[发明专利]一种去除含碳杂质的方法和装置、以及多晶硅生产系统

说明书

本发明公开一种去除含碳杂质的方法，包括：对含有三氯氢硅、甲基氯硅烷的物料进行物理吸附处理，吸附分离出含碳杂质甲基氯硅烷，得到三氯氢硅和含有碳杂质甲基氯硅烷、三氯氢硅的吸附物；对所述吸附物进行脱附处理，得到再生料；将所述再生料中的碳杂质甲基氯硅烷中的甲基二氯硅烷转化为甲基三氯硅烷，得到混合料；对混合料进行精馏分离，分离出混合料中的碳杂质甲基氯硅烷，得到三氯氢硅。本发明还公开一种去除含碳杂质的装置、以及多晶硅生产系统。本发明能够深度分离三氯氢硅与甲基氯硅烷，去除含碳杂质，可用于处理多晶硅生产中的精馏排残物料，对精馏排残物料回收再利用，降低硅耗率，避免碳杂质在多晶硅生产系统中富集，确保多晶硅品质。

技术领域

本发明属于多晶硅生产技术领域，具体涉及一种去除含碳杂质的方法及装置、以及包括该装置的多晶硅生产系统。

背景技术

在改良西门子法生产多晶硅工艺中，原料三氯氢硅中甲基氯硅烷在还原炉内的分解是多晶硅生产工艺中碳杂质的重要来源之一。原料三氯氢硅中甲基氯硅烷的主要存在形式有甲基二氯硅烷、甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、以及三甲基氯硅烷等。

目前，用于降低原料三氯氢硅中含碳杂质(即甲基氯硅烷)含量的方法主要有常规精馏法、吸附法、反应精馏法等等，其中：其中：常规精馏法只能尽可能降低三氯氢硅中的含碳杂质的量，且效率低；吸附法与常规精馏法相比，具有效率高、工作负荷低等优点，但是不适合大规模工业应用；反应精馏法是将反应和分离在一个提纯塔中进行，通过精馏采出将反应物和产物分离开，使反应继续向生成产物的方向持续进行，能减少投资并显著降低运行能耗，但是反应过程要加入氯供体，具有较大安全隐患。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术存在的以上不足，提供一种去除含碳杂质的方法和装置、以及包括该装置的多晶硅生产系统，该方法和装置能够去除三氯氢硅中的含碳杂质，可用于处理多晶硅生产工艺中精馏排残物料，避免碳杂质在多晶硅生产系统中富集，确保多晶硅产品品质，同时实现对精馏排残物料的回收再利用，降低硅耗率。

本发明解决上述技术问题的技术方案是：

根据本发明的第一个方面，提供一种去除含碳杂质的方法，包括：

对含有三氯氢硅、甲基氯硅烷的物料进行物理吸附处理，吸附分离出含碳杂质甲基氯硅烷，得到三氯氢硅和含有碳杂质甲基氯硅烷、三氯氢硅的吸附物；

对所述吸附物进行脱附处理，得到再生料；

将所述再生料中的碳杂质甲基氯硅烷中的甲基二氯硅烷转化为甲基三氯硅烷，得到混合料；

对混合料进行精馏分离，分离出混合料中的碳杂质甲基氯硅烷，得到三氯氢硅。

优选的是，所述物理吸附处理采用大孔氨基吸附树脂作为吸附剂，所述物理吸附处理的温度为45-55℃，所述物理吸附处理的压力为0.5-0.8MPa。

优选的是，对所述吸附物进行脱附处理，具体包括：将吸附物加热至85-110℃，使吸附物升温脱附。

优选的是，所述将再生料中的含碳杂质甲基氯硅烷中的甲基二氯硅烷转化为甲基三氯硅烷，具体包括：

将再生料置于50-60℃、0.3-0.6MPa环境中，并加入大孔径碱性吸附剂作为催化剂，使再生料中的甲基二氯硅烷与四氯化硅反应生成甲基三氯硅烷。

根据本发明的第二个方面，提供一种去除含碳杂质的装置，包括物理吸附设备、化学反应设备、以及精馏设备，其中：

所述物理吸附设备，用于通入含有三氯氢硅、甲基氯硅烷的物料并对其进行物理吸附处理，得到三氯氢硅和含有碳杂质甲基氯硅烷、三氯氢硅的吸附物，以及，对所述吸附物进行脱附处理，得到再生料；