[实用新型]多组分产品精馏分离装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及多晶硅材料制备技术领域，具体涉及一种多组分产品精馏分离的装置。

背景技术

世界上80％的多晶硅材料都是由改良西门子法所制造，该工艺以高纯三氯氢硅为原料，在1100℃左右的高纯硅芯上利用高纯氢气将其还原，硅芯逐渐长粗，收获多晶硅棒产品，然而其生产过程也会产生大量的氢气、氯化氢和四氯化硅等副产物。氯氢化是多晶硅生产的重要工序，它是将多晶硅生产过程中副产的四氯化硅、氯化氢、二氯硅烷在500℃温度下，通过反应再转化为三氯氢硅原料，进而实现生产的闭路循环。

通常，氯氢化装置的氯硅烷产品中含有25％左右的三氯氢硅、72％左右的四氯化硅、2％左右的二氯二氢硅和1％左右的重组物(高沸物、硅粉等)。一般的分离处理方法是，将氯硅烷产品通过粗分塔，塔顶采出三氯氢硅和二氯二氢硅送精馏装置进一步提纯，塔釜采出四氯化硅和重组物，作为氯氢化装置的原料继续参与反应。实际生产过程中，由于此部分塔釜采出的四氯化硅混合物料中含有高沸物、硅粉等，容易导致下一工序的四氯化硅汽化塔、再沸器发生堵塞，不利于装置的长周期稳定运行。

现有技术中已有相应的一些报道，例如公开号为CN102030335A的中国专利，公开了一种涉及双塔热耦反应精馏除去氯硅烷体系中硼杂质的方法和装置。是在精馏塔T1塔底设置循环泵，将含有未反应的反应剂的物料部分泵循回精馏塔T1，循环量为进料量的6％～7％。精馏塔T1为板式塔，精馏塔T2塔为填料塔或是板式塔。将含有硼杂质的三氯氢硅原料(1)由精馏塔T1塔中部进料，反应剂(2)由精馏塔T1塔顶进入，目的是延长接触时间，让含硼化合物能与反应剂反应得更完全。精馏塔T1塔顶蒸汽(3)进入精馏塔T2塔中部，并且在此处采出部分液体(4)作为精馏塔T1塔塔顶的回流。例如公开号为CN101920964B的中国专利公开了一种双效精馏提纯四氯化硅方法，它包括以下步骤：(1)前段工艺得到的粗四氯化硅先进入喷淋塔，喷淋塔塔顶冷的分凝器采出的气相为不凝气并且经分凝器冷凝得到的液相粗四氯化硅部分回流，部分作为出料进入脱轻塔；喷淋塔塔釜出料部分进入喷淋塔塔釜再沸器，部分采出；(2)脱轻塔顶气相采出作为热源进入脱重塔塔釜冷凝再沸器，换热后成为液相的热源部分作为脱轻塔塔顶回流液回流，部分采出；脱轻塔塔釜中的粗四氯化硅部分进入脱轻塔塔釜再沸器并且部分作为出料进入脱重塔；(3)脱重塔塔顶采出气相进入脱重塔塔顶全凝器，经全凝器冷凝得到的液相部分回流，部分以产品四氯化硅出料。

上述的现有技术中采用了双塔精馏，甚至多塔联合操作的技术方案，然而这样的技术方案由于设备数量较多，占地面积较大，固定资产投入较多。而且由于设备数量多，操作过程中的能耗也较大。因此，在保证多组分产品顺利分离的前提下，减少设备投资，减少能耗，是多晶硅企业值得研究的课题。

实用新型内容

针对多晶硅行业现有氯硅烷分离装置的不足之处，为实现多组分产品的完全分离，同时为节省多组分产品的分离费用，保证四氯化硅原料的“洁净度”，本实用新型提供了一种多组分产品精馏分离装置。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种多组分产品精馏分离装置，包括塔体1、位于塔体顶部的冷凝器2、回流罐3和位于塔体底部的再沸器5，其特征在于所述塔体1为精馏塔，塔内直立的设有一个隔板4，所述隔板4设置在塔体1的中部；所述塔体1的塔顶出口通过管道连接冷凝器2的入口，冷凝器2的出口通过管道连接回流罐3的入口，回流罐3的出口包含两路，一路与塔体1上部的回流入口相连接，另一路为轻组分出口。

其中，所述再沸器5数量为两个。进一步优选的，所述再沸器5为热集成再沸器或蒸汽再沸器。两个再沸器可以相同也可以不相同，即更进一步优选的，所述两个再沸器不相同，分别为热集成再沸器和蒸汽再沸器。

其中，所述回流罐3与塔体1上部回流入口连接的管道包含两路，按照塔体纵轴对称的位置，其管道分别与塔体1的两侧回流入口相连接。

进一步优选的，所述回流罐3与塔体1连接的管道设有自动控制阀门，通过阀门控制回流物料进入塔体的进料量。

其中，所述塔体1上部和隔板4两侧设置有传质原件，塔体1上部设置有填料，所述填料设置在隔板4上方。

进一步优选的，所述传质原件选自浮阀塔盘、泡罩塔盘或筛板塔盘，所述填料选自规整填料或散堆填料。

更进一步优选的，所述传质原件选自浮阀塔盘，所述填料选自规整填料。

其中，所述塔体1底部还连接塔釜冷却器6，塔釜冷却器6的出口为渣浆外送出口。