CN109400637A - 一种高纯正硅酸乙酯的生产方法及生产系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高纯正硅酸乙酯的生产方法，包括：将正硅酸乙酯粗品进行第一次精馏，得到第一中间产物；将所述第一中间产物进行第二次精馏，得到第二中间产物；将所述第二中间产物经吸附处理后，得到第三中间产物；将所述第三中间产物进行第三次精馏，得到第四中间产物；S5)将所述第四中间产物进行第四次精馏，得到高纯正硅酸乙酯。与现有技术相比，本发明采用差压热耦合精馏结合吸附处理技术，先通过两次精馏进行初步的金属离子脱除，然后经吸附处理进一步脱除金属离子，最后通过再通过两次精馏深度脱除残留的痕量金属离子，自动化程度高，可进行连续生产，工作效率高且得到的产品质量也较高，同时采用差压热耦合也降低了能耗，节能降本。
Description
技术领域
本发明属于半导体技术领域，尤其涉及一种高纯正硅酸乙酯的生产方法及生产系统。
背景技术
半导体工艺形成氧化层的方法主要有热氧化(针对能形成自身稳定氧化层的半导体材料)、低压化学气相淀积(LPCVD)、等离子增强化学气相淀积(PECVD)和常压化学气相淀积(APCVD)等，其中由于APCVD要求的气流量大，且工艺产生颗粒相对较多，目前大多数半导体工艺已很少使用。
正硅酸乙酯(TEOS)用于LPCVD时，TEOS从液态蒸发成气态，在700～750℃、300mTOR压力下分解在硅片表面淀积生成二氧化硅薄膜，二氧化硅薄膜沉积的速率可以达到50à/min，薄膜的厚度均匀性小于3％，这些优良的工艺特性和其在使用安全性方面的显著特点已逐步成为沉积二氧化硅薄膜的主流工艺。
应用正硅酸乙酯(TEOS)LPCVD技术实现二氧化硅在SiC晶片表面的淀积，可在一定程度上弥补SiC氧化层过薄和PECVD二氧化硅层过于疏松的弊端。采用TEOS LPCVD技术与高温氧化技术的合理运用，既保证了氧化层介质的致密性和与SiC晶片的粘附能力，又提高了器件的电性能和成品率，同时避免了为获得一定厚度氧化层长时间高温氧化的不足。采用此技术后，SiC芯片的直流成品率得到提高，微波功率器件的对比流片结果显示微波性能也得到了明显的提升,功率增益比原工艺提高了1.5dB左右，功率附加效率提升了近10％。
但现有高纯正硅酸乙酯是通过亚沸蒸馏的方式制备的，这会导致能耗过大，从而使得产品的生产成本增加，并且不能连续生产。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种可连续生产高纯正硅酸乙酯的生产方法及生产系统。
本发明提供了一种高纯正硅酸乙酯的生产方法，包括：
S1)将正硅酸乙酯粗品进行第一次精馏，得到第一中间产物；
S2)将所述第一中间产物进行第二次精馏，得到第二中间产物；所述第二次精馏的压力大于第一次精馏的压力；所述第二次精馏的温度大于第一次精馏的温度；
S3)将所述第二中间产物经吸附处理后，得到第三中间产物；
S4)将所述第三中间产物进行第三次精馏，得到第四中间产物；
S5)将所述第四中间产物进行第四次精馏，得到高纯正硅酸乙酯；所述第四次精馏的压力大于第三次精馏的压力；所述第四次精馏的温度大于第三次精馏的温度。
优选的，所述第一次精馏与第二次精馏的压力差为0.2～0.5bar；所述第三次精馏与第四次精馏的压力差为0.2～0.5bar。
优选的，所述第一次精馏的压力为-0.6～-1.0bar；所述第二次精馏的压力为-0.4～-0.6bar；所述第三次精馏的压力为-0.6～-1.0bar；所述第四次精馏的压力为-0.4～-0.6bar。
优选的，所述第一次精馏与第三次精馏的回流比各自独立地为5～15。
优选的，所述第一次精馏的回流温度小于等于95℃；所述第二次精馏的回流温度小于等于145℃；所述第三次精馏的回流温度小于等于116℃；所述第四次精馏的回流温度小于等于143℃。
优选的，所述步骤S3)具体为：
将所述第二中间产物经气相吸附处理后，冷凝进行液相吸附处理，得到第三中间产物。
本发明还提供了一种高纯正硅酸乙酯的生产系统，包括：
第一精馏塔；所述第一精馏塔的塔顶与第一冷凝器相连通；所述第一精馏塔的塔底与第一再沸器相连通；
与所述第一精馏塔相连通的第二精馏塔；所述第二精馏塔的塔顶与第二冷凝器相连通；所述第二精馏塔的塔底与第二再沸器相连通；
与所述第二精馏塔相连通的吸附塔；所述吸附塔内设置有金属离子吸附剂；
与所述吸附塔相连通的第三精馏塔；所述第三精馏塔的塔顶与第三冷凝器相连通；所述第三精馏塔的塔底与第三再沸器相连通；
与所述第三精馏塔相连通的第四精馏塔；所述第四精馏塔的塔顶与第四冷凝器相连通；所述第四精馏塔的塔底与第四再沸器相连通。
优选的，所述吸附塔包括气相吸附塔与液相吸附塔；所述气相吸附塔经第五冷凝器与所述液相吸附塔相连通。
优选的，还包括残液罐；所述第一冷凝器包括物料入口与物料出口，所述第一冷凝器的物料出口与所述残液罐相连通；所述第二精馏塔的塔底与所述残液罐相连通；所述第三冷凝器包括物料入口与物料出口，所述第三冷凝器的物料出口与所述残液罐相连通；所述第四精馏塔的塔底与所述残液罐相连通。
优选的，还包括蒸发塔；所述蒸发塔与所述第四精馏塔相连通。
本发明提供了一种高纯正硅酸乙酯的生产方法，包括：S1)将正硅酸乙酯粗品进行第一次精馏，得到第一中间产物；S2)将所述第一中间产物进行第二次精馏，得到第二中间产物；所述第二次精馏的压力大于第一次精馏的压力；所述第二次精馏的温度大于第一次精馏的温度；S3)将所述第二中间产物经吸附处理后，得到第三中间产物；S4)将所述第三中间产物进行第三次精馏，得到第四中间产物；S5)将所述第四中间产物进行第四次精馏，得到高纯正硅酸乙酯；所述第四次精馏的压力大于第三次精馏的压力；所述第四次精馏的温度大于第三次精馏的温度。与现有技术相比，本发明采用差压热耦合精馏结合吸附处理技术，通过第一次精馏与第二次精馏进行初步的金属离子脱除，然后经吸附处理进一步脱除金属离子，最后通过第三次精馏与第四次精馏深度脱除残留的痕量金属离子，最终得到高纯正硅酸乙酯，生产方法易于操作，自动化程度高，可进行连续生产，工作效率高且得到的产品质量也较高，同时采用差压热耦合也降低了能耗，节能降本。
附图说明
图1为本发明提供的高纯正硅酸乙酯生产系统的结构示意图；
图2为本发明实施例中所采用的高纯正硅酸乙酯生产系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种高纯正硅酸乙酯的生产系统，包括：
第一精馏塔；所述第一精馏塔的塔顶与第一冷凝器相连通；所述第一精馏塔的塔底与第二再沸器相连通；
与所述第一精馏塔相连通的第二精馏塔；所述第二精馏塔的塔顶与第二冷凝器相连通；所述第二精馏塔的塔底与第二再沸器相连通；
与所述第二精馏塔相连通的吸附塔；所述吸附塔内设置有金属离子吸附剂；
与所述吸附塔相连通的第三精馏塔；所述第三精馏塔的塔顶与第三冷凝器相连通；所述第三精馏塔的塔底与第三再沸器相连通；
与所述第三精馏塔相连通的第四精馏塔；所述第四精馏塔的塔顶与第四冷凝器相连通；所述第四精馏塔的塔底与第四再沸器相连通。
参见图1，图1为本发明提供的高纯正硅酸乙酯生产系统的结构示意图；其中T01为第一精馏塔，T02为第二精馏塔，T03为第三精馏塔，T04为第四精馏塔，C01为气相吸附塔，C03为液相吸附塔。
按照本发明，所述生产系统优选还包括原料罐；所述原料罐与第一精馏塔相连通，更优选与第一精馏塔的中上部相连通，即所述第一精馏塔的进料口位于第一精馏塔的中上部，原料由中上部进入第一精馏塔。
所述第一精馏塔的塔顶与第一冷凝器相连通，所述第一精馏塔的塔底与第一再沸器相连通；所述第一冷凝器包括物料入口与物料出口，物料入口与物料出口均分别与第一精馏塔的塔顶相连通；精馏时，加热产生的气相物料经塔顶、第一冷凝器的物料入口进入冷凝器，第一冷凝器冷凝的冷凝物料产生的液体经物料出口从塔顶沿填料表面呈薄膜状向下流动，气体则成连续相由下而上同薄膜在填料表面进行逆流微分接触，使气液两相能够进行良好的传热传质过程；为使气液两相充分接触，所述第一精馏塔内的填料优选为丝网规整填料；所述丝网规整填料的网目优选60目～100目；所述第一冷凝器还优选与抽气设备相连通，以抽取物料冷凝后残留的不凝气。
按照本发明，所述生产系统优选还包括残液罐；所述第一冷凝器的物料出口优选与所述残液罐相连通。通过第一精馏精馏塔采出的低沸物经第一冷凝器冷凝后，回收至残液罐中；即第一冷凝器冷凝后的物料一部分采出流至残液罐，一部分回流至塔顶。
所述第一精馏塔的出料口与第二精馏塔相连通，优选通过第一进料泵与所述第二精馏塔相连通；所述第二精馏塔的进料口优选位于第二精馏塔的中下部；在本发明中所述第一精馏塔的出料口优选位于第一精馏塔的塔底；所述第二精馏塔的的塔顶与第二冷凝器相连通；所述第二精馏塔的塔底与第二再沸器相连通；所述第二精馏塔内的填料优选为丝网规整填料；所述丝网规整填料的网目优选60目～100目；通过第二精馏塔可排出正硅酸乙酯中的高沸点组分，因此所述第二精馏塔的塔底优选与残液罐相连通，将排出的高沸点组分回收至残液罐中；为了充分利用精馏中的热源，减少能源消耗；所述第二精馏塔的塔顶优选经第一再沸器与第二冷凝器相连通，即所述第一再沸器包括加热介质入口、加热介质出口、物料入口与物料出口，所述加热介质入口与加热介质出口相连通，所述物料入口与物料出口相连通，所述加热介质入口与所述物料入口不连通，所述第一再沸器的物料入口、物料出口与所述第一精馏塔的塔顶相连通，所述第二精馏塔的塔顶与第一再沸器的加热介质入口相连通，所述第一再沸器的加热介质出口与所述第二冷凝器相连通；第二精馏塔的塔顶的气相物料经第一再沸器的加热介质入口进入至第一再沸器中，再经加热介质出口进入第二冷凝器中，利用第二精馏塔的气相物料作为第一再沸器的热源，同时还可将其进行冷凝，可减少第二冷凝器的负担；所述第二冷凝器还优选还与抽气设备相连通，以抽取物料冷凝后残留的不凝气。
为使经第二冷凝器冷凝后的物料顺利回流至第二精馏塔的塔顶，优选还包括第二精馏塔回流罐与回流泵；所述第二精馏塔回流罐与第二冷凝器相连通，所述第二精馏塔回流罐经回流泵与所述第二精馏塔的塔顶相连通。
所述第二精馏塔的出料口与吸附塔相连通；在本发明中，所述第二精馏塔的出料口优选位于第二精馏塔的塔顶；所述吸附塔为本领域技术人员熟知的吸附塔即可，并无特殊的限制，本发明中优选包括气相吸附塔与液相吸附塔；所述气相吸附塔与第二精馏塔相连通；所述气相吸附塔经第五冷凝器与所述液相吸附塔相连通；所述液相吸附塔与第三精馏塔相连通；所述气相吸附塔与液相吸附塔内均设置有金属离子吸附剂；所述金属离子吸附剂为本领域技术人员熟知的金属离子吸附剂即可，并无特殊的限制，本发明中优选在气相吸附塔内设置有负载改性的硅铝凝胶类吸附剂；在液相吸附塔内设置非金属树脂吸附剂。
为了更好地去除物料中的金属离子，所述第二精馏塔的出料口优选经过热器与所述气相吸附塔相连通，通过过热器可进一步加热从第二精馏塔精馏得到的物料，使物料达到气相吸附所要求的温度；所述气相吸附塔优选包括相连通的第一气相吸附塔与第二气相吸附塔；所述第一气相吸附塔与第二精馏塔的塔顶相连通；所述第二气相吸附塔优选经第五冷凝器与所述液相吸附塔相连通。
为了使液相吸附连续进行，提高生产效率，本发明提供的生产系统优选还包括气相吸附产品罐，所述气相吸附产品罐与第五冷凝器相连通，经吸附塔吸附处理的物料冷凝后形成液体储存在气相吸附产品罐中。
本发明提供的生产系统优选还包括液相吸附冷却器；所述液相吸附冷却器的物料入口与所述气相吸附产品罐相连通，液相吸附冷却器的出口与所述液相吸附塔相连通。通过液相吸附冷却器可将气相吸附处理后的物料控制到适合进行液相吸附的温度。
所述液相吸附塔的出料口与第三精馏塔相连通，更优选与第三精馏塔的中上部相连通；所述第三精馏塔的塔顶与第三冷凝器相连通，所述第三精馏塔的塔底与第三再沸器相连通；所述第三精馏塔内的填料优选为丝网规整填料；所述丝网规整填料的网目优选60目～100目；所述第三冷凝器包括物料入口与物料出口，物料入口与物料出口均与第三精馏塔的塔顶相连通；精馏时，第三再沸器加热产生的气相物料经塔顶、第三冷凝器的物料入口进入冷凝器；所述第三冷凝器的物料出口优选与所述残液罐相连通，第三精馏塔的塔顶物料经第三冷凝器冷凝后一部分回流，一部分采出至残液罐；所述第三冷凝器还优选与抽气设备相连通，以抽取物料冷凝后残留的不凝气。
所述第三精馏塔的出料口与第四精馏塔相连通，优选通过第二进料泵与所述第四精馏塔相连通；所述第三精馏塔的出料口优选位于第三精馏塔的塔底；第四精馏塔的进料口优选位于中下部；所述第四精馏塔的的塔顶与第四冷凝器相连通；所述第四精馏塔的塔底与第四再沸器相连通；所述第四精馏塔内的填料优选为丝网规整填料；所述丝网规整填料的网目优选60目～100目；通过第四精馏塔可排出正硅酸乙酯中的高沸点组分，因此所述第四精馏塔的塔底优选与残液罐相连通，将排出的高沸物回收至残液罐中；为了充分利用精馏中的热源，减少能源消耗；所述第四精馏塔的塔顶优选经第三再沸器与第四冷凝器相连通，即所述第三再沸器包括加热介质入口、加热介质出口、物料入口与物料出口，所述加热介质入口与加热介质出口相连通，所述物料入口与物料出口相连通，所述加热介质入口与所述物料入口不连通，所述第三再沸器的物料入口、物料出口与所述第三精馏塔的塔顶相连通，所述第四精馏塔的塔顶与第三再沸器的加热介质入口相连通，所述第三再沸器的加热介质出口与所述第四冷凝器相连通；第四精馏塔的塔顶的气相物料经第三再沸器的加热介质入口进入至第三再沸器中，再经加热介质出口进入第四冷凝器中，利用第四精馏塔的气相物料作为第三再沸器的热源，同时还可将其进行冷凝，可减少第四冷凝器的负担；所述第四冷凝器还优选与抽气设备相连通，以抽取物料冷凝后残留的不凝气。
按照本发明，所述第一精馏塔、第二精馏塔、第三精馏塔与第四精馏塔均优选分别与抽真空设备相连通，以提供第一精馏塔、第二精馏塔、第三精馏塔与第四精馏塔精馏时的压力。
按照本发明，所述生产系统优选还包括蒸发塔；所述蒸发塔与第四冷凝器相连通，第四精馏塔塔顶物料经第四冷凝器冷凝后，一部分回流，一部分进入蒸发塔，通过蒸发塔蒸发冷凝，得到高纯正硅酸乙酯。
本发明还提供了一种采用上述生产系统生产高纯正硅酸乙酯的方法，包括：S1)将正硅酸乙酯粗品进行第一次精馏，得到第一中间产物；S2)将所述第一中间产物进行第二次精馏，得到第二中间产物；所述第二次精馏的压力大于第一次精馏的压力；所述第二次精馏的温度大于第一次精馏的温度；S3)将所述第二中间产物经吸附处理后，得到第三中间产物；S4)将所述第三中间产物进行第三次精馏，得到第四中间产物；S5)将所述第四中间产物进行第四次精馏，得到高纯正硅酸乙酯；所述第四次精馏的压力大于第三次精馏的压力；所述第四次精馏的温度大于第三次精馏的温度。
其中，本发明对所有原料的来源并没有特殊的限制，为市售即可。
将正硅酸乙酯粗品进行第一次精馏，得到第一中间产物；所述第一次精馏的方法为本领域技术人员熟知的精馏方法即可，并无特殊的限制，本发明中所述第一次精馏的温度优选为110℃～140℃，更优选为115℃～135℃，再优选为115℃～130℃，最优选为119℃～125℃；所述第一次精馏的压力优选为-0.6～-1.0bar，更优选为-0.7～-0.9bar；所述第一次精馏的回流温度优选为小于等于95℃，更优选为90℃～95℃；所述第一次精馏的压力差即采用精馏塔精馏时塔底与塔顶的压力差优选为0.1～0.3bar，更优选为0.2bar；所述第一次精馏的回流比优选为5～15，更优选为8～12，再优选为9～10。
将所述第一中间产物进行第二次精馏，得到第二中间产物；所述第二次精馏的方法为本领域技术人员熟知的方法即可，并无特殊的限制，本发明中所述第二次精馏的温度优选为130℃～160℃，更优选为140℃～155℃，再优选为145℃～150℃，最优选为146℃～150℃；所述第二次精馏的压力大于第一次精馏的压力，两者的压力差优选为0.2～0.5bar，更优选为0.2～0.4bar，再优选为0.3bar；所述第二次精馏的压力优选为-0.4～0.6bar，更优选为-0.4～-0.5bar；所述第二次精馏的回流温度优选为小于等于145℃，更优选为140℃～145℃；所述第二次精馏的压力差即采用精馏塔精馏时塔底与塔顶的压力差优选为0.1～0.3bar，更优选为0.1～0.2bar；由于第二次精馏为除去正硅酸乙酯中的高沸点组分，因此第二次精馏时冷凝后除抽去不凝气外，液体全部回流；所述第二次精馏时除去高沸点组分的量优选为精馏物料的1/5～1/12，更优选为1/7～1/10。
所述第二中间产物经吸附处理后，得到第三中间产物；所述吸附处理的方法为本领域技术人员熟知的方法即可，并无特殊的限制，本发明中优选采用络合剂络合与吸附；通过吸附处理可将第二中间产物中的金属离子进一步脱除。在本发明中此步骤优选具体为：将第二中间产物依次经气相吸附处理与液相吸附处理后，得到第三中间产物；更优选为具体为将所述第二中间产物依次经过第一次气相吸附处理、第二次气相吸附处理与液相吸附处理后，得到第三中间产物；所述第一次气相吸附处理与第二次气相吸附处理的温度各自独立地优选为140℃～170℃，更优选为150℃～160℃，最优选为155℃；所述第一次气相吸附处理与第二次气相吸附处理的压力各自独立地优选为-0.1～-1bar，更优选为-0.3～-0.7bar，再优选为-0.4～-0.6bar，最优选为-0.5；所述气相吸附处理时所用的吸附剂为本领域技术人员熟知的吸附剂即可，并无特殊的限制，本发明中优选为负载改性的硅铝凝胶类吸附剂；所述气相吸附处理所用的吸附剂需3年更换一次；所述液相吸附处理时所用的吸附剂为本领域技术人员熟知的吸附剂即可，并无特殊的限制，本发明中优选为非金属树脂吸附剂；该吸附剂可在真空条件下加热处理恢复活性。
将所述第三中间产物进行第三次精馏，得到第四中间产物；所述第三次精馏的方法为本领域技术人员熟知的精馏方法即可，并无特殊的限制，本发明中所述第三次精馏的温度优选为110℃～140℃，更优选为115℃～135℃，再优选为115℃～130℃，最优选为119℃～125℃；所述第三次精馏的压力优选为-0.6～-1.0bar，更优选为-0.7～-0.9bar，再优选为-0.7～-0.8bar；所述第三次精馏的回流温度优选为小于等于116℃，更优选为110℃～116℃；所述第三次精馏的压力差即采用精馏塔精馏时塔底与塔顶的压力差优选为0.1～0.3bar，更优选为0.1～0.2bar；所述第三次精馏的回流比优选为5～15，更优选为8～12。
将所述第四中间产物进行第四次精馏；所述所述第四次精馏的方法为本领域技术人员熟知的方法即可，并无特殊的限制，本发明中所述第四次精馏的温度优选为130℃～160℃，更优选为140℃～155℃，再优选为145℃～150℃，最优选为146℃～150℃；所述第四次精馏的压力大于第三次精馏的压力，两者的压力差优选为0.2～0.5bar，更优选为0.2～0.4bar，再优选为0.3bar；所述第四次精馏的压力优选为-0.4～0.6bar，更优选为-0.4～-0.5bar；所述第四次精馏的回流温度优选为小于等于143℃，更优选为140℃～143℃；所述第四次精馏的压力差即采用精馏塔精馏时塔底与塔顶的压力差优选为0.1～0.3bar，更优选为0.1～0.2bar；通过第四次精馏为可除去正硅酸乙酯中的高沸点组分，第四次精馏时冷凝后抽去不凝气，液体一部分回流，一部分作为产物采出；其中回流比优选为摩尔回流比1～15；所述第四次精馏时除去高沸点组分的量优选为第四中间产物的1/5～1/12，更优选为1/7～1/10。
按照本发明，所述第四次精馏得到的产物优选还进行蒸发冷凝后，得到高纯正硅酸乙酯。
本发明采用差压热耦合精馏结合吸附处理技术，通过第一次精馏与第二次精馏进行初步的金属离子脱除，然后经吸附处理进一步脱除金属离子，最后通过第三次精馏与第四次精馏深度脱除残留的痕量金属离子，最终得到高纯正硅酸乙酯，生产方法易于操作，自动化程度高，可进行连续生产，工作效率高且得到的产品质量也较高，同时采用差压热耦合也降低了能耗，节能降本。
为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种高纯正硅酸乙酯的生产方法及生产系统进行详细描述。
以下实施例中所用的试剂均为市售。
实施例1
参见图2，图2为本发明实施例1中所采用生产系统的结构示意图。
工艺主体流程包括四级精制提纯塔、两台气相除杂吸附塔、一台液相除杂吸附塔和一套产品蒸发塔，使用0.6MPa(G)饱和蒸汽为热源，结合真空泵，精制提纯塔设计为两塔差压热耦合，流程详细介绍如下。
175kg/h原料粗TEOS经泵加压至2bar后,由中上部进入第一精馏塔T01，T01塔塔顶含低沸TEOS气相经冷凝器冷却至低于95℃，冷凝后由机械真空泵抽出不凝气，冷凝液一部分回流至T01塔塔顶，一部分采出至残液罐，其中采出至残液罐流量约为16kg/h，通过真空泵控制T01塔顶压力-0.8bar(G)，塔底物料进入第二精馏塔T02。
T02塔塔底排出高沸点组分至残液罐，排放量约为16kg/h，塔顶气相TEOS经耦合第一精馏塔的再沸器和冷却套管冷却至低于140℃，液体全部回流T02塔顶，由机械真空泵抽不凝气，使塔T02塔顶保持压力-0.5bar(G)，塔顶气相采出物料去吸附塔脱除金属离子。
T02塔顶气相物料进入第一气相吸附塔C01(进行负载改性的硅铝凝胶,天津市净纯科技有限公司，型号：SA-S01)和第二气相吸附塔C02(进行负载改性的硅铝凝胶,天津市净纯科技有限公司，型号：SA-S01)，在吸附塔中主要除去金属离子等杂质，C02塔顶产品物料经过冷凝器冷凝为液相后进入液相吸附塔C03(进行负载改性的非金属树脂,天津市净纯科技有限公司，型号：NMR-ZT01)进一步除去金属离子等杂质，吸附塔内填充专用金属离子吸附剂。C03塔顶部产品物料进入第三精馏塔T03.
T03塔塔顶含低沸TEOS气相经冷凝器冷却至低于115℃，冷凝后由机械真空泵抽出不凝气，冷凝液一部分回流至T03塔塔顶，一部分采出至残液罐，其中采出至残液罐流量约为10kg/h，通过真空泵控制T03塔顶压力-0.8bar(G)，塔底物料进入第四精馏塔T04。
T04塔塔底排出高沸点组分至残液罐，排放量约为10kg/h，塔顶气相TEOS经耦合再沸器和冷却套管冷却至低于140℃，一部分回流至T04塔顶，一部分采出至产品蒸发塔，由机械真空泵抽不凝气，使塔T04塔顶保持压力-0.5bar(G)。
在产品蒸发塔内，通过蒸发冷凝得到精制TEOS产品，流量约为120kg/h，所得产品在整体不大于千级、局部不大于百级的洁净室进行灌装，得到电子级正硅酸乙酯产品。
实施例1燃料动力消耗估算结果见表1。
表1燃料动力消耗估算表
对实施例1中得到的电子纯正硅酸乙酯进行检测，得到结果见表2。
表2实施例1电子纯正硅酸乙酯的检测结果
实施例2
参见图2，图2为本发明实施例2中所采用生产系统的结构示意图。
工艺主体流程包括四级精制提纯塔、两台气相除杂吸附塔、一台液相除杂吸附塔和一套产品蒸发塔，使用0.8MPa(G)饱和蒸汽为热源，结合真空泵，精制提纯塔设计为两塔差压热耦合，流程详细介绍如下。
180kg/h原料粗TEOS经泵加压至2.5bar后,由中上部进入第一精馏塔T01，T01塔塔顶含低沸TEOS气相经冷凝器冷却至低于100℃，冷凝后由机械真空泵抽出不凝气，冷凝液一部分回流至T01塔塔顶，一部分采出至残液罐，其中采出至残液罐流量约为20kg/h，通过真空泵控制T01塔顶压力-0.9bar(G)，塔底物料进入第二精馏塔T02。
T02塔塔底排出高沸点组分至残液罐，排放量约为20kg/h，塔顶气相TEOS经耦合第一精馏塔的再沸器和冷却套管冷却至低于150℃，液体全部回流T02塔顶，由机械真空泵抽不凝气，使塔T02塔顶保持压力-0.6bar(G)，塔顶气相采出物料去吸附塔脱除金属离子。
T02塔顶气相物料进入第一气相吸附塔C01(进行负载改性的硅铝凝胶)和第二气相吸附塔C02(进行负载改性的硅铝凝胶)，在吸附塔中主要除去金属离子等杂质，C02塔顶产品物料经过冷凝器冷凝为液相后进入液相吸附塔C03(进行负载改性的非金属树脂)进一步除去金属离子等杂质，吸附塔内填充专用金属离子吸附剂。C03塔顶部产品物料进入第三精馏塔T03.
T03塔塔顶含低沸TEOS气相经冷凝器冷却至低于120℃，冷凝后由机械真空泵抽出不凝气，冷凝液一部分回流至T03塔塔顶，一部分采出至残液罐，其中采出至残液罐流量约为15kg/h，通过真空泵控制T03塔顶压力-0.9bar(G)，塔底物料进入第四精馏塔T04。
T04塔塔底排出高沸点组分至残液罐，排放量约为15kg/h，塔顶气相TEOS经耦合再沸器和冷却套管冷却至低于150℃，一部分回流至T04塔顶，一部分采出至产品蒸发塔，由机械真空泵抽不凝气，使塔T04塔顶保持压力-0.6bar(G)。
在产品蒸发塔内，通过蒸发冷凝得到精制TEOS产品，流量约为125kg/h，所得产品在整体不大于千级、局部不大于百级的洁净室进行灌装，得到电子级正硅酸乙酯产品。
实施例2燃料动力消耗估算结果见表3。
表3燃料动力消耗估算表
对实施例2中得到的电子级正硅酸乙酯产品进行检测，检测结果同实施例1，符合要求。
实施例3
参见图2，图2为本发明实施例3中所采用生产系统的结构示意图。
工艺主体流程包括四级精制提纯塔、两台气相除杂吸附塔、一台液相除杂吸附塔和一套产品蒸发塔，使用0.7MPa(G)饱和蒸汽为热源，结合真空泵，精制提纯塔设计为两塔差压热耦合，流程详细介绍如下。
170kg/h原料粗TEOS经泵加压至1.8bar后,由中上部进入第一精馏塔T01，T01塔塔顶含低沸TEOS气相经冷凝器冷却至低于90℃，冷凝后由机械真空泵抽出不凝气，冷凝液一部分回流至T01塔塔顶，一部分采出至残液罐，其中采出至残液罐流量约为14kg/h，通过真空泵控制T01塔顶压力-0.7bar(G)，塔底物料进入第二精馏塔T02。
T02塔塔底排出高沸点组分至残液罐，排放量约为14kg/h，塔顶气相TEOS经耦合第一精馏塔的再沸器和冷却套管冷却至低于130℃，液体全部回流T02塔顶，由机械真空泵抽不凝气，使塔T02塔顶保持压力-0.4bar(G)，塔顶气相采出物料去吸附塔脱除金属离子。
T02塔顶气相物料进入第一气相吸附塔C01(进行负载改性的硅铝凝胶)和第二气相吸附塔C02(进行负载改性的硅铝凝胶)，在吸附塔中主要除去金属离子等杂质，C02塔顶产品物料经过冷凝器冷凝为液相后进入液相吸附塔C03(进行负载改性的非金属树脂)进一步除去金属离子等杂质，吸附塔内填充专用金属离子吸附剂。C03塔顶部产品物料进入第三精馏塔T03.
T03塔塔顶含低沸TEOS气相经冷凝器冷却至低于110℃，冷凝后由机械真空泵抽出不凝气，冷凝液一部分回流至T03塔塔顶，一部分采出至残液罐，其中采出至残液罐流量约为8kg/h，通过真空泵控制T03塔顶压力-0.7bar(G)，塔底物料进入第四精馏塔T04。
T04塔塔底排出高沸点组分至残液罐，排放量约为8kg/h，塔顶气相TEOS经耦合再沸器和冷却套管冷却至低于130℃，一部分回流至T04塔顶，一部分采出至产品蒸发塔，由机械真空泵抽不凝气，使塔T04塔顶保持压力-0.4bar(G)。
在产品蒸发塔内，通过蒸发冷凝得到精制TEOS产品，流量约为110kg/h，所得产品在整体不大于千级、局部不大于百级的洁净室进行灌装，得到电子级正硅酸乙酯产品。
实施例3燃料动力消耗估算结果见表4。
表4燃料动力消耗估算表
对实施例3中得到的电子级正硅酸乙酯产品进行检测，检测结果同实施例1，符合要求。
Claims (10)
1.一种高纯正硅酸乙酯的生产方法，其特征在于，包括：
S1)将正硅酸乙酯粗品进行第一次精馏，得到第一中间产物；
S2)将所述第一中间产物进行第二次精馏，得到第二中间产物；所述第二次精馏的压力大于第一次精馏的压力；所述第二次精馏的温度大于第一次精馏的温度；
S3)将所述第二中间产物经吸附处理后，得到第三中间产物；
S4)将所述第三中间产物进行第三次精馏，得到第四中间产物；
S5)将所述第四中间产物进行第四次精馏，得到高纯正硅酸乙酯；所述第四次精馏的压力大于第三次精馏的压力；所述第四次精馏的温度大于第三次精馏的温度。
2.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述第一次精馏与第二次精馏的压力差为0.2～0.5bar；所述第三次精馏与第四次精馏的压力差为0.2～0.5bar。
3.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述第一次精馏的压力为-0.6～-1.0bar；所述第二次精馏的压力为-0.4～-0.6bar；所述第三次精馏的压力为-0.6～-1.0bar；所述第四次精馏的压力为-0.4～-0.6bar。
4.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述第一次精馏与第三次精馏的回流比各自独立地为5～15。
5.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述第一次精馏的回流温度小于等于95℃；所述第二次精馏的回流温度小于等于145℃；所述第三次精馏的回流温度小于等于116℃；所述第四次精馏的回流温度小于等于143℃。
6.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述步骤S3)具体为：
将所述第二中间产物经气相吸附处理后，冷凝进行液相吸附处理，得到第三中间产物。
7.一种高纯正硅酸乙酯的生产系统，其特征在于，包括：
第一精馏塔；所述第一精馏塔的塔顶与第一冷凝器相连通；所述第一精馏塔的塔底与第一再沸器相连通；
与所述第一精馏塔相连通的第二精馏塔；所述第二精馏塔的塔顶与第二冷凝器相连通；所述第二精馏塔的塔底与第二再沸器相连通；
与所述第二精馏塔相连通的吸附塔；所述吸附塔内设置有金属离子吸附剂；
与所述吸附塔相连通的第三精馏塔；所述第三精馏塔的塔顶与第三冷凝器相连通；所述第三精馏塔的塔底与第三再沸器相连通；
与所述第三精馏塔相连通的第四精馏塔；所述第四精馏塔的塔顶与第四冷凝器相连通；所述第四精馏塔的塔底与第四再沸器相连通。
8.根据权利要求7所述的生产系统，其特征在于，所述吸附塔包括气相吸附塔与液相吸附塔；所述气相吸附塔与第二精馏塔相连通；所述气相吸附塔经第五冷凝器与所述液相吸附塔相连通；所述液相吸附塔与所述第三精馏塔相连通。
9.根据权利要求7所述的生产系统，其特征在于，还包括残液罐；所述第一冷凝器包括物料入口与物料出口，所述第一冷凝器的物料出口与所述残液罐相连通；所述第二精馏塔的塔底与所述残液罐相连通；所述第三冷凝器包括物料入口与物料出口，所述第三冷凝器的物料出口与所述残液罐相连通；所述第四精馏塔的塔底与所述残液罐相连通。
10.根据权利要求7所述的生产系统，其特征在于，还包括蒸发塔；所述蒸发塔与所述第四精馏塔相连通。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190301 |