式和第二个反应式可以认为是制取多晶硅的基本反应，应尽可能地使 还原炉内的反应遵照这两个基本反应进行。
四氯化硅氢化1． 四氯化硅来源与性质1.1 四氯化硅的产生在多晶硅生产过程中，在SiHCl 3 合成工序和氢还原制取多晶硅工序，会产生大量的副产物SiCl 4，并随着尾气排出。
在氢还原工序中，会发生以下几个反应：主反应：Si 3HCl H SiHCl 23+−→−+ 副反应：2490032H 3SiCl Si 4SiHCl ++−−−→−℃以上 43SiCl 2HCl Si 2SiHCl ++−→−在SiHCl 3合成工序中主要发生以下反应：主反应： 23H SiHCl 3HCl Si +−→−+ 副反应： 242H SiCl 4HCl Si +−→−+ SiHCl 3合成中副反应产生的SiCl 4约占生成物总量的约 10% ，在氢还原工序中也有部分SiHCl 3 发生副反应生成了SiCl 4 。
在实际生产中，副反应不可避免，但对工艺过程加以控制，可以尽量减少副反应发生，减少副产物的生成。
另一方面对于副产物必须进行综合利用，使其转化为有用的原料或产品。
这样可以就可以降低总体生产成本，创造出良好的经济效益。
1.2 四氯化硅的性质四氯化硅在常温常压条件下是无色透明的液体，无极性，易挥发，有强烈的刺激性，遇水即水解生成二氧化硅和 HCl 。
并能与苯、乙醚、氯仿等互溶，与乙醇反应可生成硅酸乙酯。
由于四氯化硅易于水解，并生成 HCl 所以在有水的环境下具有强烈的腐蚀性。
四氯化硅的物理性质见下表(表1):表1 SiCl4物理性质表四氯化硅也可以与氢气反应生成硅，早期曾用于多晶硅生产，但是沉积速度慢，目前主要用于外延。
从下面的比较中，我们可以看出用SiHCl3作原料进行氢还原生产多晶硅的优势(表2) :表 2 SiHCl3与SiCl4的氢还原比较从上表可以看出，如果将四氯化硅用于直接氢还原制备多晶硅，无论从能耗还是物耗上讲都不合理。
对于四氯化硅的利用．目前国内外多晶硅工厂采用得比较多得方法有以下两种：①四氯化硅经氢化后转化为三氯氢硅，后者可以作为生产多晶硅的原料；②将四氯化硅作为化工原料用于生产其他类型的产品,如硅酸乙酷、有机硅和气相白碳黑等。
在多晶硅生产过程中，由于产生的SiCl4的量非常大(据资料，每生产1kg多晶硅大约要产生12kg SiCl4。
因此，SiCl4的回收和利用成了制约多晶硅生产的一个关键因素。
作为提高多晶硅产量的一个有效手段，SiCl4经氢化后转化为三氯氢硅，再用于生产多晶硅是大部分多晶硅生产厂家优先考虑的方法。
2. 四氯化硅氢化方法2.1 工业使用的四氯化硅氢化方法目前四氯化硅氢化转化为三氯氢硅的方法主要有两种，一种是催化氢化(欧美采用)，其反应原理：四氯化硅、硅粉、氢气在沸腾炉中反应，生成三氯氢硅(实际是三氯氢硅、四氯化硅、氢气等的混合气，需要冷凝回收后送精馏分离提纯)。
据国外报道，其转化率一般在25％左右。
由于方法中使用了工业硅粉，因此得到的产品纯度不高，需要进行较好的精馏提纯，才能得到可供氢还原工序使用的半导体级三氯氢硅，增加了能耗。
其反应温度较高(～500℃) ，反应压力也较高(～15个大气压)，对设备的要求比较高。
此外，硅粉的硬度很高，在反应过程中硅粉呈沸腾状，与沸腾炉的内壁不断产生摩擦，造成设备的磨损，使设备内壁变薄，缩短了沸腾炉的寿命。
另一种四氯化硅氢化的方法，即“热氢化法”(俄罗斯采用)，其反应原理如下：将四氯化硅与氢气按照一定配比混合，混合气在反应炉中和高温条件下进行反应，氢气将四氯化硅还原后得到三氯氢硅，同时生成氯化氢。
整个过程与氢还原反应很相似，同样需要制备混合气的蒸发器，氢化反应炉与还原炉在结构上也很相似，只不过氢化反应得到的是三氯氢硅而不是多晶硅，四氯化硅热氢化的工艺流程示意图如下(图 1 ) :氯硅烷(至精馏提纯)图1 四氯化硅热氢化工艺流程示意图从精馏来的四氯化硅被送到蒸发器中挥发为气态，并与回收的氢气及补充的氢气按一定的配比形成混合气，这一过程的原理、设备及操作都和三氯氢硅氢还原的蒸汽混合物制备过程相同，只是两者的控制参数不尽相同。
所制得的四氯化硅和氢气的混合气进入氢化炉中，在氢化炉内炽热的发热体表面发生反应，生成三氯氢硅和氯化氢。
在这个过程中，四氯化硅并不是全部百分百地转化为三氯氢硅，真正参与反应并转化成三氯氢硅的只是其中很小一部分(大约18 %)。
从氢化炉出来的尾气中大部分是氢气和四氯化硅，三氯氢硅和氯化氢只是其中的少数。
这些尾气被送到尾气回收装置中，将各个组分分离出来，氢气返回氢化反应工序中，氯化氢送去参与三氯氢硅合成，氯硅烷(其中四氯化硅占大部分，其余是三氯氢硅)送到精馏去分离提纯后，四氯化硅又返回氢化炉、三氯氢硅则被送到氢还原工序用于制取多晶硅。
与催化氢化方法相比，四氯化硅热氢化过程反应温度较高，能耗也会有所上升。
但是在氢化反应炉的设计上采用双隔热屏，减少热量散失，有利于降低热氢化过程的能量消耗。
但是被反应气体带走的热量损耗将无法避免，这也是热氢化法的不足之处。
而且热氢化法中间的四氯化硅转化率只有18%，低于催化氢化的25%。
三氯氢硅合成三氯氢硅(SiHCl3)的合成，是生产多晶硅的重要环节之一。
包括液氯汽化，HCl合成，SiHCl3合成等工序。
辅助设施又湿法除尘釜液回收装置(6级精馏塔)、硅粉洗涤回收装置。
其核心设备SiHCl3合成炉的功效直接影响整个合成车间的经济指标，应作重点了解。
本章按工序顺序介绍所用原材料的性质和制备原理及工艺。
1．液氯汽化1.1 氯气的性质氯气的分子量为71，熔点-101.6 ℃，沸点-34.6℃，常温下呈黄绿色气体，气体密度3.21克/升。
氯气在空气中不燃烧，但有助燃性。
在日光下与易燃气体混合时会发生燃烧甚至爆炸。
氯气对空气的相对密度为2.45，比空气重，泄漏的氯气常常滞留在地面。
液氯/氯气为剧毒物质，氯气在空气中的最大允许浓度为1mg/m3。
其职业性接触毒物危害程度等级为II级。
属于高度危害，能严重刺激皮肤、眼睛、粘膜；高浓度时，有窒息作用；可引起喉肌痉挛、粘膜肿胀、恶心、呕吐焦虑和急性呼吸道疾病，如咳嗽、咯血、胸痛、呼吸困难、支气管炎、肺水肿肺炎等；氯气还能刺激鼻、口、喉，随浓度升高引起咳嗽直至引发喉肌痉挛而导致死亡。
人吸入氯气最低致死浓度为LCLo：2530mg/m3/30min或500ppm/5min。
1.1.1 与氢气的反应氯气与氢气的反应异常激烈，在阳光或者加热的情况下二者迅速反应合成HCl，并放出大量的热(Q)：H2 + Cl2= 2HCl + Q氢气和氯气在稳定燃烧时，会发出苍白色火焰。
在较低温度和无光照情况下，二者的反应速度缓慢。
因此，当氢气和氯气发生混合反应注意降温、避光和卸压，并送入大量的氮气稀释，产生的尾气通入碱洗设备处理。
1.1.2 与水的反应氯气与水的反应产物是盐酸和次氯酸：Cl2 + H2O = HCl + HClO氯气与水的反应是可逆反应，当水中的H+含量偏高时，可认为氯气溶解于水中，加热会逸出。
次氯酸是强烟氧化剂和杀菌剂。
自来水厂的杀菌工序就是向水中通入少量氯气，生成次氯酸进行杀菌和除臭。
1.1.3 与碱溶液的反应氯气与碱溶液的反应实际上是，首先与水反应，生成的盐酸和次氯酸再与氢氧根发生酸碱中和反应生成氯化盐和次氯酸盐：Cl2 +H2O=HCl + HClOH+ +OH- =H2O利用氯气极易与碱反应的性质，工业上用NaOH溶液吸收或洗涤氯气，或用大量的水洗涤也能除去泄漏在空气中的氯气。
1.1.4与有机物的反应氯气能够与大多数有机物发生衍生反应，生成氯基衍生物：Cl2 +C2H4→C2H4Cl21.1.5与其他物质的反应氯气还能与许多金属反应：−+2Na2NaClCl2−→2SbCl 2Sb 3Cl 32−→−+SiCl Si 2Cl 42−→−+1.2 液氯的制备简介工业制取液氯的方法一般是电解食盐水溶液，其反应如下：Cl H 2NaOH O 2H 2NaCl 222++−→−+该反应主要是制备烧碱，氯气是副产品。
电解产生的混合气体通过冷凝、干燥制取的液氯纯度可达99%以上，杂志主要是水和微量溶解的H 2。
在有机硅工业生产中也会产生大量液氯副产物，但这种液氯还有不利于多晶硅生产的有机成分，不宜作为多晶硅厂的原料。
1.3 液氯汽化的工作原理液氯受热会迅速汽化，其蒸汽压随温度升高而增大，通过控制液氯的温度就可以得到需要的汽化压力：20℃时的饱和蒸汽压力为0.6864Mpa.A25℃时的饱和蒸汽压力为0.7868Mpa.A30℃时的饱和蒸汽压力为0.8973Mpa.A65℃时的饱和蒸汽压力为2.0Mpa.A工艺上需要的氯气压力是0.65 Mpa.A ，因此，液氯的汽化温度应控制在20℃左右。
1.4 工艺流程简介液氯库从功能上划分包括以下几个模块：液氯钢瓶满瓶库区、空瓶库区、钢瓶汇流排、液氯气化和尾气处理。
满瓶和空瓶用于钢瓶的堆积，满瓶允许最高堆积高度为两层，空瓶可以堆积三层。
1.4.1 液氯气化工艺液氯气化一般设置1＃，2＃两个钢瓶组，为一开一备，每个钢瓶组有12个钢瓶。
液氯从1组12个钢瓶中同时放出，经各钢瓶对应支管上的转子流量计汇入液氯总管，然后流入液氯汽化器C-001的盘管内，被流经管外的热水加热后进入汽化器内筒汽化。
汽化器也是两台，一开一备。
出汽化器的氯气经缓冲罐F-001后送去氯化氢合成的氯气缓冲罐1.113。
氯汽化器底部残液管上安装有取样阀，定期检测汽化器中液氯的成分，当NCl3的含量达到40g/L时，切换汽化器，将汽化器中的残液排放到排污罐F-002中，再进入碱液罐F-007中鼓泡中和。