CN102107876B - 一种三氯氢硅、四氯化硅和二氯二氢硅的精馏方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种三氯氢硅、四氯化硅和二氯二氢硅的精馏方法：包括：a)将含有三氯氢硅、四氯化硅和二氯二氢硅以及杂质的原料液通入第一精馏塔中进行精馏，从所述原料液中分离出四氯化硅以及第一部分杂质，b)将所述第一精馏塔的塔顶馏分通入第二精馏塔中进行精馏，从所述第一精馏塔的塔顶馏分中分离二氯二氢硅馏分；并将二氯二氢硅馏分通入分离塔中进行精馏分离，分离出第二部分杂质，并得到二氯二氢硅；c)将所述第二精馏塔的塔底馏分通入第三精馏塔中，从所述塔底馏分中分离第三部分杂质；并得到三氯氢硅。本发明提供的精馏方法将原料液中的二氯二氢硅通过精馏分离，降低了能耗，节约了成本，保护了环境。本发明还提供了一种精馏装置。
Description
技术领域
本发明涉及精馏提纯技术领域，具体涉及一种三氯氢硅、四氯化硅和二氯二氢硅的精馏方法及其装置。
背景技术
多晶硅是制造半导体器件、集成电路、太阳能电池的基础材料。目前世界上80％以上多晶硅是采用改良西门子法生产的，其余不到20％主要是硅烷热分解法生产的。改良西门子法是将冶金级金属硅粉转化为液态的三氯氢硅等氯硅烷，然后通过精馏提纯的方法除去其中的杂质，再用高纯氢气将提纯后的氯硅烷还原为多晶硅。
但是改良西门子法生产的多晶硅中杂质较多，而多晶硅产品的纯度要求极高，太阳能级多晶硅对磷、硼、金属等杂质的含量要求都在1ppb以下，对碳杂质含量要求在1ppm以下，电子级多晶硅的杂质含量要求更高，所述精馏是多晶硅的生产流程中对多晶硅产品纯度最为重要和关键的环节，精馏技术的先进性，对提高多晶硅产品的质量，降低装置投资成本，减少装置运行成本，起到至关重要的作用。
目前国内普遍采用常规板式塔精馏技术，理论塔板数多，塔的高度较高，回流比大，使得多晶硅的生产能耗也高。并且没有二氯二氢硅精馏工艺和回收技术，导致多晶硅的生产物耗较高，不仅增加二氯二氢硅的处理费用，而且生产成本也居高不下。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种三氯氢硅、四氯化硅和二氯二氢硅的精馏方法及其装置，通过精馏从含有四氯化硅、三氯氢硅、二氯二氢硅和杂质的原料液中将四氯化硅、三氯氢硅、二氯二氢硅精馏分离，得到纯度较高的三氯化硅、三氯氢硅和二氯二氢硅，降低能耗、保护环境。
为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种三氯氢硅、四氯化硅和二氯二氢硅的精馏方法，包括：
a)将含有三氯氢硅、四氯化硅和二氯二氢硅以及杂质的原料液通入第一精馏塔中进行精馏，从所述原料液中分离出四氯化硅以及第一部分杂质；所述第一精馏塔塔顶操作压力为0.05-0.5MPaG，塔釜操作压力为0.055-0.55MPaG，塔顶操作温度为40-100℃，塔釜操作温度为70-136℃；
b)将所述第一精馏塔的塔顶馏分通入第二精馏塔中进行精馏，从所述第一精馏塔的塔顶馏分中分离二氯二氢硅馏分；并将二氯二氢硅馏分通入分离塔中进行精馏分离，分离出第二部分杂质，并得到二氯二氢硅；所述第二精馏塔塔顶操作压力为0.15-0.5MPaG，塔釜操作压力为0.16-0.55MPaG，塔顶操作温度为50-95℃，塔釜操作温度为60-100℃；所述分离塔的塔顶操作压力为0.15-0.5MPaG，塔釜操作压力为0.16-0.55MPaG，塔顶操作温度为38-72℃，塔釜操作温度为60-100℃；
c)将所述第二精馏塔的塔底馏分通入第三精馏塔中，从所述塔底馏分中分离第三部分杂质；并得到三氯氢硅；所述第三精馏塔塔顶操作压力为0.05-0.5MPaG，塔釜操作压力为0.06-0.55MPaG，塔顶操作温度为40-100℃，塔釜操作温度为45-110℃。
优选的，步骤c)具体为：
d1)将所述第三精馏塔的塔顶馏分通入第四精馏塔中，从所述塔顶馏分中分离第四部分杂质；将所述第四精馏塔的塔顶馏分通入所述第一精馏塔中循环利用；所述第四精馏塔塔顶操作压力为0.05-0.5MPaG，塔釜操作压力为0.06-0.55MPaG，塔顶操作温度为40-100℃，塔釜操作温度为45-110℃；
d2)将所述第四精馏塔的塔底馏分通入所述第五精馏塔，从所述塔底馏分中分离第五部分杂质，得到三氯氢硅；所述第五精馏塔塔顶操作压力为0.05-0.5MPaG，塔釜操作压力为0.06-0.55MPaG，塔顶操作温度为40-100℃，塔釜操作温度为45-110℃。
优选的，所述第一精馏塔为板式塔；所述第二精馏塔、第三精馏塔、第四精馏塔、第五精馏塔为填料塔。
本发明提供的精馏方法，先将含有四氯化硅、三氯氢硅、二氯二氢硅和杂质的原料液进行第一级精馏，塔底馏分即提留段为沸点相对较高的重组分，包括四氯化硅与第一部分杂质；塔顶馏分即精馏段为沸点相对较低的轻组分，包括三氯氢硅、二氯二氢硅以及杂质；将所述第一精馏塔的塔顶馏分通入第二精馏塔，进行第二级精馏，塔顶馏分为二氯二氢硅与第二部分杂质的气体，再将所述第二精馏塔的塔顶馏分通入分离塔中，进行精馏分离，所述分离塔的塔顶馏分为二氯二氢硅，塔底馏分为第二部分杂质；将所述第二精馏塔的塔底馏分通入第三精馏塔中进行第三级精馏，塔顶馏分为纯净的三氯氢硅，塔底馏分为第三部分杂质。本发明提供的精馏方法通过不同精馏塔的设置将四氯化硅、三氯氢硅和二氯二氢硅很好的分开，产物均达到要求的纯度，实验证明，使用本发明方法精馏得到的三氯氢硅纯度大于99.99999999％、四氯化硅纯度大于99.9999999％、二氯二氢硅的纯度大于99.999999％，而且精馏分离的杂质可以进一步提高纯度并分离从而能够回收使用，降低了能耗，保护了环境。
附图说明
图1本发明提供的精馏操作流程示意图；
图2本发明实施例1提供的操作流程示意图。
具体实施方式
为了进一步了解本发明，下面结合实施例对本发明的优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点而不是对本发明专利要求的限制。
本发明提供了一种二氯二氢硅、三氯氢硅、四氯化硅的精馏方法：
a)将含有三氯氢硅、四氯化硅和二氯二氢硅以及杂质的原料液通入第一精馏塔中进行精馏，从所述原料液中分离出四氯化硅以及第一部分杂质；所述第一精馏塔塔顶操作压力为0.05-0.5MPaG，塔釜操作压力为0.055-0.55MPaG，塔顶操作温度为40-100℃，塔釜操作温度为70-136℃；
b)将所述第一精馏塔的塔顶馏分通入第二精馏塔中进行精馏，从所述第一精馏塔的塔顶馏分中分离二氯二氢硅馏分；并将二氯二氢硅馏分通入分离塔中进行精馏分离，分离出第二部分杂质，并得到二氯二氢硅；所述第二精馏塔塔顶操作压力为0.15-0.5MPaG，塔釜操作压力为0.16-0.55MPaG，塔顶操作温度为50-95℃，塔釜操作温度为60-100℃。所述分离塔的塔顶操作压力为0.15-0.5MPaG，塔釜操作压力为0.16-0.55MPaG，塔顶操作温度为38-72℃，塔釜操作温度为60-100℃；
c)将所述第二精馏塔的塔底馏分通入第三精馏塔中，从所述塔底馏分中分离第三部分杂质；并得到三氯氢硅；所述第三精馏塔塔顶操作压力为0.05-0.5MPaG，塔釜操作压力为0.06-0.55MPaG，塔顶操作温度为40-100℃，塔釜操作温度为45-110℃。
按照本发明，所述步骤a)中的包括四氯化硅、三氯氢硅二氯二氢硅的原料液可以使用本领域技术人员熟知的方法制备。在包括三氯氢硅的原料液中，杂质的可以为含磷化合物、含硼化合物、固体硅粉颗粒，但不限于此。所述含磷化合物的具体例子为三氯化磷、五氯化磷，所述含硼化合物的具体例子为三氯化硼、乙硼烷，但不限于此。
按照本发明，第一精馏塔的作用是从所述原料液中分离第一部分杂质及四氯化硅。所述第一部分杂质的主要成分为固体硅粉颗粒及含磷化合物。
为了实现所述第一部分杂质的分离，控制第一精馏塔的操作条件如下：
塔顶操作压力为0.05-0.5MPaG，优选为0.1～0.3MpaG，塔釜操作压力为0.055-0.55MPaG，优选为0.1～0.5MpaG，塔顶操作温度为40-100℃，优选为50～90℃，塔釜操作温度为70-136℃，优选为80℃～120℃。
原料液进入第一精馏塔，在加料位置以上，上升蒸汽中所含的重组分，如四氯化硅、含磷化合物等向液相传递，而回流液中的轻组分，如二氯二氢硅、三氯氢硅、含硼化合物等向气相传递；同时，在第一精馏塔的加料位置以下，下降液体中的轻组分向气相传递，上升蒸汽中的重组分向液相传递。经过所述物质交换，在塔顶获得二氯二氢硅、三氯氢硅、含硼化合物等易挥发的物质，在塔底获得较难挥发的第一部分杂质和四氯化硅，实现第一步分离。
按照本发明，第一部分杂质以及比含磷化合物更难挥发的其他杂质在塔底聚集，可以从塔底排出，按照本领域技术人员熟知的方法进行处理、利用，对此本发明并无特殊限制。
经过第一精馏塔实现第一部分杂质和四氯化硅的分离后，进行步骤b)的操作，第一精馏塔的塔顶馏分进入第二精馏塔。按照本发明，第二精馏塔的作用是分离所述原料液中的二氯二氢硅馏分和三氯氢硅，
为了实现所述二氯二氢硅馏分和三氯氢硅的分离，控制第二精馏塔的操作条件为：
塔顶操作压力为0.15-0.5MPaG，优选为0.2～0.3MpaG，塔釜操作压力为0.16-0.55MPaG，优选为0.2～0.5MpaG，塔顶操作温度为50-95℃，优选为60～80℃，塔釜操作温度为60-100℃，优选为70～90℃。
在第二精馏塔的加料位置以上，上升蒸汽中所含的重组分，主要是三氯氢硅，向液相传递，而回流液中的轻组分，如二氯二氢硅、含硼化合物向气相传递；同时，在第二精馏塔的加料位置以下，下降液体中的轻组分向气相传递，上升蒸汽中的重组分向液相传递。经过所述物质交换，在塔顶获得二氯二氢硅馏分，所述二氯二氢硅馏分包括二氯二氢硅、含硼化合物以及少量三氯氢硅，在塔底获得三氯氢硅，实现第二步分离。
将所述二氯二氢硅馏分进入分离塔，按照本发明，所述分离塔的作用是分离二氯二氢硅馏分中的二氯二氢硅和第二部分杂质，所述第二部分杂质的主要成分是含硼化合物以及少量的三氯氢硅。
为了实现所述二氯二氢硅和第二杂质的分离，控制所述分离塔的操作条件为：
塔顶操作压力为0.15-0.5MPaG，优选为0.2～0.3MpaG，塔釜操作压力为，0.16-0.55MPaG，优选为0.2～0.5MPaG，塔顶操作温度为38-72℃，优选为40～65℃，塔釜操作温度为60-100℃，优选为70～90℃。
在分离塔的加料位置以上，上升蒸汽中所含的重组分，主要是三氯化硼、含碳化合物等和少量三氯氢硅，向液相传递，而回流液中的轻组分，如二氯二氢硅向气相传递；同时，在第二精馏塔的加料位置以下，下降液体中的轻组分向气相传递，上升蒸汽中的重组分向液相传递。经过所述物质交换，在塔顶液相采出获得二氯二氢硅，优选在塔顶回流罐气相采出磷化氢(PH3)、硼化氢(B2H6)等杂质，在塔底排出第二部分杂质，实现二氯二氢硅的精馏分离，得到的二氯二氢硅经过冷凝后一部分回到分离塔中作回流液使用，另一部分优选在歧化装置中与四氯化硅合成三氯氢硅。
按照本发明，第二部分杂质以及比三氟化硼更易难发的三氯氢硅杂质在塔底聚集，可以从塔底排出，按照本领域技术人员所熟知的方法进行处理、利用，本发明对此没有特别限制。
按照步骤c)，第二精馏塔的塔底馏分进入第三精馏塔，第三精馏塔的作用是进一步分离第二精馏塔塔底馏分中的三氯氢硅。为了达到精馏三氯氢硅的目的，控制第三精馏塔的操作条件为：塔顶操作压力为0.05-0.5MPaG，优选为0.1～0.3MpaG，塔釜操作压力为0.06-0.55MPaG，优选为0.2～0.5MpaG，塔顶操作温度为40-100℃，优选为50～90℃，塔釜操作温度为45-110℃，优选为55～105℃。
在第三精馏塔的加料位置以上，上升蒸汽中所含的重组分，主要是含磷化合物等重组分杂质的氯硅烷，向液相传递，而回流液中的轻组分三氯氢硅向气相传递；同时，在第三精馏塔的填料位置以下，下降液体中的轻组分向气相传递，上升蒸汽中的重组分向液相传递。经过上述物质交换，在塔顶获得三氯氢硅气体，在塔底排出含磷化合物等重组分杂质的氯硅烷，可以按照本领域技术人员所熟知的方法进行处理、利用，本发明没有特殊限制。
硼、磷含量可以使用气相色谱检测，也可以使用电感耦合等离子体质谱检测，对此，本发明没有特别的限制。
按照本发明优选将所述第三精馏塔的塔顶馏分通入第四精馏塔进行第四级精馏，第四精馏塔的作用是进一步精馏分离所述第三精馏塔塔顶馏分中的三氯氢硅，并将塔顶馏分中的轻组分杂质和少量三氯氢硅通入第一精馏塔中回收利用，塔底馏分进入第五精馏塔中进行第五级精馏，得到高纯度三氯氢硅，纯度优选为大于99.99999999％。
为了达到进一步分离第四部分杂质和第五部分杂质的目的，控制操作条件为：
所述第四精馏塔塔顶操作压力为0.05-0.5MPaG，优选为0.1～0.3MpaG，塔釜操作压力为0.06-0.55MPaG，优选为，0.2～0.5MpaG，塔顶操作温度为40-100℃，优选为45～95℃，塔釜操作温度为45-110℃，优选为50～105℃。
所述第五精馏塔塔顶操作压力为0.05-0.5MPaG，优选为0.1～0.3MpaG，塔釜操作压力为0.06-0.55MPaG，优选为，0.2～0.5MpaG，塔顶操作温度为40-100℃，优选为45～95℃，塔釜操作温度为45-110℃，优选为50～105℃。
在第四精馏塔的加料位置以上，上升蒸汽中所含的重组分，主要是含重组分杂质的三氯氢硅，向液相传递，而回流液中的含磷化合物向气相传递；同时，在第四精馏塔的加料位置以下，下降液体中的轻组分向气相传递，上升蒸汽中的重组分向液相传递。经过上述物质交换，在塔顶获得含轻组分杂质的三氯氢硅气体，在塔底获得含重组分杂质的三氯氢硅，将所述第四精馏塔的塔底馏分通入第五精馏塔，在第五精馏塔的加料位置以上，上升蒸汽中所述含的重组分，主要是含重组分的杂质的氯硅烷，向液相传递，而回流液中的轻组分三氯氢硅向气相传递，同时，在第五精馏塔的加料位置以下，下降液体中的轻组分向气相传递，上升蒸汽中的重组分向液相传递。经过上述物质交换，在塔顶获得高纯度的三氯氢硅，纯度优选为大于99.99999999％，在塔底获得含重组分杂质的氯硅烷。
如图1所示，本发明提供的装置包括：第一精馏塔1、第二精馏塔2、第三精馏塔3、分离塔6。
将有二氯二氢硅、三氯氢硅、四氯化硅、少量液体杂质和固体杂质的氯硅烷混合物通入精馏塔1将含有二氯二氢硅、三氯氢硅、四氯化硅、少量液体杂质和固体杂质的氯硅烷混合物通入精馏塔1，精馏塔1塔顶操作压力为0.05-0.5MPaG，优选为0.1～0.3MpaG，塔釜操作压力为0.055-0.55MPaG，优选为0.1～0.5MpaG，塔顶操作温度为40-100℃，优选为50～90℃，塔釜操作温度为70-136℃，优选为80℃～120℃。经精馏塔1分离后的塔顶馏分11为二氯二氢硅、三氯氢硅及硼的化合物等轻组分杂质，塔釜侧线采出液12为四氯化硅产品，这部分四氯化硅纯度一般，可以根据工艺需要直接送去氢化或继续提纯后去氢化，塔釜底部排出含较高重组分杂质、硅粉固体颗粒的四氯化硅溶液13，这部分浆液可以根据工艺需要直接去三废处理或继续回收。
将精馏塔1塔顶馏分11通入精馏塔2，精馏塔2的塔顶操作压力为0.15-0.5MPaG，优选为0.2～0.3MpaG，塔釜操作压力为0.16-0.55MPaG，优选为0.2～0.5MpaG，塔顶操作温度为50-95℃，优选为60～80℃，塔釜操作温度为60-100℃，优选为70～90℃。从精馏塔2塔顶分离出二氯二氢硅、硼的化合物等轻组分杂质、及少量三氯氢硅的混合物14，塔底釜液15为较纯的三氯氢硅。
将精馏塔2塔底釜液15三氯氢硅通入精馏塔3，精馏塔3的塔顶操作压力为0.05-0.5MPaG，优选为0.1～0.3MpaG，塔釜操作压力为0.06-0.55MPaG，优选为0.2～0.5MpaG，塔顶操作温度为40-100℃，优选为50～90℃，塔釜操作温度为45-110℃，优选为55～105℃。从精馏塔3的塔底分离出含微量重组分杂质的氯硅烷16，塔顶馏分17为三氯氢硅。
如图2所示，优选的，本发明的提供的精馏装置包括精馏塔1、精馏塔2、精馏塔3、精馏塔4、精馏塔5、分离塔。步骤如下：
将含有二氯二氢硅、三氯氢硅、四氯化硅、少量液体杂质和固体杂质的氯硅烷混合物通入精馏塔1，精馏塔1塔顶操作压力为0.05-0.5MPaG，优选为0.1～0.3MpaG，塔釜操作压力为0.055-0.55MPaG，优选为0.1～0.5MpaG，塔顶操作温度优选为40-100℃，优选为50～90，塔釜操作温度为70-136℃，优选为80℃～120℃。经精馏塔1分离后的塔顶馏分11为二氯二氢硅、三氯氢硅及硼的化合物等轻组分杂质，塔釜侧线采出液12为四氯化硅产品，这部分四氯化硅纯度一般，可以根据工艺需要直接送去氢化或继续提纯后去氢化，塔釜底部排出含较高重组分杂质、硅粉固体颗粒的四氯化硅溶液13，这部分浆液可以根据工艺需要直接去三废处理或继续回收。
将精馏塔1塔顶馏分11通入精馏塔2，精馏塔2的塔顶操作压力为0.15-0.5MPaG，优选为0.2～0.3MpaG，塔釜操作压力为0.16-0.55MPaG，优选为0.2～0.5MpaG，塔顶操作温度为50-95℃，更优选为60～80℃，塔釜操作温度为60-100℃更优选为70～90℃。从精馏塔2塔顶分离出二氯二氢硅、硼的化合物等轻组分杂质、及少量三氯氢硅的混合物14，塔底釜液15为较纯的三氯氢硅。
将精馏塔2塔底釜液15三氯氢硅通入精馏塔3，精馏塔3的塔顶操作压力为0.05-0.5MPaG，优选为0.1～0.3MpaG，塔釜操作压力为0.06-0.55MPaG，优选为0.2～0.5MpaG，塔顶操作温度为40-100℃，优选为50～90℃，塔釜操作温度为45-110℃，优选为55～105℃。从精馏塔3的塔底分离出含微量重组分杂质的氯硅烷16，塔顶馏分17通入精馏塔4。
精馏塔4的塔顶操作压力优选为0.05-0.5MPaG，更优选为0.1～0.3MpaG，塔釜操作压力优选为0.06-0.55MPaG，更优选为，0.2～0.5MpaG，塔顶操作温度优选为40-100，更优选为45～95，塔釜操作温度优选为45-110℃，更优选为50～105。物料17经精馏塔4第二次除轻组分杂质后，含微量轻组分杂质的三氯氢硅18从精馏塔4的塔顶采出并回到精馏塔1入口回收利用，精馏塔4的塔底釜液19通入精馏塔5。
精馏塔5的所述第五精馏塔塔顶操作压力优选为0.05-0.5MPaG，更优选为0.1～0.3MpaG，塔釜操作压力优选为0.06-0.55MPaG，更优选为，0.2～0.5MpaG，塔顶操作温度优选为40-100，更优选为45～95℃，塔釜操作温度优选为45-110℃，更优选为50～105。物料19经精馏塔5分离后，从精馏塔5塔底排出含微量重组分杂质的氯硅烷20，塔顶馏分为高纯三氯氢硅产品21，可以去还原单元与氢气反应生成多晶硅产品。
将精馏塔2塔顶排出物料14通入分离塔分离，分离塔的塔顶操作压力优选为0.15-0.5MPaG，更优选为0.2～0.3MpaG，塔釜操作压力优选为，0.16-0.55MPaG，更优选为0.2～0.5MPaG，塔顶操作温度优选为38-72℃，更优选为40～65℃，塔釜操作温度优选为60-100℃，更优选为70～90℃。分离塔塔底釜液为三氯氢硅22，塔顶气相物料经冷凝器8冷凝后进入回流罐7，未被冷凝的磷化氢(PH3)、硼化氢(B2H6)等轻组分杂质气体23从回流罐顶部排出，回流罐的冷凝液一部分回到分离塔的塔顶作为回流液，冷凝液的另一部分作为馏分24为二氯二氢硅产品，可以去歧化装置与四氯化硅按一定配比反应生成三氯氢硅。
精馏塔的进料和物料采出通过泵来实现物料输送，精馏塔还需配置必要的塔底再沸器、塔顶冷凝器、回流罐、阀门、仪表等设备，对本领域技术人员来说是显而易见的，这里就不再阐述。
按照本发明，所述精馏塔1为板式塔，精馏塔2～5为填料塔，分离塔6为填料塔。
按照工艺流程顺序，精馏塔2、精馏塔3、精馏塔4、精馏塔5用途分别为一级脱轻、一级脱重、二级脱轻、二级脱重，工艺流程顺序也可以是一级脱重、一级脱轻、二级脱重、二级脱轻。
实施例1
将含有二氯二氢硅、三氯氢硅、四氯化硅、少量液体杂质和固体杂质的氯硅烷混合物通入精馏塔1，精馏塔1塔顶操作压力为0.12MPaG，塔釜操作压力为0.15MPaG，塔顶操作温度为50℃，塔釜操作温度为75℃，操作回流比为12。经精馏塔1分离后的塔顶馏分11为二氯二氢硅、三氯氢硅及硼的化合物等轻组分杂质，塔釜侧线采出液12为四氯化硅产品，塔釜底部排出含较高重组分杂质、硅粉固体颗粒的四氯化硅溶液13。
将精馏塔1塔顶馏分11通入精馏塔2，精馏塔2的塔顶操作压力优选为0.2MPaG，塔釜操作压力为0.25MPaG，塔顶操作温度为65℃，塔釜操作温度为70℃，操作回流比为600。从精馏塔2塔顶分离出二氯二氢硅、硼的化合物等轻组分杂质、及少量三氯氢硅的混合物14，塔底釜液15为较纯的三氯氢硅。
将精馏塔2塔底釜液15三氯氢硅通入精馏塔3，精馏塔3的塔顶操作压力优选为0.15MPaG，塔釜操作压力为0.2MPaG，塔顶操作温度为60℃，塔釜操作温度为65℃，操作回流比为40。从精馏塔3的塔底分离出含微量重组分杂质的氯硅烷16。
塔顶馏分17通入精馏塔4。精馏塔4的塔顶操作压力为0.2MPaG，塔釜操作压力为0.25MPaG，塔顶操作温度为65℃，塔釜操作温度为70℃，操作回流比为2000。物料17经精馏塔4第二次除轻组分杂质后，含微量轻组分杂质的三氯氢硅18从精馏塔4的塔顶采出并回到精馏塔1入口回收利用。
精馏塔4的塔底釜液19通入精馏塔5。精馏塔5的塔顶操作压力为015MPaG，塔釜操作压力为0.2MPaG，塔顶操作温度为60℃，塔釜操作温度为65℃，操作回流比为20。物料19经精馏塔5分离后，从精馏塔5塔底排出含微量重组分杂质的氯硅烷20，塔顶馏分为高纯三氯氢硅产品21，可以去还原单元与氢气反应生成多晶硅产品。
将精馏塔2塔顶排出物料14通入分离塔分离，分离塔的塔顶操作压力为0.2MPaG，塔釜操作压力为0.25MPaG，塔顶操作温度为55℃，塔釜操作温度为60℃，操作回流比为500。分离塔塔底釜液为三氯氢硅22，塔顶气相物料经冷凝器8冷凝后进入回流罐7，未被冷凝的磷化氢(PH3)、硼化氢(B2H6)等轻组分杂质气体23从回流罐顶部排出，回流罐的冷凝液一部分回到分离塔的塔顶作为回流液，冷凝液的另一部分作为馏分24为二氯二氢硅产品，可以去歧化装置与四氯化硅按一定配比反应生成三氯氢硅。
得到三氯氢硅、四氯化硅、二氯二氢硅的收率分别为95％、90％、95％，纯度分别为大于99.99999999％、99.9999999％、99.999999％。
以上对本发明提供的一种三氯氢硅、四氯化硅和二氯二氢硅的精馏方法及其装置进行了详细的介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (3)
1.一种三氯氢硅、四氯化硅和二氯二氢硅的精馏方法，其特征在于，包括：
a）将含有三氯氢硅、四氯化硅和二氯二氢硅以及杂质的原料液通入第一精馏塔中进行精馏，从所述原料液中分离出四氯化硅以及第一部分杂质；所述第一精馏塔塔顶操作压力为0.05-0.5MPaG，塔釜操作压力为0.055-0.55MPaG，塔顶操作温度为40-100℃，塔釜操作温度为70-136℃；
b）将所述第一精馏塔的塔顶馏分通入第二精馏塔中进行精馏，从所述第一精馏塔的塔顶馏分中分离二氯二氢硅馏分；并将二氯二氢硅馏分通入分离塔中进行精馏分离，分离出第二部分杂质，并得到二氯二氢硅；所述第二精馏塔塔顶操作压力为0.15-0.5MPaG，塔釜操作压力为0.16-0.55MPaG，塔顶操作温度为50-95℃，塔釜操作温度为60-100℃；所述分离塔的塔顶操作压力为0.15-0.5MPaG，塔釜操作压力为0.16-0.55MPaG，塔顶操作温度为38-72℃，塔釜操作温度为60-100℃；
c）将所述第二精馏塔的塔底馏分通入第三精馏塔中，从所述塔底馏分中分离第三部分杂质；并得到三氯氢硅；所述第三精馏塔塔顶操作压力为0.05-0.5MPaG，塔釜操作压力为0.06-0.55MPaG，塔顶操作温度为40-100℃，塔釜操作温度为45-110℃。
2.根据权利要求1所述的精馏方法，其特征在于，步骤c）具体为：
d1）将所述第三精馏塔的塔顶馏分通入第四精馏塔中，从所述塔顶馏分中分离第四部分杂质；将所述第四精馏塔的塔顶馏分通入所述第一精馏塔中循环利用；所述第四精馏塔塔顶操作压力为0.05-0.5MPaG，塔釜操作压力为0.06-0.55MPaG，塔顶操作温度为40-100℃，塔釜操作温度为45-110℃；
d2）将所述第四精馏塔的塔底馏分通入所述第五精馏塔，从所述塔底馏分中分离第五部分杂质，得到三氯氢硅；所述第五精馏塔塔顶操作压力为0.05-0.5MPaG，塔釜操作压力为0.06-0.55MPaG，塔顶操作温度为40-100℃，塔釜操作温度为45-110℃。
3.根据权利要求2所述的精馏方法，其特征在于，所述第一精馏塔为板式塔；所述第二精馏塔、第三精馏塔、第四精馏塔、第五精馏塔为填料塔。
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