RU2214363C1 - Способ получения хлорсиланов - Google Patents
Способ получения хлорсиланов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2214363C1 RU2214363C1 RU2002110939A RU2002110939A RU2214363C1 RU 2214363 C1 RU2214363 C1 RU 2214363C1 RU 2002110939 A RU2002110939 A RU 2002110939A RU 2002110939 A RU2002110939 A RU 2002110939A RU 2214363 C1 RU2214363 C1 RU 2214363C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heavy fractions
- stages
- silicon
- production
- trichlorosilane
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Silicon Compounds (AREA)
Abstract
Изобретение относится к химии кремнийорганических соединений, а именно к способам получения высокочистого трихлорсилана, и может быть использовано в производстве полупроводникового кремния. Хлорсиланы получают гидрохлорированием кремнийсодержащего сырья - синтетическим хлористым водородом с содержанием водорода 1-8%. Продукт реакции конденсируют и очищают трехстадийной ректификацией с отбором тяжелых фракций в две стадии. Массовое соотношение отбираемых тяжелых фракций первой и второй стадий составляет 1:0,12-0,8. Ректификацию ведут при давлении низа колонн 1,8-3,0 кгс/см2. Технический результат: сохраняется качество по основным примесям и снижается содержание углеродсодержащих примесей и удельные энергозатраты на очистку. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.
Description
Изобретение относится к химии кремнийорганических соединений, а именно к способам получения высокочистого трихлорсилана, и может быть использовано в производстве полупроводникового кремния.
Известен способ получения трихлорсилана и тетрахлорида кремния взаимодействием элементарного кремния с хлористым водородом при 260-400oС в псевдоожиженном слое в присутствии 10-43 вес.% соединений железа с последующей перегонкой продукта в колонне (заявка ФРГ 2365273, кл. С 01 В 33/08, опубл. 1980 г). Указанный способ позволяет повысить выход трихлорсилана, однако, полученный продукт содержит примеси железа и требует дополнительной очистки.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ получения трихлорсилана, включающий взаимодействие водорода и хлора, гидрохлорирование кремнийсодержащего сырья полученным хлористым водородом, конденсацию полученного продукта до остаточного содержания трихлорсилана в парогазовой смеси 0,1-7 мас.% и его очистку ректификацией с отводом тяжелых фракций (а.с. СССР 1432951, кл. С 01 В 33/107, опубл. 1999 г).
К недостаткам указанного способа можно отнести низкую эффективность очистки трихлорсилана, в частности, от углеродсодержащих примесей и высокую энергоемкость процесса очистки.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является снижение в целевом продукте примесей углерода и бора при одновременном снижении энергозатрат на очистку и сохранении уровня качества по остальным регламентируемым примесям.
Указанная задача решается тем, что при получении трихлорсилана путем гидрохлорирования кремнийсодержащего сырья синтетическим хлористым водородом с последующей конденсацией полученного продукта и очисткой его от примесей ректификацией с отводом тяжелых фракций для гидрохлорирования используют хлористый водород, содержащий 1-8 мас.%, водорода, а отвод тяжелых фракций при ректификации осуществляют в две стадии. Причем массовое соотношение отводимых тяжелых фракций на первой и второй стадии составляет 1:0,12-0,83. Кроме того, ректификацию осуществляют при избыточном давлении в дистиллиционном кубе колонны 1,8-3,0 кгс/см2.
Использование синтетического хлористого водорода с содержанием водорода 1-8% позволяет на стадии получения трихлорсилана методом гидрохлорирования обеспечить перевод примесей бора в стабильные формы, легко отделяемые ректификацией, и создать условия для преимущественного образования при гидрохлорировании кремния низкокипящих соединений углерода. При содержании водорода менее 1% в хлористом водороде присутствуют следы хлора, являющегося окислителем, что повышает опасность "хлопков" и взрывов в системе. При повышении содержания водорода более 8% увеличиваются энергозатраты без значительного улучшения качества целевого продукта.
При выведении тяжелых фракций за одну стадию увеличивается вероятность проскока тяжелых углеродсодержащий примесей в целевой продукт. А для получения из отобранной тяжелой фракции кондиционных продуктов для последующего использования требуется, как минимум, еще одна колонна. Отвод тяжелых фракций, организованный в две стадии, позволяет дополнительно снизить энергозатраты за счет того, что выводимые тяжелые фракции одновременно являются кондиционными сырьевыми продуктами для кремнийорганического производства. Заданное соотношение 1:0,12-0,83 отбираемых количеств тяжелых фракций на первой и на второй стадии позволяет поддерживать необходимый уровень качества трихлорсилана по микропримесям и углероду, а также обеспечить минимальные энергозатраты на очистку. Если соотношение отбираемых продуктов меньше 0,12, то произойдет проскок примесей в целевой продукт, при соотношении больше 0,83 увеличиваются энергозатраты.
Ректификация при избыточном давлении в кубе 1,8-3,0 кгс/см2 дает возможность использовать дешевые хладагенты, а также создать условия для эффективного отделения примесей бора. Однако при давлении выше 3,0 кгс/см2 повышается содержание углеродсодержащих примесей в трихлорсилане, а при давлении ниже 1,8 кгс/см2 увеличиваются энергозатраты.
Примеры осуществления способа
Пример 1. Исходный технический кремний марки Кр-0 гидрохлорировали в реакторе "кипящего" слоя при 300-320oС синтетическим хлористым водородом с содержанием водорода 5%, парогазовую смесь конденсировали, полученный конденсат, содержащий 85% трихлорсилана, 14,8% четыреххлористого кремния, 0,1% дихлорсилана, 0,1% полисиланхлоридов, 1•10-2% примесей углерода, 5•10-4% примесей бора и фосфора, после выдержки подают на трехстадийную ректификационную очистку.
Пример 1. Исходный технический кремний марки Кр-0 гидрохлорировали в реакторе "кипящего" слоя при 300-320oС синтетическим хлористым водородом с содержанием водорода 5%, парогазовую смесь конденсировали, полученный конденсат, содержащий 85% трихлорсилана, 14,8% четыреххлористого кремния, 0,1% дихлорсилана, 0,1% полисиланхлоридов, 1•10-2% примесей углерода, 5•10-4% примесей бора и фосфора, после выдержки подают на трехстадийную ректификационную очистку.
Ректификацию проводят в трех последовательно установленных колоннах диаметром 1200 мм с 68-ю струйно-направленными тарелками при давлении в кубе 2,2 кгс/см2. В первой колонне отгоняют легкую фракцию, обогащенную бором, углеводородами, дихлорсиланом. Из дистилляционного куба первой колонны отбирают продукт на дальнейшую очистку и подают на 24 тарелку второй колонны. Из куба второй колонны отбирают тяжелую фракцию в количестве 320 кг/ч, а из верха колонны отбирают продукт и подают на 9-ю тарелку третьей колонны, где из куба отводят тяжелую фракцию в количестве 130 кг/ч, а из верхней части колонны - целевой продукт - высокочистый трихлорсилан. Первая часть тяжелой фракции представляет собой четыреххлористый кремний, содержащий 0,2% трихлорсилана и 1•10-2 метилдихлорсилана, который без дополнительной очистки может использоваться в кремнийорганическом производстве. Вторая часть тяжелой фракции представляет собой трихлорсилан, содержащий не более 1•10-7% бора и примеси метилхлорсиланов, пригодный для получения низкосортного поликристаллического кремния и применения в кремнийорганическом производстве.
Качество полученного целевого продукта - трихлорсилана оценивалось по параметрам выращенного из него поликристаллического кремния, который имел удельное электрическое сопротивление по акцепторам более 5000 Ом см, по донорам более 500 Ом• см, а содержание углерода составило менее 1•1016 ат/см3.
Примеры 2-14. Процесс вели аналогично примеру 1 с изменением содержания водорода в хлористом водороде при гидрохлорировании и параметров режима ректификации.
Результаты опытов в сравнении с известным приведены в таблице.
Claims (3)
1. Способ получения хлорсиланов, включающий гидрохлорирование кремнийсодержащего сырья синтетическим хлористым водородом, конденсацию продукта реакции и его ректификацию с отводом тяжелых фракций из куба, отличающийся тем, что для гидрохлорирования используют хлористый водород, содержащий 1-8% водорода, а отвод тяжелых фракций ведут в две стадии.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что массовое соотношение тяжелых фракций, отводимых на первой и второй стадиях, составляет 1:0,12-0,83.
3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что ректификацию ведут при давлении в дистилляционном кубе колонны 1,8-3,0 кгс/см2.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002110939A RU2214363C1 (ru) | 2002-04-24 | 2002-04-24 | Способ получения хлорсиланов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002110939A RU2214363C1 (ru) | 2002-04-24 | 2002-04-24 | Способ получения хлорсиланов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2214363C1 true RU2214363C1 (ru) | 2003-10-20 |
Family
ID=31989110
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002110939A RU2214363C1 (ru) | 2002-04-24 | 2002-04-24 | Способ получения хлорсиланов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2214363C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2446099C2 (ru) * | 2007-03-21 | 2012-03-27 | Эвоник Дегусса Гмбх | Обработка борсодержащих потоков хлорсиланов |
CN102794070A (zh) * | 2012-07-25 | 2012-11-28 | 新疆大全新能源有限公司 | 一种三氯氢硅合成气的处理方法 |
-
2002
- 2002-04-24 RU RU2002110939A patent/RU2214363C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2446099C2 (ru) * | 2007-03-21 | 2012-03-27 | Эвоник Дегусса Гмбх | Обработка борсодержащих потоков хлорсиланов |
CN102794070A (zh) * | 2012-07-25 | 2012-11-28 | 新疆大全新能源有限公司 | 一种三氯氢硅合成气的处理方法 |
CN102794070B (zh) * | 2012-07-25 | 2014-12-10 | 新疆大全新能源有限公司 | 一种三氯氢硅合成气的处理方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2036858B1 (en) | Method for purifying chlorosilanes | |
CN1193932C (zh) | 生产六氯乙硅烷的方法 | |
RU2446099C2 (ru) | Обработка борсодержащих потоков хлорсиланов | |
JP5442780B2 (ja) | クロロシランの蒸留による精製方法 | |
KR20110015527A (ko) | 순수 실리콘의 제조방법 및 제조시스템 | |
CN101065324A (zh) | 提纯三氯硅烷和四氯化硅的方法和设备 | |
JP6069167B2 (ja) | 多結晶シリコンの製造方法 | |
JP2009062212A (ja) | トリクロロシランの製造方法および多結晶シリコンの製造方法 | |
JP5879283B2 (ja) | トリクロロシランの製造方法 | |
CN109081351B (zh) | 一种冷氢化系统产生的高沸物的处理系统和方法 | |
JP2007001791A (ja) | 三塩化シランの精製方法 | |
JP2004149351A (ja) | クロロシラン及びその精製方法 | |
JP2009062209A (ja) | 多結晶シリコンの製造方法 | |
RU2214363C1 (ru) | Способ получения хлорсиланов | |
JP2570409B2 (ja) | クロロポリシランの精製方法 | |
RU2254291C1 (ru) | Способ производства трихлорсилана | |
CN102471076A (zh) | 氯硅烷类的提纯方法 | |
KR20140087005A (ko) | 3염화실란의 정제 | |
JP2006169012A (ja) | ヘキサクロロジシラン及びその製造方法 | |
WO2011024257A1 (ja) | アミン化合物によるクロロシラン類の精製 | |
CN113943319B (zh) | 用有机硅副产物制备二甲基二氯硅烷的工艺 | |
CN114956092A (zh) | 一种分离三氯氢硅中一甲基二氯硅烷杂质的方法 | |
JP2006176357A (ja) | ヘキサクロロジシランの製造方法 | |
RU2214364C1 (ru) | Способ получения трихлорсилана | |
TWI726508B (zh) | 用於降低含鹵矽烷的組合物中之硼化合物含量的方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090425 |