一種兼用于硅烷、氯硅烷歧化及反歧化的反應精餾裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種兼用于硅烷、氯硅烷歧化及反歧化的反應精餾裝置。
【背景技術】
[0002]多晶硅的需求主要來自于半導體和太陽能領域。按純度要求不同，分為電子級和太陽能級。隨著光伏產業的迅猛發展，太陽能領域對多晶硅的需求量直線上升，再加上半導體領域的穩定發展，從而帶動了多晶硅行業的不斷進步。
[0003]按硅沉積反應時使用原料的不同，目前世界上批量生產棒狀多晶硅的方法分別為使用硅烷作原料的新硅烷熱分解法和使用三氯氫硅作原料的改良西門子法。改良西門子法是多晶硅生產的主流工藝，但是在改良西門子法合成、干法還原及氫化工序中，均會產生一定量的副產物SiH2Cl2, SiH2Cl2無法直接使用，需使用氯硅烷反歧化反應精餾裝置轉化成5化(:13后，方可以使用。將氯硅烷中的SiH2C12完全轉化，使其不再攜帶沸點接近B雜質，大大降低了三氯氫硅的提純難度、提高多晶硅產品質量，顯著降低物耗和生產成本。
[0004]改良西門子法技術成熟，硅烷法生產成本低，這兩種方法都是目前生產多晶硅的主要方法，將這兩種方法結合，用一套裝置生產多晶硅，能大大降低設備投資成本和提高設備的利用率。
[0005]目前采用改良西門子法和新硅烷熱分解法聯合生產多晶硅是一種趨勢。然而改良西門子法的副產物SiH2Cl2需要使用氯硅烷反歧化反應精餾裝置進行再轉化，新硅烷熱分解法中的硅烷制備需要使用氯硅烷歧化反應精餾裝置。為滿足以上改良西門子法副產物SiH2Cl2轉化和新硅烷熱分解法中的硅烷的制備，設計一種兼用于硅烷、氯硅烷歧化及反歧化的反應精餾裝置。
[0006]—種兼用于硅烷、氯硅烷歧化及反歧化的反應精餾裝置即滿足了改良西門子法反歧化反應和新硅烷熱分解法的歧化反應，又降低了設備投資成本。

【發明內容】

[0007]本實用新型的目的在于提供一種兼用于硅烷、氯硅烷歧化及反歧化的反應精餾裝置，可以通過閥門的控制實現歧化和反歧化反應精餾的轉換。
[0008]本實用新型的技術方案如下:
[0009]—種兼用于硅烷、氯硅烷歧化及反歧化的反應精餾裝置:反應塔(I)上設置有精餾段填料(14)、結構催化劑段(15)和提餾段填料(17);塔底設置有再沸器(20);塔上設置有改良西門子法的進料開關閥(2)、采出開關閥(7)、冷凝器(12)和開改良西門子法塔底循環栗；塔上同時設置有新硅烷熱分解法進料開關閥、側采開關閥(4)、換熱器(5)、循環栗
(6)、塔頂深冷器(9)和氣相進出口開關閥。
[0010]在提餾段填料(17)上方設置兩條進料管線，一條進料管線設置改良西門子法進料開關閥(2)，另一條進料管線設置新硅烷熱分解法進料開關閥(3)。
[0011]在結構催化劑段(15)上方設置側線采出管線，側線采出管線上設置新硅烷熱分解法側采開關閥(4)，新硅烷熱分解法側采開關閥(4)后面通過管線依次連接新硅烷熱分解法中段取熱換熱器(5)和新硅烷熱分解法中段循環栗(6)，經過管線返回到精餾段填料(14)的段下方。
[0012]在精餾段填料(14)的第一段填料下方設置改良西門子法塔頂產品采出管線，采出管線上安裝改良西門子法塔頂產品采出開關閥(7)，以確保改良西門子法塔頂產品的采出。
[0013]反應塔(I)塔頂氣相出口管線包括兩條:其中一條塔頂氣相出口管線上方設置新硅烷熱分解法塔頂氣相出口開關閥(10)，開關閥(10)后面安裝新硅烷熱分解法塔頂深冷器(9)，經過深冷器(9)深冷后的產品，一部分通過塔頂采出管線采出作為硅烷產品，另一部分通過回流管線回流至反應塔(I)的精餾段填料(14)的上方，回流管線上設置新硅烷熱分解法回流開關閥(8);另一條塔頂氣相出口管線上方設置改良西門子法塔頂氣相出口開關閥(11)，開關閥(11)后面安裝改良西門子法塔頂冷凝器(12)，經過冷凝器(12)冷卻后的產品，一部分通過回流管線回流至精餾段填料(14)的上方，且此段管線上設置改良西門子法回流I開關閥(13)，另一部分通過回流管線回流至提餾段填料(17)的上方，且在此段管線上設置改良西門子法回流2開關閥(16)。
[0014]反應塔(I)的提餾段填料(17)的中下部設置塔底循環管線，塔底循環管線上設置改良西門子法塔底循環栗開關閥(19)，開關閥(19)后面通過管線連接改良西門子法塔底循環栗(18)，然后由改良西門子法塔底循環栗(18)通過管線連接反應塔(I)將循環液打回反應塔(I)結構催化劑段(15)的上方。
[0015]再沸器(20)通過再沸器進出口管線與反應塔(I)連接，以便提供整套裝置所需熱量。反應塔(I)塔釜設置補充氯硅烷進料管線，進料管線上設置改良西門子法補充四氯硅燒進料開關閥(21)。
[0016]精餾段填料(14)包含3?8段填料，每段填料高度3?8米；
[0017]結構催化劑段(15)包含3?8段催化劑，每段催化劑高度3?8米；
[0018]提餾段填料(17)包含3?8段填料，每段填料高度3?8米。
[0019]利用本實用新型的裝置用于硅烷、氯硅烷歧化及反歧化的反應精餾方法，作為改良西門子法的反歧化反應精餾裝置使用時，使新硅烷熱分解法進料開關閥(3)、新硅烷熱分解法側采開關閥(4)、新硅烷熱分解法回流開關閥(8)和新硅烷熱分解法塔頂氣相出口開關閥(10)的開關閥處于關閉狀態；二氯硅烷通過改良西門子法進料開關閥(2)進入塔內和通過改良西門子法塔底循環栗(18)打循環的四氯硅烷在結構催化劑段(15)中進行反歧化反應；反應產品經過精餾段填料(14)脫輕和提餾段填料(17)脫重后，從改良西門子法塔頂產品采出開關閥(7)處采出三氯氫硅產品；
[0020]作為新硅烷熱分解法的歧化反應精餾裝置使用時，使改良西門子法進料開關閥
(2)、改良西門子法塔頂產品采出開關閥(7)、改良西門子法塔頂氣相出口開關閥(11)、改良西門子法回流I開關閥(13)、改良西門子法回流2開關閥(16)改良西門子法塔底循環栗
(18)、改良西門子法塔底循環栗開關閥(19)、改良西門子法補充四氯硅烷進料開關閥(21)處于關閉狀態；三氯硅烷通過新硅烷熱分解法進料開關閥(3)進入塔內，在結構催化劑段
(15)中進行歧化反應；歧化反應的部分熱量由新硅烷熱分解法中段取熱換熱器(5)和新硅烷熱分解法中段循環栗(6)取出，以減少新硅烷熱分解法塔頂深冷器(9)的熱負荷；塔頂反應產品經過精餾段填料(14)和提餾段填料(17)提純后，從新硅烷熱分解法塔頂深冷器(9)后米出娃燒廣品。
[0021]新硅烷熱分解法塔頂深冷器(9)深冷溫度為-200?O度。
[0022]本實用新型的特點在于是一種簡易、有效、穩定的通過調整反應精餾裝置中不同開關閥門的開啟與關閉，使設備在歧化反應與反歧化反應之間自由切換的方法。創新之處在于:歧化反應和反歧化反應通過一套反應精饋裝置中不同開關閥門的開啟與關閉自如切換。
【附圖說明】
[0023]圖1:本實用新型的一種兼用于硅烷、氯硅烷歧化及反歧化的反應精餾裝置示意圖。
【具體實施方式】
[0024]下面結合圖對本實用新型做進一步的詳細說明
[0025]—種兼用于硅烷、氯硅烷歧化及反歧化的反應精餾裝置:包括反應塔(I)、改良西門子法進料開關閥(2)、新硅烷熱分解法進料開關閥(3)、新硅烷熱分解法側采開關閥(4)、新硅烷熱分解法中段取熱換熱器(5)、新硅烷熱分解法中段循環栗(6)、改良西門子法塔頂產品采出開關閥(7)、新硅烷熱分解法回流開關閥(8)、新硅烷熱分解法塔頂深冷器(9)、新硅烷熱分解法塔頂氣相出口開關閥(10)、改良西門子法塔頂氣相出口開關閥(11)、改良西門子法塔頂冷凝器(12)、改良西門子法回流I開關閥(13)、精餾段填料(14)、結構催化劑段
(15)、改良西門子法回流2開關閥(16)、提餾段填料(17)、改良西門子法塔底循環栗(18)、改良西門子法塔底循環栗開關閥(19)、再沸器(20)、改良西門子法補充四氯硅烷進料開關閥(21)
[0026]在反應塔(I)的提餾段填料(17)上方設置進料管線，進料管線包括兩條:一條進料管線設置改良西門子法進料開關閥(2)，另一條進料管線設置新硅烷熱分解法進料開關閥⑶；
[0027]在反應塔(I)的結構催化劑段(15)上方設置側線采出管線，側線采出管線上設置新硅烷熱分解法側采開關閥(4)，新硅烷熱分解法側采開關閥(4)后面通過管線依次連接新硅烷熱分解法中段取熱換熱器(5)和新硅烷熱分解法中段循環栗(6)，最后通過返回管線返回到精餾段填料(14)的段中偏下的位置；
[0028]在反應塔(I)的精餾段填料(14)的第一段填料下方設置改良西門子法塔頂產品采出管線，采出管線上安裝改良西門子法塔頂產品采出開關閥(7)，以確保改良西門子法塔頂產品的采出；
[0029]反應塔⑴塔頂氣相出口管線包括兩條:其中一條塔頂氣相出口管線上方設置新硅烷熱分解法塔頂氣相出口開關閥(10)，開關閥(10)后面安裝新硅烷熱分解法塔頂深冷器(9)，經過深冷器(9)深冷后的產品，一部分通過塔頂采出管線采出作為硅烷產品，另一部分通過回流管線回流至反應塔(I)的精餾段填料(14)的上方，回流管線上設置新硅烷熱分解法回流開關閥(8);另一條塔頂氣相出口管線上方設置改良西門子法塔頂氣相出口開關閥(11)，開關閥(11)后面安裝改良西門子法塔頂冷凝器(12)，經過冷凝器(12)冷卻后的產品，一部分通過回流管線回流至精餾段填料(14)的上方，且此段管線上設置改良西門子法回流I開關閥(13)，另一部分通過回流管線回流至提餾段填料(17)的上方，且在此段管線上設置改良西門子法回流2開關閥(16);
[0030]反應塔(I)的提餾段填料(1