CN112010314A - 一种用于多晶硅生产中树脂的干燥及活化方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于多晶硅生产中树脂的干燥及活化方法，属于多晶硅生产技术领域。在本技术方案中，基于系统中氯硅烷缓冲罐、氯硅烷储罐、反应柱、各管线、调控法、流量计、温度计、压力表及液位计等设置，采用气相氯硅烷实现对树脂的干燥，采用液相氯硅烷实现对树脂的活化，有效避免了活化效果不理想、检测不合格、树脂包裹有少量水分未被干燥排除、设备在投用时出现十分剧烈的反应等现象，同时，也提高了树脂活化的效率和安全性。

Description

一种用于多晶硅生产中树脂的干燥及活化方法

技术领域

本发明涉及一种用于多晶硅生产中树脂的干燥及活化方法，尤其涉及一种用于多晶硅生产中反歧化树脂的干燥及活化方法，属于多晶硅生产技术领域。

背景技术

在多晶硅生产过程中，氯硅烷反歧化单元的生产目的主要是将生产过程中产生的副产物二氯二氢硅（DCS，沸点为8.3℃）与四氯化硅（STC，沸点为57.6℃）在离子交换树脂的催化作用下进行化学反应，生成三氯氢硅（TCS，沸点为31.8℃）：

SiH₂Cl₂ + SiCl₄⇌2 SiHCl₃；

生成的三氯氢硅(TCS)供多晶硅生产工艺的还原工序使用或它用，同时，利用脱硼（B）树脂将合成料精馏排除的轻组分杂质进行吸附脱除。上述化学反应是在装有催化树脂（离子交换树脂）固定床的反歧化反应柱中完成，为了提高二氯二氢硅（DCS）的转化率，常采用提高四氯化硅（STC）进料配比（即STC/DCS比例）的方法。

为了装有离子交换树脂-催化树脂固定床的反歧化反应柱能够顺利的投入生产中，一般需要将已经填装好的催化剂树脂进行干燥与活化。

其中，于该反应柱中，催化剂树脂装填一般发生在首次开车或者长期运行后催化剂失效更换时，而催化剂树脂到达现场是以湿基为主（或者，即使购买的催化剂树脂为干基，但由于在装填过程中会接触空气，树脂会快速吸收水分），因此，在装填进反应柱之后进行干燥，将催化剂树脂内的明水（即自由水，可通过热氮气可带走）烘干；且反应柱在装填前必须为氮气氛围，催化剂树脂装填进该反应柱，并用微量氮气进行吹扫，保证反应柱内是微正压，防止催化剂树脂反吸空气中的水分；催化剂树脂装填完成后，需立即将反应柱的装填口回装，用氮气升压至一定值后（比如：0.7Mpa.G）试漏。

其中，行业内常采用的干燥方法包括：自氮气加热器向反歧化反应柱内通入热氮气，热氮气干燥及活化一定时间后，保证反歧化反应柱内的氮气温度稳定为一定值；待热氮气活化一定时间后，停止通入热氮气，保压；取样合格（氧含量＜10PPM，露点≤-40℃）后，即可通入混合料正式投用。

而在行业常规的干燥及活化操作过程中，由于树脂填装密度、树脂填装数量、氮气温度控制、氮气压力等多种因素影响导致活化效果不理想，导致（采用热氮气干燥及活化96h）后期取样数据不合格，同时，还存在一定的安全风险，比如：树脂包裹有少量水分（主要是结合水，会与硅烷反应，其将影响活化质量以及安全性）未被干燥排除，会导致树脂在投用时出现十分剧烈的反应，严重时会造成设备损坏、人员伤亡等，其涉及反应方程式为：

SiHCl₃ + 2H₂O = SiO₂ + 3HCl + H₂

SiCl₄ + 4H₂O = 4HCl + H₄SiO₄

现有技术“CN201710083827.7一种制备三氯氢硅的树脂催化剂的活化方法”中公开：将氯硅烷原料通入具有树脂催化剂和活化剂的反应柱中得到三氯氢硅和活化剂中间体，氯硅烷原料包括四氯化硅、二氯二氢硅和少量的杂质BCl，活化剂的碱性大于树脂催化剂的碱性，活化剂对BCl的吸附强于树脂催化剂对BCl的吸附，避免BCl与树脂催化剂形成稳定化合物，延长了树脂催化剂使用寿命，活化效果明显，使树脂保持良好的性能，制备三氯氢硅的反应持续稳定地进行，树脂催化剂的活化在线完成，防止停产进行更换时在室外造成对树脂催化剂的二次污染，不影响生产的正常运行，洁净、环保，经济效益显著。其中，活化剂为有机碱，活化剂沸点和活化剂中间体沸点均大于四氯化硅沸点，以及活化剂为含有芳基 或含有至少四个碳链的有机物，或者，活化剂选自二甲基苯胺、十二烷基二甲基胺、辛烷基二甲基胺、吡啶、咪唑、四氢呋喃、二噁烷和三丁基胺中的一种。

发明内容

为了保证工作人员和生产设备的安全性，同时也为了加快活化速率和增强树脂活化的效果，在结合现场已有设备的条件下，提出了一种用于多晶硅生产中树脂的干燥及活化方法。本技术方案通过氯硅烷缓冲罐的设置，向氯硅烷缓冲罐中冲入氮气，氮气带气相氯硅烷进入树脂中，即进行树脂的干燥；后期再将液相氯硅烷通入至树脂中，进行活化，有效避免了活化效果不理想、检测不合格、树脂包裹有少量水分未被干燥排除、设备在投用时出现十分剧烈的反应等现象，同时，也提高了树脂活化的效率和安全性。

为了实现上述技术目的，提出如下的技术方案：

一种用于多晶硅生产中树脂的干燥及活化方法，包括如下步骤：

1)气相氯硅烷干燥

向氯硅烷缓冲罐中注入液相氯硅烷，控制液相氯硅烷在氯硅烷缓冲罐中液位不高于50%；

通过氮气进管向氯硅烷缓冲罐内液面下通入氮气，氮气鼓泡，以及氯硅烷在常温常压下挥发，形成气相氯硅烷，即氯硅烷缓冲罐液面上形成包括氮气与氯硅烷的混合气体；

通过混气进管将混合气体通入至装有树脂的反应柱中，干燥树脂；在反应柱中，混合气体中的氯硅烷与树脂内一部分水发生放热反应，生成硅酸和氯化氢（废气），后经过尾气放空管排出；树脂内另一部分水在放热反应中挥发（形成废气），经过尾气放空管排出，进而实现树脂干燥；

2）液相氯硅烷活化

待反应柱中氯硅烷与水的放热反应的温度低于60℃且不升温时（（或者，降温），停止向氯硅烷缓冲罐中通入氮气，关闭混气进管；将氯硅烷储罐中的液相氯硅烷向反应柱中通入，液相氯硅烷浸泡树脂，待反应柱内温度不高于60℃且不升温时，树脂活化完成，备用。

进一步的，在步骤1）中，在向氯硅烷缓冲罐内液面下通入氮气前，还包括：向氯硅烷缓冲罐中注入液相氯硅烷后，将氯硅烷缓冲罐与反应柱连通匀压，通过将氯硅烷本身挥发的氯硅烷气体缓慢少量（控制氯硅烷缓冲罐的液位每小时下降0.3%—0.5%）通入至反应柱中，通过观察反应柱内温度变化情况，对待干燥及活化树脂的干燥情况及树脂取样数据进行核对判断，如反应柱内温度变化速率较大（温度变化速率大于5℃/h），且有明显的上涨趋势，表明树脂中包裹有较多水分，则需再通入热氮气进行干燥前处理；如该温度变化速率较小（温度变化速率小于5℃/h），则说明热氮气干燥情况较好，取样数据合格，表明可以进行气相氯硅烷干燥树脂处理。

进一步的，所述氮气进管中的氮气进料流速为8-10m/s。

进一步的，在步骤1）中，在将混合气体通入至装有树脂的反应柱后，还包括：基于液位计，记录氯硅烷缓冲罐的液位变化，计算进入反应柱中氯硅烷的量；以及，通过混气进管上调控阀开度调节，控制进入反应柱中的氮气量，便于控制反应柱内温度变化速率，即来控制反应柱内放热反应的剧烈程度，防止出现安全事故，同时，也能够更好控制温度、压力等操作条件；避免因树脂干燥不彻底而导致后期反歧化反应中氯硅烷与水发生剧烈反应而损坏树脂和设备，以及造成人员伤亡的现象。

进一步的，在步骤1）中，在将混合气体通入至装有树脂的反应柱后，还包括：根据温度计，观察反应柱温度变化，如反应柱内温度上涨至60℃，则关闭反应柱与氯硅烷缓冲罐之间的调控阀，保持停留30min，待反应柱内温度不上涨时，恢复操作。

进一步的，在步骤1）中，控制反应柱内温度为55-60℃。

进一步的，在步骤1）中，控制所述反应柱内压力为100-200kpa，所述压力大于200kpa时，通过尾气放空管将反应柱与尾气处理系统连通，进行废气的排放处理，保证反应柱内压力为稳定性和安全；所述压力小于100kpa时，关闭尾气放空管，以防止物料反窜。

进一步的，在步骤2）中，所述液相氯硅烷通入时间为0.5h。

进一步的，在步骤2）中，浸泡温度为30-50℃。

在本技术方案中，所述待干燥及活化树脂中含水量为不高于3%，或者，所述待干燥及活化树脂为采用行业常规技术-热氮气干燥96h后的树脂；气相氯硅烷干燥树脂后，树脂中水分的60-75%被除去，即树脂中含水量为千分之五以下；液相氯硅烷活化树脂后，树脂中剩余水分（25-40%）全被除去，即树脂中含水量为0。

在本技术方案涉及的氮气鼓泡中：氮气进管(液下管)向氯硅烷缓冲罐内通入氮气速率较快（氮气进料流速为8-10m/s），并于液面下形成低压区，氮气通入液相氯硅烷中后鼓泡，气泡内压力大于外面压力，气泡破裂释放能量会使部分液相硅烷气化，同时，由于氯硅烷（沸点为57.6℃）在常温常压时，自身挥发而形成气相氯硅烷。

基于上述用于多晶硅生产中树脂的干燥及活化方法，提出对应系统，而保证本干燥及活化方法顺利、稳定的进行。

一种用于多晶硅生产中树脂的干燥及活化系统，包括氯硅烷缓冲罐、提供液相氯硅烷的氯硅烷储罐和装有待干燥及活化树脂的反应柱，

氯硅烷缓冲罐与氯硅烷储罐之间通过氯硅烷进管Ⅰ连通，氯硅烷进管Ⅰ延伸至氯硅烷缓冲罐下部，氯硅烷缓冲罐连接有氮气进管，氮气进管延伸至氯硅烷缓冲罐下部；氯硅烷缓冲罐与反应柱之间通过混气进管连通，混气进管一端与氯硅烷缓冲罐上部连接；

氯硅烷储罐与反应柱之间通过氯硅烷进管Ⅱ连通。

进一步的，所述氯硅烷缓冲罐上设置有压力表Ⅰ和液位计，监控氯硅烷进入反应柱中的量。

进一步的，所述反应柱上设置有压力表Ⅱ和温度计，温度计可为多个，均匀分布于反应柱的上部、中部及下部，用于实时监控反应柱内环境中的温度，便于控制氮气及气相氯硅烷的进量，进而控制氯硅烷与水的放热反应，一方面保证树脂干燥效率和质量，另一方面保证树脂干燥过程中的安全性。

进一步的，所述反应柱通过尾气放空管连接有尾气处理系统。该设置，用于吸收干燥及活化过程中产生的废气，向外环境排放合格尾气。

进一步的，所述尾气放空管设置在反应柱上部。

在本技术方案中，根据实际需求，氮气进管、混气进管、氯硅烷进管Ⅰ、氯硅烷进管Ⅱ及尾气放空管等上设置有调控阀和流量计；根据实际需求，反应柱出料管上设置安全阀，避免物料输送中由于压力的变化，而引起反应柱的安全性和稳定性等问题；根据实际需求，待氯硅烷缓冲罐连接有安全阀，待氯硅烷缓冲罐内超压时，安全阀起跳，紧急泄压，保护氯硅烷缓冲罐使用过程的安全性。

在本技术方案中，涉及的原理包括：

向氯硅烷缓冲罐中注入液相氯硅烷（STC），将氯硅烷缓冲罐与反应柱连通匀压，将氯硅烷自身挥发的硅烷气体缓慢少量（控制氯硅烷缓冲罐的液位每小时下降0.3%—0.5%）通入至装有树脂的反应柱中，通过观察反应柱内温度变化情况，对待干燥及活化树脂的干燥情况及取样数据进行核对判断，如该温度变化速率较大（温度变化速率大于5℃/h），且有明显的上涨趋势，表明树脂中包裹有较多水分，则需进一步通入热氮气进行干燥前处理；如该温度变化速率较小（温度变化速率小于5℃/h），则说明热氮气干燥情况较好，取样数据合格，则可下一步干燥及活化。

树脂干燥及活化包括气相氯硅烷干燥和液相氯硅烷活化：

向储存有液相氯硅烷的氯硅烷缓冲罐中通入氮气，氯硅烷缓冲罐与反应柱连通，反应柱连接有尾气放空管，通过氮气带入气相氯硅烷（由氮气鼓泡和液相氯硅烷自身挥发形成）进入至反应柱中，干燥树脂，同时，通过氯硅烷缓冲罐的液位变化，计算进入反应柱中的氯硅烷的量，进而便于控制温度变化速率（氯硅烷与树脂中水之间为放热反应），避免了因树脂干燥不彻底而导致硅烷与水发生剧烈反应损坏树脂、设备及造成人员伤亡；

经过气相氯硅烷干燥树脂后，树脂基本完成干燥可直接投用，但为了保证其安全性，通过向反应柱中通入液相氯硅烷，进行最后的树脂活化。即从反应柱底部充入液相氯硅烷（时常为半小时）对树脂进行浸泡，浸泡时间不低于2小时，温度不超过60度（优选稳定在30-50℃之间）且不再上涨后，可以切换为混合料进行吸附或反歧化反应。

在本技术方案中，涉及的 “液面下”、“之间”、“下部”、“上部”及“均匀分布”等位置关系，是根据实际使用状态下的情况而定义的，为本技术领域内的常规用语，也是本领域术人员在实际使用过程中的常规用语。

本技术方案中，涉及的“变化速率较大”、“明显的上涨趋势”、“较多”、“较好”、“不上涨”、“缓慢少量”、“较小”、“较大”及“剧烈反应”等用语，是根据实际使用状态下的情况而定义的，为化工领域内的常规用语，也是本领域术人员在实际使用过程中的常规用语，结合技术方案是公开充分的、清楚的。

采用本技术方案，带来的有益技术效果为：

1）在本发明涉及的树脂干燥及活化方法中，首先，以液相氯硅烷自身挥发为气相氯硅烷，检测反应柱中树脂是否符合待干燥及活化的处理要求（树脂含水量不高于3%），有效为后续工序做准备，进而也有效提高树脂干燥处理的安全性，有效保证树脂干燥及活化效率，降低能耗；其次，以氮气鼓泡及液相氯硅烷自身挥发形成混合气体，其中，气相氯硅烷进行树脂干燥，氮气用于调节气相氯硅烷的浓度，调控氯硅烷与水之间的放热反应的“温和性”，即通过控制放热反应速率而控制反应柱内的温度变化，提高安全性；最后，以液相氯硅烷对干燥后的树脂进行浸泡活化，进一步保证树脂的活性，且再次保证后续处理（比如：反歧化反应）的安全性；

2）在本发明中，涉及的各处理步骤及限制条件，极大的降低了树脂处理过程中的危险系数，并有效保证了树脂活性。

附图说明

图1为本发明中涉及的树脂干燥及活化系统；

图2为实施例8中气相氯硅烷干燥树脂过程中涉及的压力、温度和液位变化曲线图；

图3为实施例8中液相氯硅烷活化树脂过程中涉及的压力及温度变化曲线图；

图中，1、氯硅烷缓冲罐，2、氯硅烷储罐，3、反应柱，4、氯硅烷进管Ⅰ，5、氮气进管，6、混气进管，7、氯硅烷进管Ⅱ，8、压力表Ⅰ，9、液位计，10、压力表Ⅱ，11、温度计，12、尾气放空管，13、尾气处理系统，14、调控阀，15、流量计，16、安全阀。

具体实施方式

下面通过对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种用于多晶硅生产中树脂的干燥及活化方法，包括如下步骤：

1)气相氯硅烷干燥

向氯硅烷缓冲罐1中注入液相氯硅烷，控制液相氯硅烷在氯硅烷缓冲罐1中液位不高于50%，其中，氮气进管5中的氮气进料流速为8-10m/s；

通过氮气进管5向氯硅烷缓冲罐1内液面下通入氮气，氮气鼓泡，以及氯硅烷在常温常压下挥发，形成气相氯硅烷，即氯硅烷缓冲罐1液面上形成包括氮气与氯硅烷的混合气体；

通过混气进管6将混合气体通入至装有待干燥及活化树脂的反应柱3中，控制反应柱3内温度为55-60℃及压力为100-200kpa，气相氯硅烷干燥树脂；在反应柱3中，混合气体中的氯硅烷与树脂内一部分水发生放热反应，生成硅酸和氯化氢，后经过尾气放空管12排出；树脂内另一部分水在放热反应中挥发，经过尾气放空管12排出，进而实现树脂干燥；

2）液相氯硅烷活化

待反应柱3中氯硅烷与水的放热反应的温度低于60℃且不再上升（或者缓慢降低）时，停止向氯硅烷缓冲罐1中通入氮气，关闭混气进管6；将氯硅烷储罐2中的液相氯硅烷向反应柱3中通入，液相氯硅烷浸泡树脂，待反应柱3内温度不高于60℃且不升温时，树脂活化完成，备用。

实施例2

基于实施例1，本实施例更进一步的，

在步骤1）中，在向氯硅烷缓冲罐1内液面下通入氮气前，还包括：

向氯硅烷缓冲罐1中注入液相氯硅烷后，将氯硅烷缓冲罐1与反应柱3连通匀压，并将氯硅烷自身挥发的气相氯硅烷硅通入至装有树脂的反应柱3中，通过观察反应柱3内温度变化情况，对待干燥及活化树脂的干燥情况及取样数据进行核对判断，如反应柱3内温度变化速率较大，且有明显的上涨趋势，表明树脂中包裹有较多水分，则需再通入热氮气进行干燥前处理；如该温度变化速率较小，则说明热氮气干燥情况较好，取样数据合格，表明可以进行气相氯硅烷干燥树脂处理。

实施例3

基于实施例1-2，本实施例更进一步的，

在步骤1）中，在将混合气体通入至装有树脂的反应柱3后，还包括：

基于液位计9，记录氯硅烷缓冲罐1的液位变化，计算进入反应柱3中氯硅烷的量；以及，通过混气进管6上调控阀14开度调节，控制进入反应柱3中的氮气量，便于控制反应柱3内温度变化速率，即来控制反应柱3内放热反应的剧烈程度，防止出现安全事故，同时，也能够更好控制温度、压力等操作条件；避免因树脂干燥不彻底而导致后期反歧化反应中氯硅烷与水发生剧烈反应而损坏树脂和设备，以及造成人员伤亡的现象。

实施例4

基于实施例1-3，本实施例更进一步的，

在步骤1）中，在将混合气体通入至装有树脂的反应柱3后，还包括：

根据温度计11，观察反应柱3温度变化，如反应柱3内温度上涨至60℃，则关闭反应柱3与氯硅烷缓冲罐1之间的调控阀14，保持停留30min，待反应柱3内温度不上涨时，恢复混合气体的通入；

实施例5

基于实施例1-4，本实施例更进一步的，

在步骤1）中，控制所述反应柱3内压力为100-200kpa，所述压力大于200kpa时，将反应柱3与尾气处理系统13连通，进行废气的排放处理，保证反应柱3内压力为稳定性和安全；所述压力小于100kpa时，关闭尾气放空管12，以防止物料反窜。

实施例6

基于实施例1-5，本实施例更进一步的，

在步骤2）中，液相氯硅烷通入时间为0.5h，浸泡温度为30-50℃。

待干燥及活化树脂中含水量为不高于3%；气相氯硅烷干燥树脂后，树脂中含水量为千分之五以下；液相氯硅烷活化树脂后，树脂中含水量为0。

实施例7

基于实施例1-6，本实施例更进一步的，

根据多晶硅生产中树脂的干燥及活化方法，提出对应树脂干燥及活化系统，保证本干燥及活化方法顺利、稳定的进行。

如图1所示：气相氯硅烷干燥及液相氯硅烷活化涉及的树脂干燥及活化系统，包括氯硅烷缓冲罐1、提供液相氯硅烷的氯硅烷储罐2和装有待干燥及活化树脂的反应柱3，氯硅烷缓冲罐1与氯硅烷储罐2之间通过氯硅烷进管Ⅰ4连通，氯硅烷进管Ⅰ4延伸至氯硅烷缓冲罐1下部，氯硅烷缓冲罐1连接有氮气进管5，氮气进管5延伸至氯硅烷缓冲罐1下部；氯硅烷缓冲罐1与反应柱3之间通过混气进管6连通，混气进管6一端与氯硅烷缓冲罐1上部连接；氯硅烷储罐2与反应柱3之间通过氯硅烷进管Ⅱ7连通，其中，为了节约本系统的布置空间，氯硅烷进管Ⅰ4与氯硅烷进管Ⅱ7有部分管线共用，根据控制阀的切换，实现氯硅烷缓冲罐1中液相氯硅烷的进料和反应柱3中液相氯硅烷的进料。

氯硅烷缓冲罐1上设置有压力表Ⅰ8和液位计9，监控氯硅烷进入反应柱3中的量。

反应柱3上设置有压力表Ⅱ10和温度计11，温度计11可为多个，均匀分布于反应柱3的上部、中部及下部，用于实时监控反应柱3内环境中的温度，便于控制氮气及气相氯硅烷的尽量，进而控制氯硅烷与水的放热反应，一方面保证树脂干燥效率和质量，另一方面保证树脂干燥过程中的安全性。

反应柱3通过尾气放空管12连接有废气处理系统，尾气放空管12上设置有安全阀16。该设置，用于吸收干燥及活化过程中产生的废气；尾气放空管12设置在反应柱3上部。

在本技术方案中，根据实际需求，氮气进管5、混气进管6、氯硅烷进管Ⅰ4、氯硅烷进管Ⅱ7及尾气放空管12等上设置有调控阀14和流量计15；根据实际需求，反应柱3出料管上设置安全阀16；根据实际需求，待氯硅烷缓冲罐1连接有安全阀16，待氯硅烷缓冲罐1内超压时，安全阀16起跳，紧急泄压，保护氯硅烷缓冲罐1使用过程的安全性。

实施例8

将市售购买的反歧化树脂装填至反歧化发生器中，用热氮气处理96h后，基于现有设备条件，进行气相氯硅烷干燥和液相氯硅烷活化树脂，以对本发明做进一步说明。

检测及判断：采用行业常规热氮气干燥活化前处理树脂后，向氯硅烷缓冲罐1（V0322）中通入液位为50%的液相氯硅烷，将氯硅烷缓冲罐1与反歧化发生器中反应柱3连通均压，通过将氯硅烷本身挥发的氯硅烷气体缓慢少量（控制氯硅烷缓冲罐1的液位每小时下降0.3%—0.5%）通入至反歧化发生器中，根据观察反应柱3内温度变化情况对热氮气前处理情况及树脂取样数据进行核对判断，如温度变化较大（温度变化速率大于5℃/h），有十分明显的上涨趋势，则表明树脂中包裹有较多水分，则需再通入热氮气进行干燥前处理；如该温度变化速率较小（温度变化速率小于5℃/h），则说明热氮气干燥情况较好，取样数据合格，表明可以进行气相氯硅烷干燥树脂处理；

气相氯硅烷干燥：

a．反应柱3通过尾气排放管连通尾气处理系统13，安全阀16投用，仪表根部调控阀14全部打开，出口处调控阀14关闭；

b. 根据氮气进管5向氯硅烷缓冲罐1内通入氮气，氮气鼓泡，以及氯硅烷在常温常压下挥发，形成气相氯硅烷，即氯硅烷缓冲罐1液面上形成包括氮气与氯硅烷的混合气体；通过混气进管6将混合气体通入至装有树脂的反应柱3中，控制反应柱3内温度为55-60℃及压力为100-200kpa，气相氯硅烷干燥树脂；在反应柱3中，混合气体中的氯硅烷与树脂内一部分水发生放热反应，生成硅酸和氯化氢，后经过尾气放空管12排出；树脂内另一部分水在放热反应中挥发，经过尾气放空管12排出，进而实现树脂干燥；

利用液位计9记录氯硅烷缓冲罐1的液位变化，计算进入反应柱3中气相氯硅烷的含量；

通过调节混气进管6上的调控阀14开度，控制进入反应柱3中的氮气含量；

利用温度计11观察反应柱3内温度变化，如反应柱3内温度上涨至60℃，则关闭混气进管6上的调控阀14，保持停留30min；待反应柱3内温度不上涨时，恢复混合气体的通入；

在反应柱3内，压力大于200kpa时，将反应柱3与尾气处理系统13连通；压力小于100kpa时，关闭尾气放空管12；

液相氯硅烷活化：

A．待反应柱3内温度变化速率不超过5℃/h时，停止向氯硅烷缓冲罐1中通入氮气，关闭混气进管6；

B．将氯硅烷储罐2与反应柱3连通，在0.5h内自反应柱3底部注入液相氯硅烷，液相氯硅烷浸泡树脂，进行活化，其中，浸泡时间不低于2h；待反应柱3内温度为30-50℃且不上升温度时，树脂活化完成；将反应柱3切换为物料反歧化反应，打开出口处调控阀14。

此外，待该反歧化发生器运行24小时后，以氨水查漏。如果反歧化反应过程中压力上涨过快，则开启尾气放空管12进行泄压（压力控制在300-500kpa），并同时停止进料。

此外，就本实施例择取了干燥及活化过程中的部分数据（从5月7日22点起的数据记录），具体见下表1-2和图2-3所示。其中，由于前期采用热氮气干燥树脂除水，温度较高，在23点时反应柱3内温度通入常温氮气后，反应柱3内温度降低，但随着硅烷气相的进入，反应柱3上部温度开始上升且速率较快，反应柱3中部温度和反应柱3下部温度都略有升高，表明反应柱3中树脂包裹有极少量水分；反应柱3上部温度于5月8日16点开始下降，反应柱3中部温度5月9日3点开始持续下降，反应柱3下部温度在5月8日20点开始持续下降，表明气相硅烷干燥树脂除水已完成，可以正式通入液相氯硅烷，压力控制在100kpa，保压，备用。

5月9日12点正式进通入液相氯硅烷，最初，反应柱3上、中、下部温度均有上升（在控制指标范围内），在16点时反应柱3内均开始持续下降；浸泡6小时后，温度基本无变化，表明树脂活化已全部完成，可正式投用，进行反歧化反应。

Claims (10)

1.一种用于多晶硅生产中树脂的干燥及活化方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）气相氯硅烷干燥

向氯硅烷缓冲罐（1）中注入液相氯硅烷，控制液相氯硅烷在氯硅烷缓冲罐（1）中液位不高于50%；

通过氮气进管（5）向氯硅烷缓冲罐（1）内液面下通入氮气，氮气鼓泡，氯硅烷挥发，形成气相氯硅烷，氯硅烷缓冲罐（1）液面上为包括氮气与氯硅烷的混合气体；

通过混气进管（6）将混合气体通入至装有待干燥及活化树脂的反应柱（3）中，控制反应柱（3）内温度为55-60℃及压力为100-200kpa，气相氯硅烷干燥树脂；

2）液相氯硅烷活化

待反应柱（3）内温度低于60℃且不升温时，停止向氯硅烷缓冲罐（1）中通入氮气，关闭混气进管（6）；

向反应柱（3）内通入液相氯硅烷并浸泡树脂，液相氯硅烷活化树脂，待反应柱（3）内温度低于60℃且不升温度时，树脂完成活化，备用。

2.根据权利要求1所述的用于多晶硅生产中树脂的干燥及活化方法，其特征在于，在步骤1）中，向氯硅烷缓冲罐（1）内液面下通入氮气前，还包括：

向氯硅烷缓冲罐（1）中注入液相氯硅烷后，将氯硅烷缓冲罐（1）与反应柱（3）连通匀压，将挥发形成的气相氯硅烷硅经混气进管（6）通入至反应柱（3）中，检测反应柱（3）内温度变化，对待干燥及活化树脂的干燥情况与取样数据进行核对判断。

3.根据权利要求1所述的用于多晶硅生产中树脂的干燥及活化方法，其特征在于，所述氮气进管（5）中的氮气进料流速为8-10m/s。

4.根据权利要求1所述的用于多晶硅生产中树脂的干燥及活化方法，其特征在于，在步骤1）中，将混合气体通入至装有待干燥及活化树脂的反应柱（3）后，还包括：

利用液位计（9）记录氯硅烷缓冲罐（1）的液位变化，计算进入反应柱（3）中气相氯硅烷的含量；

通过调节混气进管（6）上的调控阀（14）开度，控制进入反应柱（3）中的氮气含量；

利用温度计（11）观察反应柱（3）内温度变化，如反应柱（3）内温度上涨至60℃，则关闭混气进管（6）上的调控阀（14），保持停留30min；待反应柱（3）内温度不上涨时，恢复混合气体的通入。

5.根据权利要求4所述的用于多晶硅生产中树脂的干燥及活化方法，其特征在于，在所述反应柱（3）内，压力大于200kpa时，通过尾气放空管（12）将反应柱（3）与尾气处理系统（13）连通；压力小于100kpa时，关闭尾气放空管（12）。

6.根据权利要求1所述的用于多晶硅生产中树脂的干燥及活化方法，其特征在于，在步骤2）中，所述液相氯硅烷通入时间为0.5h，浸泡温度为30-50℃。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的用于多晶硅生产中树脂的干燥及活化方法，其特征在于，所述气相氯硅烷干燥及液相氯硅烷活化涉及的树脂干燥及活化系统，包括氯硅烷缓冲罐（1）、提供液相氯硅烷的氯硅烷储罐（2）和装有待干燥及活化树脂的反应柱（3），

氯硅烷缓冲罐（1）与氯硅烷储罐（2）之间通过氯硅烷进管Ⅰ（4）连通，氯硅烷进管Ⅰ（4）延伸至氯硅烷缓冲罐（1）下部，氯硅烷缓冲罐（1）连接有氮气进管（5），氮气进管（5）延伸至氯硅烷缓冲罐（1）下部；氯硅烷缓冲罐（1）与反应柱（3）之间通过混气进管（6）连通，混气进管（6）与氯硅烷缓冲罐（1）上部连接；

氯硅烷储罐（2）与反应柱（3）之间通过氯硅烷进管Ⅱ（7）连通。

8.根据权利要求7所述的用于多晶硅生产中树脂的干燥及活化方法，其特征在于，所述氯硅烷缓冲罐（1）上设置有压力表Ⅰ（8）和液位计（9）。

9.根据权利要求7所述的用于多晶硅生产中树脂的干燥及活化方法，其特征在于，述反应柱（3）上设置有压力表Ⅱ（10）和温度计（11）。

10.根据权利要求7所述的用于多晶硅生产中树脂的干燥及活化方法，其特征在于，所述反应柱（3）通过尾气放空管（12）与尾气处理系统（13）连接。

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