成达与多晶硅

管道试压吹扫规范要求(最新版)Technical safety means that the pursuit of technology should also include ensuring that peoplemake mistakes( 安全技术 )单位：_________________________姓名：_________________________日期：_________________________精品文档 / Word文档 / 文字可改管道试压吹扫规范要求(最新版)一、工程概况特变电工多晶硅项目一期工程中的管道介质分为蒸汽、蒸汽冷凝液、氢气、氯化氢、仪表空气、制冷液、冷却水、氮气、洗涤液、氯硅烷（汽、液）等，管道材质有不锈钢、碳钢、合金钢等。

为了使管道试压、吹扫工作能顺利的进行，特编制本施工说明书。

由于多晶硅装置生产中氯硅烷等介质遇水反应生成盐酸将腐蚀设备管道，并在反应同时产生氢气将造成爆炸危险。

此外结合国内多晶硅行业的建设、生产操作习惯，为保证各项目的开车进度，管道命名表中的大量管道在试验介质栏填写的是“空气”（或氮气），与常规设计中大量采用水压有较大区别。

本规定提请各施工单位在试验时注意气压试验的危险性，应合理组织试压回路避免由此带来的风险。

若选择水压试验，则请注意在水压试验后将系统中的水排净，并保证在输送氯硅烷等工艺介质前将系统干燥吹扫至露点-40℃以下。

使用范围：成达工程公司负责工程设计的所有多晶硅装置HCL合成、三氯氢硅合成、精馏提纯、罐区、氢化、还原、三套尾气分离系统（CDI）、这几个主要工序中氯硅烷管道及与氯硅烷管道设备直接相连的HCL，H2,N2等管道，不适用于废气及废液处理工序。

采用的主要标准：GB50235-97《工业金属管道工程施工及验收规范》试验基本依据：管道在脱脂清洗、安装完毕、热处理及无损检验合格后应进行压力试验，试验介质和压力的选择建议按成达工程公司提交的设计文件《管道命名表》进行。

第 57 卷第 5 期2020 年 10 月化　工　设　备　与　管　道PROCESS EQUIPMENT & PIPINGV ol. 57　No. 5Oct. 2020１ ５００ t/a 系列多晶硅项目布置及管道设计特点探讨胡爱新1，胡光初2（1. 中国成达工程有限公司，成都 610041；2. 中国化学工程第三建设有限公司，合肥 230000）摘 要：近几年，在半导体市场中太阳能电池产量持续增长的推动下，多晶硅生产能力不断扩大，产量逐年增加，多晶硅类项目是一种新型的能源产业。

以笔者自身参与的1 500 t/a 多晶硅项目为依据，结合参与的多次1 500 t/a 多晶硅项目现场施工和开车整改情况，阐述了1 500 t/a 系列多晶硅项目工艺说明、设备布置的原则和特点，并举例说明管道设计的一般要求和注意事项，以便在同类项目设计中借鉴和参考，达到节省人力，提高效率、降低成本的目的。

关键词：多晶硅项目布置；提高效率；降低成本中图分类号：TQ 050.2；TH 122 文献标识码：A 文章编号：1009-3281（2020）05-0076-004收稿日期：2020-07-28作者简介： 胡爱新（1981—），男，高级工程师。

主要从事石油与化工类项目管道设计、施工和项目管理等工 作。

多晶硅产品是生产单晶硅及硅片的唯一原材料，硅片大部分用来制作集成电路及太阳能电池，其市场需求与半导体集成电路市场及太阳能光伏发电产业的发展密切相关，进入1990年代以来，在半导体市场及太阳能电池产量持续增长的推动下，多晶硅生产能力不断扩大，产量逐年增加，市场前景可观。

本文以笔者参与的多个1 500 t/a 系列多晶项目的设计为依据，结合多晶硅项目现场施工和开车使用情况，简要阐述1 500 t/a 系列多晶硅项目布置特点，管道配管的特殊要求。

以便在同类项目设计中借鉴和参考，达到优化设计，降低成本，节省投资的目的。

１ １ ５００ t/a 系列多晶硅工艺简介1 500 t/a 产电路级多晶硅，其主要的生产工艺，是通过氢气和氯气合成氯化氢，再用氯化氢与硅粉反应生成粗三氯氢硅，用精馏的方法从粗三氯氢硅中分离出高纯度的三氯氢硅，再将汽化的三氯氢硅，与氢气按一定比例混合引入多晶硅还原炉。

四氯化硅催化氢化制备三氯氢硅龙雨谦;刘颖颖;叶龙泼;付勰;蒋炜;周齐岭;梁斌【摘要】Using HZSM-5 as the support and different metal chlorides as the active components, the different supported catalysts for hydrogenation of silicon tetrachloride to trichlorosilane were prepared by impregnation method. The as-prepared catalysts were characterized by XRD,XPS and BET. The activity of the catalysts was investigated. The results showed that the chlorides of alkaline earth metal, especially barium, exhibited better catalytic activity for the hydrogenation of silicon tetrachloride; the maximum conversion of silicon tetrachloride of 20. 22% and the highest selectivity to trichlorosilane of 83. 01% were attained under the condition of reaction temperature 850℃ and BaCl2 loading 1 % ( mass fraction).%针对四氯化硅氢化反应,采用等体积浸渍法制备了以HZSM-5为载体,金属氯化物为活性组分的负载型四氯化硅氢化反应催化剂,考察了催化剂的催化性能,并进行了相应表征.结果表明,碱土金属氯化物对四氯化硅氢化过程有良好的催化效果,在BaCl2负载质量分数为1％和反应温度850℃条件下,反应最高转化率为20.20％,选择性83.01％.【期刊名称】《工业催化》【年(卷),期】2012(020)008【总页数】5页(P26-30)【关键词】催化化学;四氯化硅;催化氢化;HZSM-5;三氯氢硅;活性评价【作者】龙雨谦;刘颖颖;叶龙泼;付勰;蒋炜;周齐岭;梁斌【作者单位】四川大学化工学院四川省多相流传质与化学反应工程重点实验室,四川成都610065;四川大学化工学院四川省多相流传质与化学反应工程重点实验室,四川成都610065;中国成达工程有限公司,四川成都610041;四川大学化工学院四川省多相流传质与化学反应工程重点实验室,四川成都610065;中国成达工程有限公司,四川成都610041;四川大学化工学院四川省多相流传质与化学反应工程重点实验室,四川成都610065;中国成达工程有限公司,四川成都610041;四川大学化工学院四川省多相流传质与化学反应工程重点实验室,四川成都610065【正文语种】中文【中图分类】O643.36;TQ426.6多晶硅是目前最主要的光伏材料，生产工艺主要为改良西门子法，每生产1 t多晶硅副产15 t以上的四氯化硅［1］。

多晶硅生产工艺多晶硅是一种高纯度的硅材料，广泛应用于电子、光电和太阳能等领域。

多晶硅的制备工艺主要包括净化硅材料、化学气相沉积和熔融法等。

本文将从多晶硅生产的三个关键步骤入手，详细介绍多晶硅的生产工艺。

一、净化硅材料多晶硅的生产基础是高纯度硅材料，一般采用电石法或硅锭法生产。

在电石法中，石油焦、白炭黑等原料经高温炉处理生成硅单质，再通过进一步的加热处理和气相冷却得到高纯度的硅粉末。

硅锭法是利用单晶硅作为原料，通过高温熔化并在特殊条件下生长出大型晶体锭。

这两种方法都需要对产生的硅材料进行净化处理，以获得较高的纯度。

在净化过程中，首先需要通过化学方法除去硅杂质，例如氧化物、碳和氮等。

一般采用氢氧化钠或氢氧化铝作为碱性还原剂，使硅材料与还原剂反应生成挥发性化合物的气体，通过气体与净化剂的反应使杂质得到去除。

其次，通过热处理和气相冷却等方法去除非金属杂质，例如碳、氧、氮、铁、铝等。

最后，通过电石法或硅锭法制备出较高纯度的硅粉或硅锭，成为制备多晶硅的基础原料。

二、化学气相沉积法化学气相沉积法是多晶硅生产的主要方法之一。

其基本原理是利用硅化合物热分解生成硅单质并在沉积基底上生长晶体。

一般采用氯硅烷、氯化硅、三氯硅烷等硅化合物作为原料气体，通过加热至高温（1000-1400℃）使硅化合物分解，生成氯离子和硅单质原子。

硅单质原子进一步在沉积基底上生长成为多晶硅晶体。

在化学气相沉积法中，氯化氢和二氧化硅等气体通入反应器内，使反应器内维持一定的反应压力（约5-10kPa），并保证反应器内气氛处于还原条件下。

在材料沉积过程中，需要控制反应器的温度、反应气压和气体流量等参数，以使沉积层的粗细、取向和晶界质量达到理想状态。

三、熔融法熔融法是多晶硅生产的另一种常用方法。

其主要流程是将高纯度硅材料加热至熔化状态，然后在特定条件下进行成型和冷却。

其中的关键步骤包括炼铝电池法、湖式法和化学熔融法等。

炼铝电池法是将硅粉末加入熔融的铝中，在高温高压下反应生成硅铝合金，然后通过冷却、破碎等过程，得到晶粒尺寸较小的多晶硅。

1．南玻a（000012）：总股本/流通股：118796万股/38746万股a股、44858万股b股；2006年10月已在北宜昌开工建设总投资高达60亿元的多晶硅项目，规划占地面积为1500亩，一、二、三期工程统一规划布局，总规模为年产5000吨高纯多晶硅、450兆瓦太阳能电池组件，年销售收入约100亿人币。

其中，一期工程拟投资亿美元，建设年产1500吨高纯多晶硅生产基地，占地约500亩，包括太阳能级和电子级高纯多晶硅材料及太阳能硅片等产品，建设周期约为18个月。

南玻集团宜昌硅材料基地是由南玻与香港华仪有限公司、宜昌力源科技开发有限公司同投资建设的以生产高纯多晶硅为主的新材料项目，南玻集团绝对控股。

该项目已被列入北省“十一五”三大重点项目之一。

随着宜昌南玻高纯多晶硅材料项目的开工建设，南玻集团将在全球多晶硅产业乃至整个太阳能产业中占有重要一席，并将形成以多晶硅材料为龙头的“多晶硅材料－硅片－电池片－太阳能电池”完整的产业链。

2．江苏阳光（600220）：总股本/流通股：96397万股/63686万股；控股65％的宁夏阳光硅业有限公司多晶硅项目一期1500吨生产线已于2 007年4月在宁夏石嘴山正式开工建设，一期生产线投资15亿元，计划2008年年底竣工投产。

公司拟总投资40亿元人币，建成年产4500吨多晶硅的能力，建设周期为4年，分二期投资建设，一期生产线达产后，2009年启动二期3000吨生产线的建设，并计划于2010年12月实现年产多晶硅4500吨的规模。

宁夏阳光硅业有限公司系由江苏阳光、宁夏东方有色金属集团有限公司、宁夏电力投资集团有限责任公司三方同出资组建的主营多晶硅、单晶硅原料和产品以及太阳能电池等制品的高新技术企业，其出资比例分别为65％、25％和10％。

该项目技术和工程设计合作方为中国成达工程公司。

成达公司始建于1955年，是以设计为主体实行工程总承包的国际型工程公司。

2002年开始承担的四川新光硅业公司1000吨／年项目的设计任务，该项目已于2007年2月26日成功投产，产品质量达到电子级，这是我国首套千吨级多晶硅工业化装置，它的投产标志着我国已掌握并拥有了千吨级多晶硅的设计和生产技术。

国内外太阳能级多晶硅生产企业国外厂商1、tokuyama（日本）以三氯氢硅和氢气为原料，管状炉反应器，…VLD‟工艺使用石墨管将温度升高到1500℃，三氯氢硅和氢气从石墨管上部注入，在1500℃的石墨管壁上反应生成液体硅，然后滴入底部，降温变成固体粒状硅。

此工艺研发始于1999年，除反应器外主工艺仍属西门子工艺。

2、wacker（德国）以三氯氢硅和氢气为原料，流化床反应器，工业级试验线用了两个多晶硅反应器，反应器为FBR型。

100吨试验线在2004年10月投入运行，除反应器外主工艺仍属于西门子工艺。

与保定英利签有长期合同。

德国Wacker公司与Simens公司合作开发了西门子法，并于1959年开始工业化生产多晶硅325公斤。

Wacker公司是目前世界第二大多晶硅厂，也是目前世界上最大的半导体硅材料厂之一，其产业链包括多晶硅、单晶硅（CZ和FZ）、硅片（磨片和抛光片）、太阳电池用铸锭硅和切片。

Wacker公司的多晶硅计划的增产速度较快，在短短四年中增产8400吨。

除了资金和成熟技术的实力外，更重要的是Wacker 公司也是德国最大的化学工业厂。

不仅有丰富的原辅材料，同时还有自备的水利发电厂。

3、hemlock（美国）世界第一大多晶硅生产企业。

4、EMC（美国）MEMC有2年扩张计划，由目前3800吨到2年后的8000吨，扩张部分主要为太阳能级多晶硅。

与无锡尚德签有长期合同，合同金额高达60亿美元。

5、厂商：俄罗斯：拟在乌索里－西伯尔斯科建一个年产2000吨的多晶硅厂，5年扩产至5000吨，采用俄稀有院技术。

距莫斯科200公里的巴斗尔斯克的化学冶金工厂建一个1500吨/年的硅厂，设备以购置西方为主。

俄铝业巨头拟在东西伯利亚建一个3500吨硅厂。

乌克兰：德国在乌克兰的康采恩拜尔公司以贷款方式，恢复乌克兰的两个多晶硅厂。

扎巴罗日厂生产的多晶硅以80美元/公斤价格来低偿贷款。

韩国的DC Chemical 宣布投资2.5亿美元，建立多晶硅厂。