[发明专利]由冶金硅制备三氯硅烷的闭环方法

权利要求书

1.由四氯化硅通过用氢气加氢脱氯来制备三氯硅烷的方法，其中将至少一种含有四氯化硅的原料料流(1)和至少一种含氢的原料料流(2)导入加氢脱氯反应器(3)中，和在其中通过供入热量使原料和产物之间的热力学平衡位置向产物方向移动，并将其中含有四氯化硅、三氯硅烷、氢和HCl的产物料流(4)从加氢脱氯反应器(3)导出，其特征在于通过热交换器(5)冷却产物料流(4)，并预热被引导经过相同的热交换器(5)中的含有四氯化硅的原料料流(1)和/或含氢的原料料流(2)。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于通过产物料流(4)将含有四氯化硅的原料料流(1)和/或含氢的原料料流(2)预热到150℃到900℃，优选300℃到800℃，特别优选500℃到700℃的温度水平。

3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于使冷却的产物料流(6)离开热交换器(5)并将其导入至少一个下游的部分装置(7)中，在该部分装置中将四氯化硅和/或三氯硅烷和/或氢气和/或HCl从产物料流(6)中分离出。

4.根据权利要求3的方法，其特征在于所述至少一个部分装置(7)是多个部分装置(7a，7b，7c)的设置，在其中在每一情况下分离出产物四氯化硅、三氯硅烷、氢和HCl中的一种或多种并作为料流继续输送。

5.根据权利要求3或4的方法，其特征在于

-将四氯化硅分离出并作为料流(8)导入含有四氯化硅的原料料流(1)中，优选在热交换器(5)的上游导入；和/或

-分离出三氯硅烷并将其作为最终产物料流(9)取出；和/或

-分离出氢气并将其作为料流(10)导入含氢的原料料流(2)中，优选在热交换器(5)的上游导入；和/或

-分离出HCl并将其作为料流(11)进料至硅的氢氯化反应。

6.根据前述权利要求任一项的方法，其特征在于该方法是由冶金硅制备三氯硅烷的方法，其特征在于所述至少一种含有四氯化硅的原料料流(1)和所述至少一种含氢的原料料流(2)来自上游包括冶金硅与HCl反应的氢氯化方法(12)。

7.根据权利要求6的方法，其特征在于用于上游氢氯化方法(12)的至少一部分HCl来自于HCl料流(11)。

8.根据权利要求6或7的方法，其特征在于在氢氯化方法(12)后在冷凝器(13)中分离出至少一部分关联产物氢，并且在蒸馏装置(14)中从剩余的产物混合物中至少分离出四氯化硅和三氯硅烷。

9.根据权利要求8的方法，其特征在于将在冷凝器(13)中分离出的氢和/或在蒸馏装置(14)中分离出来的四氯化硅导入加氢脱氯反应器(3)中，其中优选经由至少一种含氢的原料料流(2)将分离出的氢气和/或经由至少一种含有四氯化硅的原料料流(1)将分离出的四氯化硅导入加氢脱氯反应器(3)中。

10.根据前述权利要求中任一项的方法，其特征在于在加氢脱氯反应器(3)中用于加氢脱氯反应的热量由加氢脱氯反应器(3)设置在其中的加热室(15)供入。

11.根据权利要求10的方法，其特征在于设置在加热室(15)中的加氢脱氯反应器(3)包含在加热室(15)中的一个或多个反应器管(3a，3b，3c)的设置，其中所述加热室优选通过电阻加热方式加热，或者所述加热室优选是用燃烧气体(18)和燃烧空气(19)操作的燃烧室(15)。

12.根据权利要求11的方法，其特征在于将从燃烧室(15)流出的烟气(20)用于下游的同流换热器(16)以预热燃烧空气(19)，并任选地将从同流换热器(16)流出的烟气(20)用于产生蒸气。

13.根据前述权利要求任一项的方法，其特征在于产物料流(4)和含有四氯化硅的原料料流(1)和/或含氢的原料料流(2)各自在压力下被引导通过热交换器(5)，且所述热交换器(5)包含由陶瓷材料制备的热交换器元件。

14.根据权利要求13的方法，其特征在于所述陶瓷材料选自Al₂O₃，AlN，Si₃N₄，SiCN或SiC，优选选自Si-渗透的SiC，等静压SiC，热等静压SiC或在不加压条件下烧结的SiC(SSiC)。