[发明专利]四氯化硅冷氢化生产三氯氢硅的系统及方法

权利要求书

1.一种四氯化硅冷氢化生产三氯氢硅的系统，包括氢化反应装置，用于使得包括四氯化硅、氢气和硅粉的原料进行冷氢化反应，以生成所需的三氯氢硅；其特征在于，所述氢化反应装置包括串联的多级氢化反应器，在工作时，所述四氯化硅顺序经过每一级氢化反应器，并在其中分别进行冷氢化反应。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括设置在所述氢化反应装置之后的第一硅粉过滤器，用于从所述氢化反应装置排出的总反应生成气中过滤掉残余硅粉。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述氢化反应装置还包括设置在所述多级氢化反应器中每相邻两级氢化反应器之间的第二硅粉过滤器，用于在所述相邻两级氢化反应器中的前级氢化反应器排出的级间反应生成气进入后级氢化反应器之前从其中过滤掉残余硅粉。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的系统，其特征在于，所述多级氢化反应器中的每一级氢化反应器设置成分别接收所述原料中的硅粉。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的系统，其特征在于，还包括：

四氯化硅汽化器，用于接收所述原料中的四氯化硅和氢气，并在其中将液态的四氯化硅汽化成气态的四氯化硅，并排出四氯化硅和氢气按一定配比混合的汽化处理后气体；

进出气换热器，用于接收来自所述氢化反应装置的所述总反应生成气以及来自所述四氯化硅汽化器的汽化处理后气体，并使得所述总反应生成气与所述汽化处理后气体在其中进行第一换热，以加热所述汽化处理后气体；以及

电加热器，用于接收所述加热的所述汽化处理后气体并将其加热到进行所述冷氢化反应所需的温度后送入所述氢化反应装置。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，还包括：

四氯化硅预热器，用于接收所述原料中的四氯化硅以及来自所述进出气换热器的进行换热后的总反应生成气，使得所述原料中的液态的四氯化硅与所述总反应生成气在其中进行第二换热，以预加热所述四氯化硅，并将预加热后的四氯化硅送入所述四氯化硅汽化器。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，还包括：

冷凝单元，用于接收来自所述四氯化硅预热器的进行第二换热后的总反应生成气，并对其进行冷凝，以分离出氢气和氯硅烷；和

分离单元，用于接收来自所述冷凝单元的所述氯硅烷，并将所述氯硅烷分离为三氯氢硅和四氯化硅。

8.一种四氯化硅冷氢化生产三氯氢硅的方法，包括冷氢化反应步骤，用于使得四氯化硅、氢气和硅粉在氢化反应装置进行氢化反应，以生成所需的三氯氢硅，其特征在于，所述氢化反应装置包括串联的多级氢化反应器；并且，在所述冷氢化步骤中，将气态的四氯化硅和氢气顺序经过每一级氢化反应器，并在每一级氢化反应器中分别加入所述硅粉，以在不使用催化剂的情况下使得所述四氯化硅、所述氢气和所述硅粉在各级氢化反应器中进行冷氢化反应，并实现预定的氢化率。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：

四氯化硅汽化步骤，用于将液态的四氯化硅汽化成所述气态的四氯化硅；

第一换热步骤，用于将所述气态的四氯化硅和/或所述氢气与从所述氢化反应装置排出的总反应生成气进行换热，以便加热所述气态的四氯化硅和/或所述氢气；以及

加热步骤，用于将与从所述氢化反应装置排出的总反应生成气进行换热的所述气态的四氯化硅和/或所述氢气加热至预定温度。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括第二换热步骤，用于将经过所述第一换热步骤的所述总反应生成气与所述液态的四氯化硅进行换热，以预热所述液态的四氯化硅；

其中，对预热后的所述液态的四氯化硅进行所述四氯化硅汽化步骤。