[发明专利]一种生产三氯甲硅烷的方法及装置

摘要

本发明公开了一种将四氯化硅连续反应生成三氯甲硅烷的方法及装置，其方法包括将四氯化硅、金属硅粉以及催化剂经混合进料器混合后通入喷动床反应器，并使四氯化硅与金属硅粉形成床层，氢气经由喷动床反应器底部的气体分布盘通入，形成喷动床进行反应，生成三氯甲硅烷与氢气不断排出反应器。其装置系统包括喷动床反应器和混合进料器，同时配有金属硅粉烘干器、硅粉进料器、四氯化硅加热器、过滤器、氢气罐、氢气进料器、精馏系统以及渣浆回收器等。本发明方法反应温度较低，转化速率较高，系统内无固体颗粒，能够显著降低多晶硅的生产成本及设备维护成本。

主权项

一种用于将液态四氯化硅与氢气和硅粉连续反应生产三氯甲硅烷的装置，包括金属硅粉烘干器(1)、硅粉进料器(2)、混合进料器(3)、四氯化硅加热器(4)、喷动床反应器(5)、过滤器(6)、氢气罐(7)、氢气进料器(8)、精馏系统(9)以及渣浆回收器(10)；其中，金属硅粉装载入金属硅粉烘干器(1)进行烘干，送入硅粉进料器(2)，并定量向混合进料器(3)中进料，液态四氯化硅在四氯化硅加热器(4)中进行加热，并定量向混合进料器(3)中进料，与金属硅粉在混合进料器(3)中充分混合，并向喷动床反应器(5)中进料，在喷动床反应器(5)中形成液固相混合床层，氢气由氢气罐(7)向氢气进料器(8)内进料，并在氢气进料器(8)内加压和加热，定量向喷动床反应器(5)底部进料，氢气在喷动床反应器(5)内穿过液固相床层并进行反应，通过控制适当的温度及压力使四氯化硅在喷动床反应器(5)内维持为液态，而产品三氯甲硅烷则为气态与反应后的氢气及副产物氯化氢同时由喷动床反应器(5)顶部排出，进入精馏系统(9)，通过精馏后得到产品三氯甲硅烷(11)，喷动床反应器(5)内由床层落下的液态四氯化硅与金属硅粉通过渣浆回收器(10)回收后返回混合进料器(3)重复利用，混合进料器(3)与过滤器(6)连接，用于排出金属硅粉进料时同时进入的气体，过滤后尾气(12)由过滤器(6)排出；其中，所述喷动床反应器的主要结构包括外壳(501)、氢气分布盘(502)、填料层(503)、加热层(504)、氢气进口管(505)、氢气管(506)、混合进料管(507)、出料管(508)、渣浆储罐(509)、吹扫管(510)以及渣浆输送管(511)；氢气管(506)与氢气进口管(505)连接，位于氢气分布盘(502)下方通入氢气，加热层(504)位于氢气分布盘(502)上方，混合进料管(507)设置于加热层(504)上方通入液态四氯化硅、催化剂和硅粉的混合原料，出料管(508)设置于外壳顶部。