多晶硅工艺-三氯氢硅

三氯氢硅生产技术三氯硅烷(HSiCl3)是一种重要的高附加值原料，主要用作半导体工业中制造超纯多晶硅和高纯硅烷的原料及外延生长的硅源。

1 HSiCl3的制备1.1 硅氢氯化法该方法是用冶金级硅粉或硅铁、硅铜作原料与HCl气体反应，可使用Cu或Fe基催化剂，反应在200-800℃和0.05-3MPa下进行，反应式如下：2Si+7HCl→HSiCl3 +SiCl4 +3H2 (1)该反应所用反应器经历了从固定床、搅拌床到流化床的发展过程，工艺也从间歇发展到连续。

反应器由碳钢制成，预先将Si粒子加入反应器，加热至所需温度后，从底部连续通入HCl气体，产物及未反应原料被连续输出，经除尘、精制后，用于生产高纯多晶硅或高纯硅烷。

上述反应是放热反应，反应热为－141.8 kJ/mol。

升高温度有利于提高反应速率，但同时导致HSiCl3的选择性下降。

通过优化反应温度，可明显提高HSiCl3的选择率，例如在300-425℃和2-5kPa条件下使Si与HCl反应，产物以600-1000kg/h连续输出，HSiCl3的选择率高达80%-88%，副产物包括质量分数1%-2% H2SiCl2和1%-4%缩聚物，其余为SiCl4。

HCl气体中的水分对HSiCl3收率有很大影响，因此必须严格干燥。

Si与HCl生成HSiCl3的反应是零级反应，使用纯度大于99.99%的Si作原料时，HSiCl3的收率较低。

Anderson 等在一个微型反应器中用不同级别的Si作原料研究了上述反应，结果表明，冶金级Si原料中所含杂质Al对反应有催化作用，可使反应温度降低，HSiCl3收率提高。

此外，Anderson 和Hoel等研究还发现，Si原料中Cr和Mn的含量对上述反应有明显的影响。

Cr对HSiCl3的选择性有正面影响，当原料中含有质量分数(3-10 00)×10-5的Cr时，HSiCl3的选择性可提高15%-20%。

但原料中的Mn却对Si的反应性和HSiCl3的选择性有负面影响，因此应将其质量分数降至1×10-4以下。

安全操作规程一、概述1. 三氯氢硅的用途三氯氢硅是生产半导体用硅的主要中间体，是有机硅行业中硅烷偶联剂的主 要原材料。

随着光伏产业的迅猛发展，太阳能电池对多晶硅的需求量大幅增长， 三氯氢硅是改良西门子法生产多晶硅的主要原材料。

2. 三氯氢硅的生产机理干燥的硅粉和干燥的氯化氢气体在 320°C、0.1Mpa 左右的工艺条件下， 在三氯氢硅合成炉内以流化的形式反应生成三氯氢硅，其化学反应方程式如 下：Si + 3HCL = SiHCL 3 + H 2 + 50 千卡在上述工艺条件下，硅粉与氯化氢反应还会产生四氯化硅，其化学反应方程 式如下：Si + 4HCL = SiCl 4 + 2H 2 + 57。

4 千卡3. 三氯氢硅的物性分子式：SiHCl -134 C沸点(101.325kPa ) : 31。

8C爆炸极限：6。

9 ----- 70.0%。

三氯硅烷在常温常压下是具有刺激性恶臭、易流动、易挥发的无色透明 液体，易水解，溶于有机溶剂，水解时产生氯化氢气体而具有强刺激性，空气中能燃 烧。

4. 四氯化硅的物性分子式：SiCl 沸点（101。

325kPa ）： 57。

6°C分子量:135 。

5 熔点: 相对密度: （水二1） 1。

35、（空气二1） 4.7分子量：169 。

90相对密度：（水=1） 1.48、（空气=1） 5。

86四氯化硅为无色或淡黄色发烟液体，有刺激性气味，易潮解，性质稳定，可混溶于苯、氯仿、石油醚等多数有机溶剂。

四氯化硅属酸性腐蚀品，主要用于制取纯硅、硅酸乙酯等，也用于制取烟幕剂。

二、氯化氢干燥岗位操作法1.流程叙述来自氯碱厂氯碱氯化氢工段的氯化氢气体以管输的形式进入氯化氢厂房内石墨冷凝器进行深冷脱水处理，除雾后经石墨预热器将深冷后的氯化氢气体升至常温以上，进入硫酸干燥塔作进一步的脱水干燥处理.干燥后的氯化氢气体用氯化氢压缩机增压至0。

15Mpa去三氯氢硅厂房。

多晶硅工艺-三氯氢硅一、引言多晶硅工艺是目前制备太阳能电池的主要方法之一、多晶硅的组织结构比单晶硅要简单，制造成本也较低，因此成为了太阳能电池工业中的主流材料之一、而三氯氢硅是多晶硅工艺中重要的原料之一，它作为硅源被广泛应用于多晶硅制备过程中。

二、三氯氢硅的制备方法三氯氢硅的制备方法有多种，常见的方法有氢气法、氯化硅法和氯化铜法等。

其中，氢气法是最常用的一种制备方法。

下面将详细介绍氢气法的制备过程。

1.原料准备制备三氯氢硅的原料主要有硅和氯气。

硅可以使用纯度较高的硅片或硅粉进行制备，氯气可以通过工业方法制备。

2.反应过程氢气法制备三氯氢硅的反应过程可简化为以下几个步骤：1)反应器预热：将反应器加热至适宜的温度，通入惰性气体预热反应器，以提高反应速率和产率。

2)加入硅和氯气：将预热后的反应器中加入硅和氯气，通过恒定的氯气流量和温度条件下进行反应。

3)反应：反应温度通常在300-400摄氏度之间，硅和氯气在反应器中进行反应，产生三氯氢硅。

反应得到的三氯氢硅通过惰性气体进行冷凝、收集和净化。

4)分离：通过适当的物理和化学方法对反应产物进行分离，获取纯度较高的三氯氢硅。

3.设备要求氢气法制备三氯氢硅的设备主要有加热炉、反应器、冷凝装置、气体净化装置等。

反应器通常采用耐高温、耐腐蚀的材料制成，反应过程中需要控制反应器的温度和氯气的流量，以确保反应的稳定进行。

三、多晶硅制备工艺制备三氯氢硅是多晶硅制备工艺中的重要环节之一、下面将介绍多晶硅制备工艺的主要步骤。

1.多晶硅生长多晶硅的生长过程通常通过液相生长法进行。

该方法将三氯氢硅溶液在高温条件下注入反应器中，通过加热和控制温度来促进多晶硅的生长。

2.多晶硅晶体形态多晶硅生长过程中，晶体形态的控制十分重要。

晶体形态会影响多晶硅的电性能和其它物理性能。

因此，需要通过适当的温度、时间和添加剂等方法来控制晶体形态。

3.多晶硅纯化多晶硅在生长过程中常常伴随着一些杂质的存在，这些杂质会影响多晶硅的光电转化效率。

目前世界上绝大部分企业均采用改良西门子法工艺生产多晶硅。

多晶硅生产工艺流程：由高纯石英（石英化学名SiO2俗称沙子）→（经1100℃左右高温通过焦碳或H2进行还原反应）→纯到98%左右的工业硅→（加HCL酸洗，生成拟溶解的三氯氢硅SiHCl3）→SiHCL3（经过粗馏精馏）→高纯SiHCL3（和H2反应CVD工艺；CVD工艺即化学气相沉积，用来产生薄膜，防止氧化）→高纯多晶硅。

（在整个工艺中需要使用大量的水来冷却）1、改良西门子法——闭环式三氯氢硅氢还原法改良西门子法是用氯和氢合成氯化氢（或外购氯化氢），氯化氢和工业硅粉在一定的温度下合成三氯氢硅，然后对三氯氢硅进行分离精馏提纯，提纯后的三氯氢硅在氢还原炉内进行CVD反应生产高纯多晶硅。

国内外现有的多晶硅厂绝大部分采用此法生产电子级与太阳能级多晶硅。

2、硅烷法——硅烷热分解法硅烷（SiH4）是以四氯化硅氢化法、硅合金分解法、氢化物还原法、硅的直接氢化法等方法制取。

然后将制得的硅烷气提纯后在热分解炉生产纯度较高的棒状多晶硅。

以前只有日本小松掌握此技术，由于发生过严重的爆炸事故后，没有继续扩大生产。

但美国Asimi和SGS公司仍采用硅烷气热分解生产纯度较高的电子级多晶硅产品。

3、流化床法以四氯化硅、氢气、氯化氢和工业硅为原料在流化床内（沸腾床）高温高压下生成三氯氢硅，将三氯氢硅再进一步歧化加氢反应生成二氯二氢硅，继而生成硅烷气。

制得的硅烷气通入加有小颗粒硅粉的流化床反应炉内进行连续热分解反应，生成粒状多晶硅产品。

因为在流化床反应炉内参与反应的硅表面积大，生产效率高，电耗低与成本低，适用于大规模生产太阳能级多晶硅。

唯一的缺点是安全性差，危险性大。

其次是产品纯度不高，但基本能满足太阳能电池生产的使用。

此法是美国联合碳化合物公司早年研究的工艺技术。

目前世界上只有美国MEMC公司采用此法生产粒状多晶硅。

此法比较适合生产价廉的太阳能级多晶硅。

4、太阳能级多晶硅新工艺技术除了上述改良西门子法、硅烷热分解法、流化床反应炉法三种方法生产电子级与太阳能级多晶硅以外，还涌现出几种专门生产太阳能级多晶硅新工艺技术。

三氯氢硅氢还原制备高纯多晶硅1．高纯多晶硅生产工艺简介20世纪50年代，联邦德国西门子公司研究开发出大规模生产多晶硅的技术，即通常所说的西门子工艺。

多晶硅生产的西门子工艺，其原理就是在表面温度1100℃左右的高纯硅芯上用高纯氢还原高纯含硅反应物，使反应生成的硅沉积在硅芯上。

改良西门子方法是在传统西门子方法的基础上，具备先进的节能低耗工艺，可有效回收利用生产过程中大量的SiCl4 、HCl、H2等副产物以及大量副产热能的多晶硅生产工艺。

经过半个世纪的发展，多晶硅的制备从生产技术、规模、质量和成本都达到空前的水平，主要集中在美国、日本、德国三个国家。

这三国几乎垄断了世界多晶硅市场。

多晶硅生产的技术仍在进步发展，比如现在出现的硅棒对数达上百对的还原炉，可以使多晶硅的还原能耗降低到一个新的水平。

多晶硅的规格形态：表面无氧化杂质，呈银灰色带有金属光泽Si含量 99.9999%（太阳能级） 99.9999999（电子级）B含量≤0.003PPb(W)P含量≤0.3PPb(W)C含量≤100PPb(W)体内金属含量≤0.5PPb(W)（Fe,Cu,Ni,Zn,Cr）2．三氯氢硅氢还原反应基本原理2.1 三氯氢硅氢还原反应原理SiHCl 3和H 2混合，加热到900℃以上，就能发生如下反应：)(HCl 3)( Si )( H )(SiHCl 110090023气固气气℃～+−−−−→←+ 同时，也会产生SiHCl 3的热分解以及SiCl 4的还原反应:2490032H 3SiCl Si 4SiHCl ++−−→←℃ 4HCl Si 2H SiCl 24+−→←+此外，还有可能有43SiCl 2HCl Si 2SiHCl ++−→←HCl SiCl SiHCl 23+−→←以及杂质的还原反应：6HC1 2P 3H PCl 23+−→←+这些反应,都是可逆反应，所以还原炉内的反应过程是相当复杂的。

在多晶硅的生产过程中，应采取适当的措施，抑制各种逆反应和副反应。

三氯氢硅生产工艺
三氯氢硅（简称TCS）是一种无机化学品，主要用于半导体、光电子、电子化学等领域。

下面是三氯氢硅的生产工艺简介。

三氯氢硅的生产主要采用化学反应法，通常从硅源和氯源出发，经过多步反应得到三氯氢硅。

首先，将高纯度的石英砂（SiO2）与异氰酸酯（比如甲基异
氰酸酯）在氯化亚砜存在下反应，生成含有异氰酸酯基团的氯硅酮。

反应条件一般为高温高压，例如180-200℃，3-5 MPa。

反应方程式如下：
SiO2 + 2 ROCN + SO2Cl2 → Si(OCN)2Cl2 + SO2 + 2 HCl
接下来，将得到的氯硅酮与硅源（比如高纯度的多晶硅或硅锭）反应，生成TCS和其他副产物。

该反应需要在惰性气体（如
氩气）保护下进行，反应条件一般是中高温（例如800-1200℃）下，产物需要通过真空蒸馏进行分离纯化。

反应方程式如下：
Si(OCN)2Cl2 + 2 Si → 2 SiCl4 + Si(OCN)4
最后，通过进一步的处理和纯化，得到高纯度的三氯氢硅。

处理方法可以包括蒸馏、结晶、过滤等。

经过这些步骤，可以得到符合要求的三氯氢硅产品。

需要注意的是，三氯氢硅在生产和储存过程中，由于其高度腐蚀性，需要特殊的防腐措施。

生产厂商必须配备防腐材料和设备，进行严格的操作控制和安全管理，以确保生产过程的安全
性。

以上是三氯氢硅的生产工艺的简要介绍。

具体的生产工艺可能还包括一些中间反应和纯化步骤，以上只是一个概述。

多晶硅生产中三氯氢硅精馏节能工艺摘要：目前市场上有许多生产多晶硅的技术，西门子的先进技术得到广泛应用，以提高原料利用率和保护西门子基础上的环境。

通过气相淀积成柱和封闭式多晶硅生产工艺我国能源生产和消费市场，我国光伏发电量增长了70%，位居世界第一，多晶硅的供应将直接影响光电工业的发展。

多晶硅从化学角度来看是单质硅形态的另一种，在气温条件满足时使用的单质硅凝固，硅原子以金刚石结晶形态排列成多个水晶核，再结晶为硅。

通常是半导体级多晶硅，工业硅经过氯化合成生产硅化后精制，这是通过还原产生的半导体特性的产物。

半导体特性是其主要特征半导体是介于导体与绝缘体之间的物质。

关键词：多晶硅；三氯氢硅精馏节能工艺；1、概述工业硅酮粉，对HCI反应，在SiHCI3中处理，在大气中的H2多晶硅还原炉中再生。

SiH2Cl2和HCI分离后，硅烷作为液体粒子进入多晶硅流化床，在流化床上分解的，上面沉积着的晶体，能产生大量晶粒硅。

这是一个不断完善和经常用于制备现代硅酮，从而导致硅，在金属一级由硅和形成的生产原料是SiHCl3，首先产生于和的反应能量消耗要大得多，因为在生产过程中，其生产周期的每一个阶段的转化都很低，材料在多次往返循环中都需要三氯硅是修复多晶硅的最重要材料之一，为了响应国家的节约号召，我们将生产多晶硅，以实现节能的三氯氢硅精馏电路。

它也被称为硅氯仿，硅氟碳化物和三氯硅，这是三氯甲基硅烷，化学SiHCl3，熔点为101325kpa：-134°C；沸点自燃温度；爆炸极限：6.9%-70%；毒性：易燃程度：在恒压下形成无色透明液体，可快速蒸发的有刺激性的恶臭。

空气中燃烧的高度和燃烧的危险高达-18°C，燃烧时燃烧的高强度产生红、白火焰，形成在烟雾和水的强烈反应下在高温下，硅酮可以由氢还原成[1]。

2、三氯氢硅生产工艺三氯氢化硅的生产除其他外包括氢氯化物的合成、三氯氢硅的合成、粉尘的分离等。

废气的精馏和处理。

GMP-三氯氢硅工艺概述wiki]多晶硅[/wiki]工艺流程[wiki]氢[/wiki]气制备与净[wiki]化工[/wiki]序在电解槽内经电解脱盐水制得氢气。

电解制得的氢气经过冷却、分离液体后，进入除氧器，在[wiki]催化剂[/wiki]的作用下，氢气中的微量氧气与氢气反应生成水而被除去。

除氧后的氢气通过一组吸附干燥器而被干燥。

净化干燥后的氢气送入氢气贮罐，然后送往氯化氢合成、三氯氢硅氢还原、四氯化硅氢化工序。

电解制得的氧气经冷却、分离液体后，送入氧气贮罐。

出氧气贮罐的氧气送去装瓶。

气液分离器排放废吸附剂、氢气脱氧器有废脱氧催化剂排放、干燥器有废吸附剂排放，均供货商回收再利用。

氯化氢合成工序从氢气制备与净化工序来的氢气和从合成气干法分离工序返回的循环氢气分别进入本工序氢气缓冲罐并在罐内混合。

出氢气缓冲罐的氢气引入氯化氢合成炉底部的燃烧枪。

从液氯汽化工序来的氯气经氯气缓冲罐，也引入氯化氢合成炉的底部的燃烧枪。

氢气与氯气的混合气体在燃烧枪出口被点燃，经燃烧反应生成氯化氢气体。

出合成炉的氯化氢气体流经空气冷却器、水冷却器、深冷却器、雾沫分离器后，被送往三氯氢硅合成工序。

为保证安全，本装置设置有一套主要由两台氯化氢降膜吸收器和两套盐酸循环槽、盐酸循环泵组成的氯化氢气体吸收系统，可用水吸收因装置负荷调整或紧急泄放而排出的氯化氢气体。

该系统保持连续运转，可随时接收并吸收装置排出的氯化氢气体。

为保证安全，本工序设置一套主要由废气处理塔、碱液循环槽、碱液循环泵和碱液循环冷却器组成的含氯废气处理系统。

必要时，氯气缓冲罐及管道内的氯气可以送入废气处理塔内，用氢氧化钠水溶液洗涤除去。

该废气处理系统保持连续运转，以保证可以随时接收并处理含氯气体。

三氯氢硅合成工序原料硅粉经吊运，通过硅粉下料斗而被卸入硅粉接收料斗。

硅粉从接收料斗放入下方的中间料斗，经用热氯化氢气置换料斗内的气体并升压至与下方料斗压力平衡后，硅粉被放入下方的硅粉供应料斗。

多晶硅生产工艺流程(简介)-------------------------来自于网络收集多晶硅生产工艺流程,多晶硅最主要的工艺包括，三氯氢硅合成、四氯化硅的热氢化（有的采用氯氢化），精馏，还原，尾气回收，还有一些小的主项，制氢、氯化氢合成、废气废液的处理、硅棒的整理等等。

主要反应包括：Si+HCl---SiHCl3+H2（三氯氢硅合成）;SiCl4+H2---SiHCl3+HCl（热氢化）;SiHCl3+H2---SiCl4+HCl+Si （还原）多晶硅是由硅纯度较低的冶金级硅提炼而来，由于各多晶硅生产工厂所用主辅原料不尽相同，因此生产工艺技术不同；进而对应的多晶硅产品技术经济指标、产品质量指标、用途、产品检测方法、过程安全等方面也存在差异，各有技术特点和技术秘密，总的来说，目前国际上多晶硅生产主要的传统工艺有：改良西门子法、硅烷法和流化床法。

改良西门子法是目前主流的生产方法，采用此方法生产的多晶硅约占多晶硅全球总产量的85％。

但这种提炼技术的核心工艺仅仅掌握在美、德、日等7家主要硅料厂商手中。

这些公司的产品占全球多晶硅总产量的90%，它们形成的企业联盟实行技术封锁，严禁技术转让。

短期内产业化技术垄断封锁的局面不会改变。

西门子改良法生产工艺如下：这种方法的优点是节能降耗显著、成本低、质量好、采用综合利用技术，对环境不产生污染，具有明显的竞争优势。

改良西门子工艺法生产多晶硅所用设备主要有：氯化氢合成炉，三氯氢硅沸腾床加压合成炉，三氯氢硅水解凝胶处理系统，三氯氢硅粗馏、精馏塔提纯系统，硅芯炉，节电还原炉，磷检炉，硅棒切断机，腐蚀、清洗、干燥、包装系统装置，还原尾气干法回收装置；其他包括分析、检测仪器，控制仪表，热能转换站，压缩空气站，循环水站，变配电站，净化厂房等。

（1）石英砂在电弧炉中冶炼提纯到98%并生成工业硅，其化学反应SiO2+C→Si+CO2↑（2）为了满足高纯度的需要，必须进一步提纯。