[发明专利]乙烯与硅烷反应的SiC-CVD无氯外延制程尾气FTrPSA回收与循环再利用方法

权利要求书

1.乙烯与硅烷反应的SiC-CVD无氯外延制程尾气FTrPSA回收与循环再利用方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1、原料气预处理，先后脱除尘埃、颗粒、油雾及部分高烃杂质；

步骤2、中温变压吸附浓缩，将来自预处理工序的原料气，直接或加压至小于1.0MPa，并经冷热交换后，进入至少由4塔组成的多塔变压吸附浓缩工序，至少一个吸附塔处于吸附步骤，其余吸附塔处于解吸再生步骤，所形成的非吸附相气体为中间混合气体；

步骤3、浅冷变压吸附浓缩，来自中温变压吸附浓缩工序的中间混合气体，经过精密过滤、压缩且冷热交换后进入由4个及以上的吸附塔组成的浅冷变压吸附浓缩工序，进行吸附浓缩，吸附塔顶流出富氢的甲烷氢气体，进入下一个工序——吸附净化，吸附塔底部流出的富硅烷解吸气，经冷热交换及增压后返回至后续工序——浅冷油吸收；

步骤4、吸附净化，甲烷氢气体进入由2个或3个吸附塔组成的吸附净化工序，形成净化甲烷氢气体，进入下一工序，即变压吸附提氢工序；

步骤5、变压吸附提氢，净化甲烷氢，直接或经冷热交换至常温后，进入至少由4塔组成的多塔变压吸附提纯氢气工序，所形成的非吸附相气体为超高纯氢气，其纯度为大于等于99.999～99.9999％，其中，CO与CO₂含量小于0.1～1.0ppm、碳氢化合物，以甲烷计，含量小于10ppm、硅烷小于0.1～1.0ppm，进入下一工序——氢气纯化；

步骤6、氢气纯化，超高纯氢气，在操作温度为50～500℃、操作压力为常压或SiC-CVD制程中使用氢气所需的压力条件下进行纯化，脱除痕量杂质，得到最终的电子级氢气产品，经过热交换降温或降压，或送入电子级氢气产品罐储存，或经过氢气产品缓冲罐，直接返回到SiC-CVD外延制程需要氢气的工段中；

步骤7、浅冷油吸收，来自中温变压吸附浓缩工序的富硅烷解吸气，经冷热交换，压缩后从吸收塔底进入浅冷油吸收工序，采用5～15℃、2.5～3.5MPa的C4液体溶剂为吸收剂，至上而下喷淋吸收，从吸收塔顶流出含有SiH₄及甲烷氢的不凝气体1，进入下一工序——中浅冷精馏，吸收塔底流出富乙烯液，进入解吸塔，从塔顶流出粗乙烯气，进入后续工序——乙烯精制，从解吸塔底流出C4吸收剂，返回至吸收塔循环使用；

步骤8、中浅冷精馏，来自浅冷油吸收工序的不凝气体1，经过冷凝产生的被冷凝流体，进入中浅冷精馏塔，从精馏塔顶流出的富硅烷气，进入下一个工序——硅烷提纯，从精馏塔底流出的富乙烯与来自浅冷油吸收工序的粗乙烯气混合进入后续的乙烯精制工序，从经冷凝产生的不凝气体2，返回至浅冷变压吸附浓缩工序，或经冷热交换后返回至中温变压吸附浓缩工序，进一步回收有效组分；

步骤9、硅烷提纯，来自中浅冷精馏塔的富硅烷塔顶气，进入由至少2个及以上的吸附塔组成的变压吸附提纯硅烷系统，从吸附塔顶流出纯度大于等于99.99％硅烷产品气，直接或经过SiH₄金属吸气剂纯化器进一步纯化后作为SiC-CVD外延制程所需的原料气循环使用，而吸附塔经过抽真空解吸并从吸附塔底流出的解吸气，或直接作为燃料气，或经加压与冷热交换后返回至中浅冷精馏工序中的精馏塔进一步回收C₂H₄与SiH₄；

步骤10、乙烯精制，来自浅冷油吸收工序的粗乙烯气，经过脱碳处理后冷凝，与来自中浅冷精馏工序的富乙烯混合，进入乙烯精馏塔进行精制，从塔顶流出乙烯产品气，从塔底流出的包括乙烷在内的C²⁺组分，作为燃料气使用，或外输。

2.根据权利要求1所述的乙烯与硅烷反应的SiC-CVD无氯外延制程尾气FTrPSA回收与循环再利用方法，其特征在于：所述的预处理，在原料气为含有较高浓度的包括酸性及挥发性有机物在内的杂质的废气或尾气工况，除了除尘器、除颗粒过滤器、除油雾捕集器外，增置碱洗、中和塔或干燥器，脱除对变压吸附浓缩工序操作有较大影响的酸性、挥发性有机物杂质组分。