文档介绍：三***氢硅的生产工艺选择
化学工程系个性教育
三***氢硅的生产工艺选择小组
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2012年01月08日
三***氢硅的生产工艺选择
摘要: 介绍了三***氢硅的生产原理及催化反应机理,阐述了沸腾***化法生产三***氢硅的工艺和流程,及以四***化硅为原料的还原法、以硅粉为原料的直接法、硅氢***化法等工艺。
关键词: 三***氢硅;生产原理;催化反应机理;生产流程
Abstract: Introduced the production of trichlorosilane principle and catalytic reaction mechanism,elaborated by boiling chlorination trichlorosilane production technology and processes,and the silicon tetrachloride as raw materials with silicon powder reduction method,direct method,silicon hydrogen chlorination process.
Key words: trichlorosilane; production principles; catalytic reaction mechanism; flowpath
三***氢硅又称三***硅烷、硅***仿,是一种易挥发、易潮解的无色液体,同时也是一种应用广泛的有机硅单体,广泛用于有机硅烷和烷基、芳基以及有机官能团***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、多晶硅的原料[1]。我国经济的飞速发展,尤其是精细化工、有机硅产业、电子产品、光纤通讯等行业的快速发展,为三***氢硅的生产和下游产品的开发提供了巨大的市场空间和机遇。三***氢硅在生产中消耗大量的***气和氢气,建设周期短,产能释放快,也是***碱企业的一种很好的平衡***气提高经济效益的产品。因此,近年来,三***氢硅项目不断拟建和扩建,又为三***氢硅的发展带来挑战[2]。
1 三***氢硅的生产原理及催化反应机理
生产原理[3]
三***氢硅是通过高纯***化氢气体与金属级单体硅(%~%)在一定温度、压力条件下反应制备的。反应方程式如下:
Si+3HCl→SiHCl3+H2 (1)
Si+4HCl→SiCl4+2H2 (2)
Si+2HCl→SiH2Cl2 (3)
反应(1)为主反应,反应(2),(3)为副反应。反应(1)在动力学上属于零级反应,热力学上属于放热反应,,升高反应温度虽可加快反应速度,但不利于主产物的生成。在优化温度和压力的条件下,可大大提高三***氢硅的选择性。例如在温度为300~425℃、压力为2~5kPa条件下,硅和***化氢发生反应,产物以600~1000 kg/h 的流速连续输出,三***氢硅选择性高达80%~88%,%~%的二***二氢硅和1%~
4%的缩聚物,其余为四***氢硅。该合成反应中,温度﹑压力﹑硅粉粒度﹑***化氢气体的流速﹑***化氢中O2和H2O含量都会对三***氢硅的收率产生很大影响。
催化反应机理[4]
铁是最早用于制