改良西门子工艺物料平衡的计算与分析
发布时间:2021-11-28 19:24
文章分析了改良西门子法制备多晶硅工艺所涉及的相关化学反应及转化率,在此基础上通过系统物料关系和物料守恒,建立了改良西门子工艺物料平衡的理论模型,重点讨论了SiHCl3还原多晶硅转化率、精馏SiHCl3和SiCl4的收率对物料平衡的影响。结果和方法可以为改良西门子法制备多晶硅工艺的设计和实际生产提供参考。
【文章来源】:化工管理. 2020,(34)
【文章页数】:3 页
【部分图文】:
改良西门子法制备多晶硅工艺流程
改良西门子法制备多晶硅,在没有元素损耗条件下的物料平衡模型即理论模型。根据上述各反应方程的转化率大小,以多晶硅目标产量10000t/a计,计算得到如图2所示的改良西门子工艺物料平衡的理论模型。从图2可见:(1)10000t/a的多晶硅,需要403274t/a Si HCl3,即还原Si HCl3多晶硅转化率为12%左右。(2)还原还生成大量的Si Cl4为181434.5t/a。不考虑Si H2Cl2反歧化消耗的部分,则冷氢化装置的规模不应低于181434.5t/a年。(3)Si HCl3合成和Si Cl4氢化分别消耗了20.2%和79.8%的原料硅。
还原Si HCl3总进料量是物料平衡计算的源点,Si HCl3总进料量由四部分组成,即来源于Si HCl3合成、Si H2Cl2反歧化、Si Cl4冷氢化和还原未参与反应被直接回收的Si HCl3。还原反应过程中,多晶硅转化率越高,Si HCl3的进料量越小,Si HCl3各来源的量也不同,如图3所示。如图3所示:(1)随着还原Si HCl3多晶硅转化率从8%提升至14%,还原Si HCl3单耗从60.49减至34.57,下降幅度达42%。(2)还原Si HCl3总进料量来源,其中还原回收Si HCl3占比较大,占51.05%~41.46%;Si HCl3合成所供最少,比例低于2.60%。同时随着还原Si HCl3多晶硅转化率提高,冷氢化供Si HCl3占比呈上升。(3)Si H2Cl2反歧化不仅提供11.46%~22.36%的Si HCl3,同时还转化部分Si Cl4,可以分担冷氢化的负荷。随着Si HCl3多晶硅转化率不同,系统产生的副产物Si Cl4总量,以及通过Si H2Cl2反歧化和Si Cl4冷氢化分别转化的比例如图4所示。
【参考文献】:
期刊论文
[1]多晶硅还原炉气相平衡计算与分析[J]. 杨楠,姜福美. 四川化工. 2017(04)
[2]反歧化反应精馏处理二氯二氢硅[J]. 黄国强,孙帅帅. 化学工程. 2014(01)
本文编号:3525006
【文章来源】:化工管理. 2020,(34)
【文章页数】:3 页
【部分图文】:
改良西门子法制备多晶硅工艺流程
改良西门子法制备多晶硅,在没有元素损耗条件下的物料平衡模型即理论模型。根据上述各反应方程的转化率大小,以多晶硅目标产量10000t/a计,计算得到如图2所示的改良西门子工艺物料平衡的理论模型。从图2可见:(1)10000t/a的多晶硅,需要403274t/a Si HCl3,即还原Si HCl3多晶硅转化率为12%左右。(2)还原还生成大量的Si Cl4为181434.5t/a。不考虑Si H2Cl2反歧化消耗的部分,则冷氢化装置的规模不应低于181434.5t/a年。(3)Si HCl3合成和Si Cl4氢化分别消耗了20.2%和79.8%的原料硅。
还原Si HCl3总进料量是物料平衡计算的源点,Si HCl3总进料量由四部分组成,即来源于Si HCl3合成、Si H2Cl2反歧化、Si Cl4冷氢化和还原未参与反应被直接回收的Si HCl3。还原反应过程中,多晶硅转化率越高,Si HCl3的进料量越小,Si HCl3各来源的量也不同,如图3所示。如图3所示:(1)随着还原Si HCl3多晶硅转化率从8%提升至14%,还原Si HCl3单耗从60.49减至34.57,下降幅度达42%。(2)还原Si HCl3总进料量来源,其中还原回收Si HCl3占比较大,占51.05%~41.46%;Si HCl3合成所供最少,比例低于2.60%。同时随着还原Si HCl3多晶硅转化率提高,冷氢化供Si HCl3占比呈上升。(3)Si H2Cl2反歧化不仅提供11.46%~22.36%的Si HCl3,同时还转化部分Si Cl4,可以分担冷氢化的负荷。随着Si HCl3多晶硅转化率不同,系统产生的副产物Si Cl4总量,以及通过Si H2Cl2反歧化和Si Cl4冷氢化分别转化的比例如图4所示。
【参考文献】:
期刊论文
[1]多晶硅还原炉气相平衡计算与分析[J]. 杨楠,姜福美. 四川化工. 2017(04)
[2]反歧化反应精馏处理二氯二氢硅[J]. 黄国强,孙帅帅. 化学工程. 2014(01)
本文编号:3525006
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxuehuagong/3525006.html