[发明专利]制备甲硅烷气体的管式反应器系统及使用其制备甲硅烷的方法

说明书

技术领域

本发明涉及制备甲硅烷气体的反应系统及使用其制备甲硅烷的方法。

背景技术

高纯度的甲硅烷作为重要的原材料，用在制备外延硅片、太阳能电池、半导体介电薄 膜、红外接收器和核辐射控制器，也用来制备高纯度多晶和单晶硅。制备甲硅烷的主要技 术有卤硅烷还原法、硅镁合金法和烷氧基硅烷法，上述制备方法存在甲硅烷产率低、环境 污染严重、高耗能、高危险等不足；而传统的硅镁合金和烷氧基硅烷法硅烷制备的釜式反 应器也存在设备繁杂、安全性能差、单釜甲硅烷气体产量低、产率低、经济效益差等问题。 为了提高工业制备甲硅烷气体的产量、产率，简化硅烷气体制备的设备安装，降低硅烷制 备设备投入成本，同时提高工业生产过程的安全性，又保证产品硅烷气体的高纯度，许多 国家，包括美国、俄罗斯、日本、德国、中国等，均投入了大量的人力物力，研发更有效 地生产高纯度甲硅烷的工艺技术及设备。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的制备甲硅烷气体的釜式反应器设备繁杂、安全性能差、 单釜甲硅烷气体产量低、产率低、经济效益差和不能实现连续化生产的问题，提出了制备 甲硅烷气体的管式反应器系统及使用其进行制备甲硅烷的方法。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：

本发明的制备甲硅烷气体的管式反应器系统，包括高位槽、容器、第一冷凝器、再沸 器、精馏塔、第二冷凝器、第三冷凝器、第一流入管、第二流入管和第三流出管，第一流 入管与高位槽连通，第二流入管与容器连通，第三流出管与第一冷凝器连通，精馏塔的底 部分别与再沸器的进口端和出口端连通，精馏塔的上部分别与第二冷凝器和第三冷凝器连 通，其中所述管式反应器系统还包括管式反应器、第一分管、第一总管、第二总管、第一 单向阀、第二分管、第三分管、第二单向阀和磁力屏蔽泵，管式反应器由第一壳体、第二 壳体、冷却水盘管、第一筛网和第二筛网构成，冷却水盘管设在第一壳体内，第一壳体设 有三个端口，分别定义为第一端口、第二端口和第三端口，第一壳体装在第二壳体内，且 二者之间设有空隙，第一端口上设有第一筛网，且二者可拆卸连接，第二端口上设有第二 筛网，且二者可拆卸连接；

高位槽1通过第一分管与第一总管连通，第一总管与第一壳体的第一端口连通，第一壳 体的第二端口与第二总管连通，第二总管通过第二分管和第三分管分别与容器和精馏塔6 连通，第二分管上设有第二单向阀，第二总管上设有取样口、磁力屏蔽泵和第一单向阀， 容器底部与第一总管连通，第一壳体的第三端口与第一冷凝器连通，第一冷凝器底部与第 一总管连通，第二冷凝器底部与第一总管连通。

本发明的制备甲硅烷气体的管式反应器中，所述冷却水盘管与第一端口相对位置处设 有冷却水出口，所述冷却水盘管与第二端口相对位置处设有冷却水进口。所述第二壳体上 分别设有导热油进口和导热油出口。