[发明专利]一种用于生产硅烷的隔壁塔

说明书

本发明公开了一种用于生产硅烷的隔壁塔，塔身自上而下依次为上塔区1、中塔区2和下塔区3，塔身一侧为进料侧，塔身另一侧为出料侧；所述中塔区包含靠近进料侧的中塔板区和靠近侧线出料侧的中填料区，所述以中塔板区和中填料区以隔壁进行分隔。使用本发明隔壁塔能够减少设备投资，减小占地面积，运行过程中也较为节能，提高了反应转化率，对于硅烷成本降低有较大优势。

技术领域

本发明涉及多晶硅生产中的设备，具体涉及一种用于生产硅烷的隔壁塔。

背景技术

现有硅烷的制造方法主要有改良西门子法、日本小松电子法(硅化镁法)、氢化锂还原三氯氢硅法、美国MEMC公司专有的氢化铝钠还原四氟化硅法和氯硅烷经氢化和二次歧化反应法(UCC法)，这些工艺路线都存在自身的缺陷，例如原料的限制、生产成本高昂、反应转化率低等。这些因素使得硅烷的生产技术门槛较高，集中于有限的几家生产企业，也造成了作为原料的硅烷在多晶硅制造领域应用不是很广泛，仅在流化床法颗粒硅生产领域得到了普遍应用。

相比于现有改良西门子法的原料三氯氢硅而言，硅烷的提纯难度较低，沉积温度也低，在生产电子级多晶硅时有较大优势，但是限于种种原因，硅烷并没有成为多晶硅生产的第一原料选择，硅烷为原料的技术路线还有很多难点需要得到突破。

在目前较为主流的歧化法中，多采用固体催化剂在反应器中进行歧化，单次产率低，造成运行能耗的设备投资较高，已有专利提出液体催化剂也可用于此歧化反应，因此有必要提供一种专用的反应设备用于生产，从而获得低成本硅烷来制造电子级多晶硅。

现有技术中，使用单塔反应精馏时，在分离段催化剂依旧作用，常常导致发生逆反应，降低了反应转化率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：利用一种用于生产硅烷的隔壁塔进行反应精馏制取高纯硅烷，以降低硅烷生产成本。

为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案是：

一种用于生产硅烷的隔壁塔，塔身自上而下依次为上塔区1、中塔区2和下塔区3，塔身一侧为进料侧，塔身另一侧为出料侧；所述中塔区包含靠近进料侧的中塔板区201和靠近侧线出料侧的中填料区202，所述中塔板区和填料区以隔壁203进行分隔。

所述上塔区、中塔区和下塔区的长度比例为1：5～20：1～2。

所述中塔板区的总塔板数为50～80，所述中填料区202采用规整填料，填料的高度和中塔板区201相同。

所述上塔区1和下塔区3可为空塔或加装1～15块塔板。

所述中塔板区203的横截面积为所述隔壁塔的截面55～70％；

所述进料侧在所述中塔板区上部设有第一进料口4，在所述中塔板区201的45～70％高处设有第二进料口5、所述下塔区中部设有第三进料口6、所述下塔区底部设有第四出料口11。

所述出料侧在所述隔壁塔的上塔区顶部设有第一出料口7，所述上塔区上部设有第四进料口10，在所述中填料区的20～35％高处设有第二出料口8，在所述隔壁塔的下塔区设有第三出料口9。

使用本发明的隔壁塔时，通过管道顺序连接第一出料口7、第一冷凝器12和第四进料口10以进行上塔区的回流，第一冷凝器12和第四进料口10之间的管道设有硅烷出料口14，以采出硅烷；通过管道顺序连接第四出料口11、第一再沸器13和第四进料口6以进行下塔区3的塔底循环。

一种使用隔壁塔生产硅烷的方法，包括以下步骤：

(1)将液体催化剂通过第一进料口4引入所述隔壁塔中，将三氯氢硅通过的第二进料5引入所述隔壁塔中；

(2)上塔区的回流分别进入所述中塔板区201和中填料区202；