CN208747643U - 一种二氯二氢硅反歧化反应生成三氯氢硅的系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种二氯二氢硅反歧化反应生成三氯氢硅的系统，它包括吸附塔、预热器、反应塔和氯硅烷冷却器，吸附塔内设置螯合树脂固定床，反应塔内设置碱性季胺基树脂固定床，吸附塔入口连接四氯化硅输入管道和二氯二氢硅输入管道，吸附塔出口通过管道与预热器连接，预热器出口与反应塔入口连接，反应塔出口连接氯硅烷冷却器。本实用新型结构简单，大大延长了反歧化催化剂碱性季胺基树脂的使用寿命，避免了催化剂更换所带来的劳动量增加、影响生产效率等问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种二氯二氢硅反歧化反应生成三氯氢硅的系统，属于化工技术领域。
背景技术
目前，我国大多数企业的多晶硅生产工艺普遍为改良西门子法，此工艺以三氯氢硅为原料，生产过程中产生部分二氯二氢硅及大量四氯化硅副产物。对于四氯化硅，已有冷氢化法等方法对其进行处理，使其重新转化为三氯氢硅重复利用，但国内技术不成熟，且四氯化硅待处理量很大；而二氯二氢硅的沸点只有8.2℃，自燃温度58℃，与空气混合后在很宽的范围内均可爆炸，具有极大的危险性。且常温下二氯二氢硅是以气态形式存在，直接参与反应会影响反应速率。
对于极易爆炸的二氯二氢硅，最先是被生产企业直接排往淋洗装置处理，后来有个别企业引进国外较先进的反歧化反应工艺，对二氯二氢硅进行反歧化反应再次生产三氯氢硅。反歧化主要是利用碱性季胺基树脂作为催化剂，将二氯二氢硅与四氯化硅在75℃反应温度下生成三氯氢硅，四氯化硅主要来自于多晶硅生产的还原工序、冷氢化工序中。传统的流程是二氯二氢硅与四氯化硅直接进入碱性季胺基树脂固定床反应，但催化剂在使用1年时间左右后，反应的转化率开始大幅度下降，下降25个百分点，因此催化剂在使用1年以后需更换。
实用新型内容
有鉴于此，针对现有技术的不足，本实用新型提供一种二氯二氢硅反歧化反应生成三氯氢硅的系统，提高催化剂碱性季胺基树脂的使用年限，避免催化剂更换所带来的劳动量增加、影响生产效率等问题。
为解决以上技术问题，本实用新型的技术方案为采用一种二氯二氢硅反歧化反应生成三氯氢硅的系统，它包括吸附塔、预热器、反应塔和氯硅烷冷却器，吸附塔内设置螯合树脂固定床，反应塔内设置碱性季胺基树脂固定床，吸附塔入口连接四氯化硅输入管道和二氯二氢硅输入管道，吸附塔出口通过管道与预热器连接，预热器出口与反应塔入口连接，反应塔出口连接氯硅烷冷却器。
进一步的，本实用新型系统还包括进料罐和进料泵，进料罐出口连接进料泵，进料罐和进料泵组成的线路与四氯化硅输入管道和二氯二氢硅输入管道并联，压力能满足固定床压降时，经过管道线路进入反应，或者管道线路压力不够时，可以通过进料泵的作用，给管道线路加压，保证本系统管道线路的流畅。
进一步的，所述吸附塔的数量为两个以上，吸附塔之间为并联关系，以满足不同产量的需求。
优选的是，相邻吸附塔之间，前一吸附塔的出口通过管道连接后一吸附塔的入口，加强了四氯化硅中金属离子的去除。
进一步，所述反应塔的数量为两个以上，反应塔之间为并联关系，以满足不同产量的需求。
优选的是，相邻反应塔之间，前一反应塔的出口通过管道连接后一反应塔的入口，加强反应，提高转化效率。
与现有技术相比，由于反歧化反应中四氯化硅主要来自于多晶硅生产的还原工序、冷氢化工序中，含有较多的重金属杂质，而碱性季胺基树脂在金属杂质的影响下，会发生路易斯酸情况，从而影响其催化能力。本实用新型提供的反歧化系统，通过增设吸附塔，利用螯合树脂吸附金属离子的特性，将四氯化硅中的重金属杂质去除后，再进入反应塔进行反歧化反应，避免了上述碱性季胺基树脂受金属杂质影响，催化性降低的情况。经本申请人实践实验，采用本实用新型提供的反歧化系统，碱性季胺基树脂在使用3年半后仍未出现转化率下降的情况，大大提高反歧化催化剂的使用寿命，减少了催化剂返厂处理的时间。
综上，本实用新型结构简单，大大延长了反歧化催化剂碱性季胺基树脂的使用寿命，避免了催化剂更换所带来的劳动量增加、影响生产效率等问题。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图例说明：
1-四氯化硅输入管道；2-二氯二氢硅输入管道；3-进料罐；4-进料泵；5a-第一吸附塔，5b-第二吸附塔，51-螯合树脂固定床；6-预热器；7a-第一反应塔，7b-第二反应塔，71-碱性季胺基树脂固定床；8-氯硅烷冷却器。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和优选实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
参见图1，本实用新型提供了一种二氯二氢硅反歧化反应生成三氯氢硅的系统，它包括进料罐3、进料泵4、吸附塔、预热器6、反应塔和氯硅烷冷却器8，所述吸附塔包括第一吸附塔5a和第二吸附塔5b，吸附塔内设置螯合树脂固定床51，所述反应塔包括第一反应塔7a和第二反应塔7b，反应塔内设置碱性季胺基树脂固定床71，吸附塔入口连接四氯化硅输入管道1和二氯二氢硅输入管道2，吸附塔出口通过管道与预热器6连接，预热器6出口与反应塔入口连接，反应塔出口连接氯硅烷冷却器8。进料罐3出口连接进料泵4，进料罐3和进料泵4组成的线路与四氯化硅输入管道1和二氯二氢硅输入管道2并联。第一吸附塔5a的出口通过管道连接第二吸附塔5b的入口，加强了四氯化硅中金属离子的去除。第一反应塔7a的出口通过管道连接第二反应塔7b的入口，可加强反应，提高转化效率。
本实用新型的工作流程为：从前续工序得到的四氯化硅和二氯二氢硅经四氯化硅输入管道1和二氯二氢硅输入管道2进入到第一吸附塔5a和第二吸附塔5b中，或进入到进料罐3中，经进料泵4的作用再进入到第一吸附塔5a和第二吸附塔5b中，经第一吸附塔5a和第二吸附塔5b去除金属离子后，经预热器6加热到反歧化反应温度后，进入到第一反应塔7a和第二反应塔7b中在催化剂的作用下发生反歧化反应得到三氯氢硅，气态反应产物从反应塔的出口出来经氯硅烷冷却器8冷凝成液态后再进入后续工序处理。
本实用新型提供的反歧化系统，通过增设吸附塔，利用螯合树脂吸附金属离子的特性，将四氯化硅中的重金属杂质去除后，再进入反应塔进行反歧化反应，避免了上述碱性季胺基树脂受金属杂质影响，催化性降低的情况。经本申请人实践实验，采用本实用新型提供的反歧化系统，碱性季胺基树脂在使用3年半后仍未出现转化率下降的情况，大大提高反歧化催化剂的使用寿命，减少了催化剂返厂处理的时间。
应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本实用新型的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (6)
1.一种二氯二氢硅反歧化反应生成三氯氢硅的系统，其特征在于：包括吸附塔、预热器、反应塔和氯硅烷冷却器，吸附塔内设置螯合树脂固定床，反应塔内设置碱性季胺基树脂固定床，吸附塔入口连接四氯化硅输入管道和二氯二氢硅输入管道，吸附塔出口通过管道与预热器连接，预热器出口与反应塔入口连接，反应塔出口连接氯硅烷冷却器。
2.根据权利要求1所述的一种二氯二氢硅反歧化反应生成三氯氢硅的系统，其特征在于：还包括进料罐和进料泵，进料罐出口连接进料泵，进料罐和进料泵组成的线路与四氯化硅输入管道和二氯二氢硅输入管道并联。
3.根据权利要求1所述的一种二氯二氢硅反歧化反应生成三氯氢硅的系统，其特征在于：所述吸附塔的数量为两个以上，吸附塔之间为并联关系。
4.根据权利要求3所述的一种二氯二氢硅反歧化反应生成三氯氢硅的系统，其特征在于：相邻吸附塔之间，前一吸附塔的出口通过管道连接后一吸附塔的入口。
5.根据权利要求1所述的一种二氯二氢硅反歧化反应生成三氯氢硅的系统，其特征在于：所述反应塔的数量为两个以上，反应塔之间为并联关系。
6.根据权利要求5所述的一种二氯二氢硅反歧化反应生成三氯氢硅的系统，其特征在于：相邻反应塔之间，前一反应塔的出口通过管道连接后一反应塔的入口。
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| CN201821430524.4U CN208747643U (zh) | 2018-08-31 | 2018-08-31 | 一种二氯二氢硅反歧化反应生成三氯氢硅的系统 |
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| CN (1) | CN208747643U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116282042A (zh) * | 2023-04-21 | 2023-06-23 | 新疆大全新能源股份有限公司 | 一种用于制备三氯氢硅的反歧化反应系统 |
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2018
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Assignee: Sichuan Yongxiang Energy Technology Co.,Ltd. Assignor: SICHUAN YONGXIANG NEW ENERGY Co.,Ltd. Contract record no.: X2023510000014 Denomination of utility model: A system for the production of trichlorosilane through the disproportionation reaction of dichlorosilane Granted publication date: 20190416 License type: Common License Record date: 20230816 |