咨询热线

400-007-6266

010-86223221

三氯氢硅合成工艺分析


        三氯氢硅又称硅氯仿,分子式为SiHCl3,甲硅烷的三氯代物。为一种易流动的无色液体,密度1.34克/厘米;能溶于苯、氯仿和二硫化碳。

        用于有机硅烷和烷基、芳基以及有机官能团氯硅烷的合成,是有机硅烷偶联剂中最基本的单体,也是生产半导体硅、单晶硅的原料,随着有机硅烷偶联剂工业的发展而出现供不应求,生产量越来越大。

        三氯氢硅为一种易流动的无色液体,易挥发,易潮解,在空气中发生反应产生白烟并放出强烈的恶臭味,遇水分解,易溶于、醚、氯仿和二硫化碳等有机溶剂。熔点为-126.5℃,沸点为31.8℃,闪点为-13.9℃。属一级遇湿易燃易爆物品,自燃温度为185℃,在空气密度为1时,蒸汽相对密度为4.7,在空气中爆炸极限为1.2~90.5%(体积分数)。遇水反应产生氯化氢气体;它与氧化剂发生强烈反应,遇明火、高热时发生燃烧或爆炸。其火灾危险性属甲B类。

        参考观研天下发布《2017-2022年中国三氯氢硅市场竞争调研及十三五发展态势预测报告

        三氯氢硅生产主要有3个工序:三氯氢硅合成、三氯氢硅精馏、尾气处理。

        1、三氯氢硅合成生产工艺

        硅粉用人工加入硅粉干燥器,用蒸汽加热至一定的温度,然后利用氮气和位差压入硅粉计量罐,最后由硅粉给料机送入三氯氢硅沸腾炉,与通入的氯化氢气体在一定的温度下反应;生成的气体经重力沉降器、布袋过滤器、高沸物去除器、2级冷凝器后得到粗品三氯氢硅;粗品三氯氢硅经计量槽放入氯化料储槽。

        此工艺在实际生产过程中出现了以下7种情况:硅粉加入管道容易堵塞,经常需人工敲打,增加工人劳动强度,而且容易造成炉内压力不稳定,影响三氯氢硅合成收率;硅粉给料机密封不好,造成沸腾炉炉顶气外漏,存在极大的安全隐患;氯化氢气体含水量高,缩短设备使用寿命,检修频繁,装置达不到设计能力;经2级冷凝器冷凝下来的粗品量少,系统尾气量大,尾气吸收池内的水解物过多;冷却水量不容易控制,特别是刚开车时容易造成停炉;水冷器容易堵塞,生产装置的连续生产无保障;系统压力不稳定,导致氯化氢进炉量不稳定,容易造成停炉。

        2、三氯氢硅精馏工艺流程

        粗品储罐内的三氯氢硅用泵经转子流量计计量进入精馏塔塔釜;用蒸汽调节阀控制釜内温度;三氯氢硅气体自塔顶流出,经过塔顶冷凝器冷凝后,一部分进入产品计量槽,分析合格后进入成品贮罐,另一部分回流至塔顶;四氯化硅积存于精馏塔塔底,通过计量调节阀送入四氯化硅储槽。

技改前的三氯氢硅生产工艺流程图


      
        (1)第1级冷却器;

        (2)第2级冷却器;

        (3)氯化氢捕集器;

        (4)氯化氢缓冲罐;

        (5)硅粉干燥器;

        (6)硅粉料仓;

        (7)硅粉计量罐;

        (8)硅粉给料机;

        (9)沸腾炉;

        (10)重力沉降器;

        (11)布袋过滤器;

        (12)高沸物去除器;

        (13)水冷器;

        (14)深冷器;

        (15)氯化料计量罐;

        (16)温水冷却器;

        (17)温水储槽;

        (18)尾气吸收塔

  资料来源:公开资料整理

三氯氢硅精馏工艺流程图
 
        (1)氯化料储槽;

        (2)氯化料进料泵;

        (3)1塔再沸器;

        (4)1精馏塔;

        (5)1塔塔顶冷凝器;

        (6)1塔塔顶冷凝器缓冲罐;

        (7)低沸物计量罐;

        (8)2塔再沸器;

        (9)2精馏塔;

        (10)2塔塔顶冷凝器;

        (11)2塔塔顶冷凝器缓冲罐;

        (12)高沸物计量罐;

        (13)产品计量罐

  资料来源:公开资料整理 

        此工艺的操作要点是塔顶和塔釜的温度、进出料量和回流比。塔顶和塔釜的温度一旦控制不好,产品纯度必将受影响,导致不合格产品的产生;稳定的进出料量是精馏操作稳定的充分必要条件;回流比关系着产品质量和能耗的大小。

        3、尾气处理

        尾气的主要成分为三氯氢硅、氯化氢和氢气。原工艺对尾气的处理方法主要是经水洗塔水解,生成不溶于水的二氧化硅和盐酸。这种处理方法不但浪费三氯氢硅,提高了三氯氢硅的生产成本,管道容易堵塞,而且对水解物的清理增大了工人的劳动强度,对酸性水的处理增加了污水处理费用。

        今后的改造方向

        (1)沸腾炉用温水冷却改为用导热油冷却,进一步稳定沸腾炉的反应温度,延长设备使用寿命,同时利用导热油的热量加热硅粉和预热进炉的氯化氢,副产的低压蒸汽供三氯氢硅精馏使用,从而进一步降低汽耗,提高三氯氢硅合成收率。

        (2)改进硅粉干燥系统,提高硅粉干燥温度,由现在的100e提高到200e左右,进一步减少硅粉中的水含量,进一步提高三氯氢硅的收率。

        (3)尾气系统增加增压冷凝和变压吸附设施,进一步回收尾气中的三氯氢硅,同时对尾气中的氯化氢和氢气进行二次利用,既解决/三废问题,又大大降低三氯氢硅的生产成本。

        资料来源:观研天下整理,转载请注明出处(FSW)
更多好文每日分享,欢迎关注公众号

【版权提示】观研报告网倡导尊重与保护知识产权。未经许可,任何人不得复制、转载、或以其他方式使用本网站的内容。如发现本站文章存在版权问题,烦请提供版权疑问、身份证明、版权证明、联系方式等发邮件至kf@chinabaogao.com,我们将及时沟通与处理。

我国MTBE行业呈“供强需弱”态势 产品价格与利润齐跌

我国MTBE行业呈“供强需弱”态势 产品价格与利润齐跌

2025年上半年,我国MTBE行业整体呈现鲜明的“供强需弱”运行态势。受此影响,MTBE产品价格与行业利润双双下跌,部分工艺装置甚至陷入亏损。面对国内供应压力加大的局面,出口成为消化过剩产能的重要途径,推动MTBE 出口量实现快速增长。

2025年09月09日
我国正丁醇产能集中度下滑 市场呈现“供应充裕、需求滞后”特征

我国正丁醇产能集中度下滑 市场呈现“供应充裕、需求滞后”特征

我国正丁醇行业自2023年起进入扩能加速期,产能集中度下滑,头部企业产能规模排名呈现动态洗牌特征。目前,其下游消费结构高度集中,2024年丙烯酸丁酯、醋酸丁酯和DBP三大主力产品合计消费占比超过85%。2025年上半年,正丁醇市场呈现“供应充裕、需求滞后”特征,价格整体承压下行。

2025年09月08日
我国氧化铁颜料生产方法多元化 环保与能耗新国标推动行业绿色转型

我国氧化铁颜料生产方法多元化 环保与能耗新国标推动行业绿色转型

在我国,氧化铁颜料以其优异性能广泛应用于建材、涂料、化妆品、橡胶、塑料、造纸、陶瓷等行业,其中涂料占据最大消费份额。2025年上半年,我国氧化铁颜料产销量均上升,但出口需求有所回落。目前行业生产方法呈现多元化特征,以湿法工艺为主流。在环保与能耗双重要求下,行业正积极向绿色方向转型。

2025年09月08日
天然色素行业:政策及市场推动下中美两国替代空间广 全球有望实现较快增长

天然色素行业:政策及市场推动下中美两国替代空间广 全球有望实现较快增长

从全球主要市场看,欧盟早在2008年就已要求在食品包装披露六种合成色素的使用信息,这几乎消除了这些色素在食品和饮料产品中的使用,同时推动天然色素的替代进程,根据数据,目前欧洲天然色素渗透率已超80%。

2025年09月04日
我国环氧丙烷价格震荡下行 亏损程度进一步增加

我国环氧丙烷价格震荡下行 亏损程度进一步增加

我国环氧丙烷下游消费以聚醚多元醇为主,2024年占比超过75%。近年来,在聚醚多元醇产量强劲增长的拉动下,环氧丙烷表观消费量的持续上升。与此同时,我国环氧丙烷行业供给能力不断提升,产能产量持续增长,推动进口依存度不断下滑。值得注意的是,全球环氧丙烷产能持续向我国集中,目前我国已成为全球最大的环氧丙烷生产国。然而,自20

2025年09月02日
我国丙烯酸丁酯下游消费高度集中 供需错配下价格整体下跌

我国丙烯酸丁酯下游消费高度集中 供需错配下价格整体下跌

我国丙烯酸丁酯的下游消费结构高度集中,主要集中于胶粘剂和丙烯酸乳液两大领域。2025年以来,在行业产能持续放量的同时,下游胶粘剂、丙烯酸乳液等领域需求不及预期,叠加国际市场需求疲软,导致市场供需矛盾日益凸显,产品价格整体呈现下行态势。展望2025年下半年,随着巴斯夫湛江基地40万吨新产能的投放,国内市场供应压力预计将进

2025年09月01日
我国钛白粉下游消费以涂料为主 盈利空间收窄下行业掀起涨价潮

我国钛白粉下游消费以涂料为主 盈利空间收窄下行业掀起涨价潮

我国钛白粉下游消费以涂料为主,2023年占比接近六成;塑料次之,占比超20%;造纸位列第三,占比约10%。2019至2024年间,钛白粉出口持续放量,但2025年1-7月却呈现“量价齐跌”。与此同时,国内钛白粉均价走低,行业盈利空间收窄,以龙佰集团、安纳达、金浦钛业等为代表的头部企业其钛白粉业务营收与毛利率普遍下滑。为

2025年08月29日
我国氯碱行业分析:产能增速整体放缓 老旧装置改造有望成为抓手

我国氯碱行业分析:产能增速整体放缓 老旧装置改造有望成为抓手

氯碱行业主要包括烧碱和聚氯乙烯两大产品。近两年,我国氯碱行业产能增速整体有所放缓,并且后期实际投放产能有限。同时,由于氯碱属于高耗能行业,政策推动下的低效产能改造升级有望成为完成节能降碳目标的抓手。

2025年08月28日
微信客服
微信客服二维码
微信扫码咨询客服
QQ客服
电话客服

咨询热线

400-007-6266
010-86223221
返回顶部