三氯氢硅简介

10000t/a一、市场需求推测三氯氢硅(HSiCl3导体工业中制造超纯多晶硅和高纯硅烷的原料及外延生长的硅源。产品的性质及用途密集、附加值高、在国民经济中占有肯定地位的型工业体系，并使相关行业获得了巨大的经济效益。有机硅产品人致分为硅4将三氯氢硅与氯乙烯或氯丙烯进展合成反响，再经精馏提增加树脂、周密陶瓷纤维和光纤保护膜等方面扮演着重要角色，硅生产中极为重要的原辅料，同样具有宽阔的市场需求空间。1品德排列成很多晶核，假设这些晶核长成晶面取向不同的晶粒，阳能级、电子级。多晶硅产品的主要用途：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；金属陶瓷、宇宙航行的重要材料；光导纤维通信，最的现代通信手段；(5)性能优异的硅有机化合物。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。三氯氢硅进呈现状我国有机硅工业的进展起始于205080年月以后，尤其是进入90年月，有机硅产品生产厂家迅猛涌现，普及全国各地。工业规模生产高纯三氯氢硅，最大的生产商是德国的Wacher公司和美国的DowCorning20世纪90年月初已建成肯定规模中低端应用，高纯度级别三氯氢硅仍需依靠进口外先进水平的差距。2三氯氢硅市场分析进展，对三氯氢硅的需求量快速增加。各地纷纷扩建三氯氢硅工程。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、5年以后，实际可以利用的材料将为行业供给100GW2012年，多晶硅产能原本依靠进口的巨大的国内市场。原辅材料供给分析本工程生产所用的原辅材料为金属级硅、氯气、氢气、以及铜催均可购得，供货有保证。公司原有离子膜烧碱和PVC装置，有充裕的氯气和氢气，并有氯化氢合成设施，并且设施符合且有富有，加上PVC装置开工率较低，PVC目前效益不佳，烧碱又要扩建，氯化氢的供给有保障。产品价格分析价格定位等综合因素，初步定价为：3三氯氢硅：10000元/吨；〔暂不计价〕付产盐酸：少量，价值较低，暂不计价。二、产品方案及生产规模产品方案本工程产品方案为：三氯氢硅、四氯化硅、盐酸。序号123产品名称序号123产品名称盐酸规格SiHCl≥99%3SiCl≥99%4HCl≥30%标准依据——————100002650生产规模10000t/a年操作时间：8000三、工艺技术方案三氯氢硅又称三氯硅烷、硅氯仿，是一种易挥发、易潮解的无色液体。同时也是一种应用广泛的有机硅单体，广泛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根本的单体，也是生产多晶硅的主要原料。目前，三氯氢硅的合成方法主要有24成方法即沸腾氯化法；另一种是通过四氯化硅的氢化技术来实现。后一种方法需要在高温压下完成，且能耗高、对设备腐蚀严峻、资金投入也大。目前，三氯氢硅的生产主要以沸腾氯化法为主。生产原理三氯氢硅是通过高纯氯化氢气体与冶金级单体硅(质量分数98.0％～99.0％)在肯定温度、压力条件下反响制备的。反响方反响(1)为主反响，反响(2)、(3)为副反响。反响(1)在动141.8kJ／mol。上升反响温度虽可加快反响速度，但不利于主产物的性。例如在温度为300-425℃、压力为2～5kPa600～1000kg／h三氯氢硅选择性高达8％88％％0％的二氯二氢硅和l％～4％的缩聚物，其余为四氯氢硅。该合成反响中，温度、压力、硅粉粒度、氯化氢气体的流速、氯化氢中OHO2 255(1)气体反响物集中到催化剂外表；(2)反响物分子吸附于外表；(3)外表反响；(4)形成的分子从外表解吸；(5)产物集中到气相反响过程中。在用单质铜做催化剂时，氯化氢被吸附在触体外表，并离解成氢离子和氯离子，211外表化合物，它又与另一个氯化氢分子结合成三氯氢硅。生产工艺技术方案比较和确定60％～80％．流化床反响器中三氯氢硅的收率则可达80％～90％。沸腾氯化法承受流化床反响器．其生产过程主要包括氯化氢的制备、三氯氢硅合成、气固分别、合成气冷凝、精馏提纯等工序，4.2.1。6图3.2.1 三氯氢硅生产流程框图氯化氢的制备目前氯化氢的制备主要有合成法和解吸法。合成法技术成的(H2：C12=1．05：1．00～1．10：1.00)，合成后的氯化氢经雾分别器，最终将得到的氯化氢气体送入缓冲罐。三氯氢硅合成参加，固体颗粒混合均匀后，通过外部加热器加热到预定温度，然后将氯化氢气体从反响器底部以肯定速度吹入，开头反响。在流化床反响器中，温度、压力、硅粉粒度、氯化氢气体的流速以及纯度(尤其是含水量和含氧量)对三氯氢硅的收率影响很大。由于该反响为猛烈放热反响，对温度的掌握要求很高，温度太低，氯化氢与硅粉不能发生反响；温度太高，三氯氢硅的350℃7，大量反响热被释放出来，不仅需要停顿外加热器，并且需要通过循环冷凝水准时移走反响器中的热量以保持反响器温度325℃左右。0.15MPa(表压)80～120反响中，氯化氢的气流速度是影响操作稳定性的一个重要因素，接触，合成气夹带多；气速过小，会降低反响器的处理力量，降0.188％；当氯化氢气体中水的质量分数到达0.465％，并且水能溶解局部的氯化氢气体形成盐酸，腐蚀设备大大缩短设备的使用寿命，并能与系统中的三氯氢硅发生反三氯氢硅是一种很强的复原剂， 极其简洁与氧作用生成 ，大大降低了三氯氢硅的收率；三氯氢硅和氧气的混合物是高度易燃、易爆混合气体，在遇到明火的状况下，猛烈反响，甚至发生爆炸。术含量最高、操作最简单的工序。在该工序中，影响反响的因素8很多，很多参数确实定需要在实践中进一步探究。气固分别〔以三氯氢硅和四氯化硅为主，经过缓冲罐首先进入旋风分别器，经过两级过处理后重进入循环，分别后的气体则进入下一工序。合成气冷凝该工序主要是将混合气体冷凝液化，便于将三氯氢硅和四氯化硅混合液送入精镏塔中进展精镏操作。水对其进展预冷，再将预冷后的气体通入盐水冷凝器进一步冷－40～－30℃左右，在冷凝器中，三氯氢硅的冷凝效率也只有8515％的三氯氢硅未冷凝。精镏提纯该工序是通过精镏装置将混合液体中的杂质除去，并且将三氯氢硅和四氯化硅分开，得到高纯度的三氯氢硅液体。925℃，并且不形成共沸物，比较简洁氯化硅混合料〔80％～85％〕进入精镏塔，承受两塔连续提纯分别，通过掌握肯定的回流比，最终得到99％95％以上的副产品。压力的上升，二者的相对挥发度与沸点差成正比的原理实现的，可以用一般循环水代替低温盐水，降低生产本钱。工艺方案确定工艺，低压0.15Mpa表压，32℃反响，掌握氯化氢中水和氧温盐水系统〔负荷有富有，为降低设备制造本钱和操作危急性〔削减泄漏风险，承受常压精镏工艺。工艺流程10000t/a三氯氢硅生产工艺过程主要包括氯化氢合成、三氯氢硅合成、氯硅烷分别提纯、尾气处理工序等四个工序。10氯化氢合成从氢气制备与净化工序来的氢气和从合成气干法分别工序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器、深冷却器、雾沫分别器后，被送往三氯氢硅合成工序。器和两套盐酸循环槽、盐酸循环泵组成的氯化氢气体吸取系统，11系统保持连续运转，可随时接收并吸取装置排出的氯化氢气体。并处理含氯、氯化氢气体。三氯氢硅合成80—320℃，硅粉和氯化氢发生反响，生成三氯氢硅和四氯化硅。生成的三氯氢硅和四氯化硅气体经沉降器、-30经酸碱淋洗达标后排放。氯硅烷分别提纯氯氢硅用泵抽出，经过计量罐计量后送入氯硅烷分别的精馏塔硅贮槽；塔底蒸馏剩余物〔四氯化硅〕用泵送入四氯氢硅贮槽。尾气处理工序生成二氧化硅和溶于水的氯化氢。该方法工艺简洁，技术成熟，投资少，通过掌握喷淋系统的12水量和中和池的氢氧化钠的投入量，也可以很好地实现合格排放。时氯化氢溶于水形成盐酸。主要原材料消耗定额〔以每吨产品计〕或氯化氢1.028t表3.3.1 或氯化氢1.028t一序号名称原料和关心材料规格单位消耗定额1硅粉t/t0.282液氯t/t1．003氢气Nm3/t290物料平衡3.4.1。表3.4.1 装置物料平衡13液氯 1.2530.010000氢气或氯化氢320.776256水875217000合计出方三氯氢硅9912503010000四氯化硅98331.257.952650盐酸30合计物料名称纯度〔m%〕物料名称纯度〔m%〕kg/ht/dt/a入方硅粉983508.42800三氯氢硅合成收率，其主要影响因素是：合成炉的温度、压力，冷却水的温度和压力，硅粉的参加量等。掌握主要技术条件：上、中、下温度:280～320℃炉顶压力:100～140mmHg压差:110～170mmHg分布板压:19～21(分布板上的阻上差约等于)mmHg除尘器温度:150℃左右硅粉粒度:80～120主要设备选型144.6.1。表4.6.1 主要设备规格一览表序号一设备编号 设备名称氯化氢〔甲类〕型号规格单位数量材质备注1V101 氯气缓冲罐DN1000X2500台116MnR三类2V102 氢气缓冲罐DN1000x2500台116MnR一类3V103 盐酸贮槽DN1600x4500台1FRP4V104 除雾器DN1200x1400台3Q2355V105 气液分别器DN800x1500台3Q2356R101 氯化氢合成炉DN1400x6300台3Q2357X101 氢气阻火器DN500x850台3Q235一类8E101 氯化氢冷凝器40m2台3石墨9E102 氯化氢深冷器40m2台3石墨10E103 氯化氢预热器60m2台3石墨11P101 水流喷射泵台2PVC12二P102 盐酸泵三氯氢硅〔甲类〕Q=20m3/hH=20m台2衬四氟防爆13V106 真空缓冲罐DN800x1200台1Q23514V107 真空分别器DN800x1200台1Q23515V108 硅粉枯燥器DN450X3150台6Q23516V109 硅粉枯燥器DN450X3150台6Q23517V110 硅粉过滤器DN1000台1Q23518V111 网袋过滤器台6Q23519V112 空冷器台6Q235一类20V113 硅粉缓冲罐DN1000x3400台1Q23521V114A 粗品计量槽DN1600x4000台3Q23522V114B 粗品计量槽DN1600x4000台3Q23523V115 粗品高位槽DN1600x3500台3Q23524V116 热水槽DN2800x4000台1Q23525V117A 精品计量槽DN1600x4000台3Q23526V117B 精品计量槽DN1600x4000台3Q23527V118DN1600x4000台1Q2351529 V12030 V12131 V12232 E10433 E10534 E10635 E10736 E10837 E10938 T10139 R10240 T10241 T10342 T10443 T10544 P10345 P10446 P105

槽28V119 DN3000x8000 台 2 Q235槽28V119 DN3000x8000 台 2 Q235尾气除雾器塔釜加热器尾气冷凝器器器精镏塔合成炉磁力泵

DN3000x8000 2DN3000x8000 台 1DN1600 台 3DN1600x3600 台 365m2 台 365m2 台 3DN1000x2000 台 3DN1000x2000 台 3DN1000x2000 台 3DN800x16500 台 3台 6DN800x1500 台 3DN600x3000 台 3DN600x3000 台 3DN600x3000 台 3CQ20412/28 台 2Q=80m3/hH=30m 台 2Q=80m3/hH=30m 台 2

Q235Q235Q235Q235Q235Q235Q235Q235Q235Q235Q235PVCPVCPVCPVC47 P10648 P107

SiCl4SiHCl

磁力泵磁力泵

Q=20m3/hH=20m 台 2 防爆Q=50m3/hH=20m 台 2 防爆49 P10850 P109

3磁力泵

Q=50m3/hH=20m 台 1台 1

防爆PVC自控技术方案自动化水平和主要掌握方案本设计为10000t/a三氯氢硅工程中的过程检测和掌握系统方案，16等。过程、操作、监视和治理。仪表类型确实定同时仪表选型尽量厂家集中，以便于维护。对处于具有爆炸危急环境中场所的仪表设计，依据《爆炸和火灾该区域防爆等级的要求。腐和隔离措施，以保证仪表的正常测量。A、温度仪表就地温度检测仪表选用双金属温度计。集中温度检测一般选用Ptl00铂热电阻。在防爆区内选用隔爆型，在防爆区外选用防水型。B、压力仪表集中的压力点选用智能压力变送器节阀。C17流量就地检测，一般选用玻璃转子流量计；只要累积的场合可选用水表。送器；测盐水、盐酸、烧碱流量承受电磁流量计。D就地液位计一般承受玻璃管、玻璃板液位计；集中的液位点一般承受智能液位变送器和法兰远传式差压变送器；超声波液位计；浮筒液位开关位开关。E调整阀承受气动执行机构，配电/气阀门定位器和空气过滤减压阀。依据介质的特性分别选用隔膜阀、耐酸调整阀、蝶阀和球阀；二ON/OFF阀配有电磁阀、空气过滤减压阀和限位开关等。就地选用自力式压力调整阀。调整阀和二位阀的型式及阀体、阀芯、隔膜的特性来选择。仪表用电仪表和掌握系统电源电压等级为220V50Hz。掌握系统〔DCS〕供给后备电源〔电池组30分钟时间。UPS电源质量要求如下：沟通输出：220V2%；18频率：50士0.2HZ；波形失真率：5%；纹波电压：<0.2%；切换时间：5～10ms仪表气源700kPaG降到500kPaG20分钟。气源质量要求如下：温度：常温；露点：在操作压力下低于工作环境历史上年〔季〕极端温度至少l0℃；含尘料直径：<3μm；油份含量：<8ppm〔w〕四、原料、关心材料及动力供给4.1表4.1 主要原材料、关心材料供给序号材料名称规